델파이, 초고압 500bar GDi 시스템 공개

델파이 테크놀로지스는 5월 16일부터 이틀 간 열린 2019 비엔나 모터 심포지엄에서 고비용의 엔진 개량 없이도 기존 350bar 시스템 대비 최대 50%까지 입자상 물질 배출량을 줄일 수 있는 500+bar GDi 시스템을 새롭게 공개했다.

23 나노미터 이하의 크기를 포함한 입자상 물질 수의 저감은 자동차 제조업체가 더욱 더 엄격해지고 있는 미래 글로벌 배출가스 규제기준에 부합할 수 있도록 돕는다.

특히 가솔린 직분사 엔진은 기존 엔진보다 입자상물질(매연) 배출이 많아 새로운 배출기준을 맞추려면 일부 차종은 디젤엔진에 쓰이는 종류의 매연필터(GPF)를 적용해야 하는 것으로 알려졌다.

엔진 배기가스 배출량을 원천적으로 줄이면 촉매 활성화 이전의 차량 배출가스를 감소시키고, 값비싼 후처리 시스템(GPF 등)을 쓸 필요성이 줄어든다. 또한 실주행 배출가스 시험모드(RDE, Real Driving Emissions)를 포함한 모든 배출가스 시험모드에서 배출가스를 줄여준다.

2016년 말 델파이 테크놀로지스는 업계 최초 350bar GDi 시스템의 생산을 시작하면서 당시의 업계 표준 200bar GDi 시스템 대비 미세먼지 배출량을 최대 70%까지 줄인 것으로 알려졌다.

연료 분사압을 높이면 배출가스가 줄어들기는 하지만, 펌프의 구동부하 증가 없이 압력을 높여야 하는 과제가 남아 있었다. 대부분의 엔진에서 GDI 펌프는 캠축구동에 의해 작동되므로, 통상적인 접근방식으로는 컨트롤이 어려워 대체적으로 고비용의 캠축 메커니즘 재설계 및 강화가 필요했다.

델파이 테크놀로지스 가솔린 연료분사시스템 부문의 엔지니어링 총괄 책임자인 월터 피악은 “GFP3 500+bar 펌프를 위한 혁신적이고 새로운 내부 씰링 시스템을 설계해 펌프의 출력이나 부하를 늘리지 않고도 압력을 효과적으로 높일 수 있도록 플런저 직경을 줄였다”고 밝혔다.

델파이의 새로운 시스템으로 기존 캠축 구동 시스템에 압력을 올리기 위해 고비용의 설계변경을 적용하지 않고도 500+bar 연료분사 시스템을 이용할 수 있게 된 것이다.

도시 대기 질 향상 및 온실가스 배출 저감이 동시에 요구됨에 따라 연료분사시스템은 미래의 법적 규제 목표치를 충족시키기 위한 중요한 역할을 맡고 있다. 델파이의 500+bar 직분사 시스템은 자동차 제조업체들이 두 가지 과제를 모두 해결하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

월터 피악은 “델파이의 350bar GDi 시스템이 업계 표준 200bar 시스템 대비 입자상 물질 배출량을 70%까지 줄인 것처럼 새로운 500+bar GDi 시스템은 한 걸음 더 나아가 350bar 시스템 대비 최대 50%까지 입자상 물질 배출량을 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

새로운 500+bar 시스템을 완성하기 위해 델파이 테크놀로지스는 Multec 16인젝터, 고압펌프, 단조 연료레일 및 최적의 엔진 제어 시스템과 소프트웨어 등 모든 시스템 구성부품들을 개발해 온 것으로 전해진다.

펌프, 인젝터, 연료파이프 등 기존 구성부품의 배치나 설계를 크게 바꿀 필요 없어 기존 엔진의 물리적 개조가 전혀 필요하지 않거나 최소한만 필요하기 때문에 자동차 제조사들이 향후 이 시스템을 큰 어려움 없이 적용할 수 있을 것으로 전망된다.

500+bar 연료분사 시스템은 2022년부터 양산에 적용될 예정이다.