[차갑고도 뜨거운 심장, 엔진]GM SGE 편

기사입력 2018.10.02 16:57
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자동차의 엔진은 두 가지의 상반된 속성을 가지고 있다. 한 가지는 차가움이고, 나머지 하나는 뜨거움이다. 이렇게 두 가지의 상반된 속성을 갖는 이유는 금속으로 만들어지기 때문이다. 증기기관으로부터 시작된 엔진의 역사이래, 인류는 항상 금속으로 엔진을 만들어 왔다. 최근에는 재료역학의 발달로 인해, 금속 외의 다른 합성 재료를 사용하는 시도가 나타나고 있지만, 여전히 지구상의 모든 엔진의 주류는 금속이다. 강철과 알루미늄 등의 금속은 엔진이 잠에서 깨어난 시점부터 가동 시간 내내 발생하는 고열과 마찰 등의 모든 부담을 감당할 수 있으며, 대량생산에도 적합하기 때문이다.


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금속으로 만들어진, 차가우면서도 뜨거운 자동차의 심장, 엔진의 세계로 독자 여러분을 초대한다. 본 기사에서 다룰 수많은 자동차의 엔진들 중 그 서른 여덟 번째 이야기는 현재 GM의 소형차 라인업을 책임지고 있는 GM SGE 엔진에 대한 이야기다.


경차 스파크의 1리터 심장부터 중형세단 말리부의 1.5터보까지

GM의 SGE(Small Gasoline Engine)는 현행 GM의 소형 승용차에 사용하기 위해 개발된 엔진 제품군 일절을 아우르는 개념에 가깝다.


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GM SGE의 개발 배경에는 비교적 최근까지 중구난방으로 뒤섞여 있었던 GM의 소배기량 가솔린 엔진 라인업에 있었다. SGE가 개발되기 전까지 GM은 그동안 GM의 소형 엔진 라인업은 오펠(Opel) 계통의 에코텍(Ecotech) 엔진을 비롯하여 구 대우자동차 계통의 엔진 등, GM이 거느린 여러 계열사들에서 제각기 개발되고 생산된 소배기량 가솔린 엔진들이 혼재했다. 이들 중에는 배기량이나 성능 상 겹치는 엔진들이 적지 않았다.


이러한 상황은 미국발 세계 금융위기를 전후로 전례 없는 경영난에 허덕이고 있었던 GM으로서는 좋을 것이 없었다. 따라서 GM은 생산성 향상과 비용절감을 위해서라도 소형 엔진 라인업을 대대적으로 일신해야 할 필요성을 절감하고 있었다. 이렇게 각기 흩어진 소형 엔진 라인업을 하나의 계통으로 일원화하기 위한 목적을 갖고 개발된 엔진이 바로 GM SGE다.


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GM SGE의 개발은 당시까지는 아직 GM의 산하였던 오펠(Opel)을 중심으로 GM의 중국 시장 파트너라고 할 수 있는 상하이자동차(上海汽车, SAIC)와 그 합작법인인 상하이GM, PATAC(泛亚汽车技术中心, Pan Asia Technical Automotive Center), 심지어 상하이자동차 산하의 영국 MG까지 참여했다. 한국지엠은 개발단계에서부터 배제되었다. 엔진의 생산은 2013년부터 시작되었고, 초도 투입은 2014년에 등장한 오펠 아담(Opel Adam)을 통해 이루어졌다.


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GM SGE 계열의 엔진들은 직렬 3기통 및 직렬 4기통 레이아웃을 따른다. 실린더 블록과 헤드는 모두 알루미늄 합금으로 이루어지고 DOHC(Double Overhead Cam) 방식을 사용하며 모든 엔진이 74.0mm의 실린더 보어(기통 내경)를 공유한다. 압축비는 사양에 따라 10.0:1~12.5:1을 사용하며, 연료 공급은 사양에 따라 다점 연료 분사(Multi-Point Injection) 기구와 직분사(Direct Injection) 기구가 채용된다.


GM SGE의 배기량은 1.0리터(999cc), 1.1리터(1,118cc), 1.4리터(1,399cc), 1.5리터(1,490cc)의 네 가지 변형이 존재한다. 배기량은 실린더 수와 피스톤 스트로크(행정 길이)에 따라 달라진다. GM SGE 계열의 3기통 엔진은 배기량에 따라 1.0리터와 1.1리터 사양으로 나뉜다. 피스톤 스트로크는 1.0리터 77.4mm, 1.1리터는 86.6mm이다. 4기통 엔진은 배기량에 따라 1.4리터와 1.5리터 사양으로 나뉜다. 피스톤 스트로크는 1.4리터 81.3mm, 1.5리터는 86.6mm이다.


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배기량 1.0리터 유닛은 GM SGE에서 가장 작은 유닛으로, 쉐보레 더 넥스트 스파크와 그 형제차인 오펠 칼(Karl) 등에 사용된다. B10XF는 자연흡배기 방식에 다점 연료분사 기구를 채용하고 있다. 쉐보레 더 넥스트 스파크에 탑재된 엔진은 알루미늄제 실린더 블록과 헤드를 채용한 덕분에 선대 스파크에 사용된 S-TEC II 엔진 대비 9kg의 중량 절감효과를 얻었다. 기본 압축비는 10.5:1이다. 한국지엠에서 생산하는 쉐보레 더 넥스트 스파크에 탑재된 GM SGE B10XF엔진은 최고출력 75마력/6,500rpm, 최대토크 9.7kg.m/4,400rpm의 성능을 낸다.


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또한 이 엔진을 기초로 직분사 기구와 터보차저를 적용한 바리에이션이 오펠 아담(Adam), 코르사(Corsa), 아스트라(Astra) 등에 사용되고 있다. 터보 버전은 각각 90마력, 105마력, 115마력 사양으로 나뉜다. 배기량 1.1리터 사양의 GM SGE는 중국에서 생산되는 중국 내수시장을 위한 각종 소형 차종들에 사용되고 있다.


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1.4리터 유닛은 자연흡배기 및 터보 사양으로 나뉜다. 자연흡배기 사양의 1.4 SGE는 98마력의 최고출력과 13.0kg.m의 최대토크를 내며, 쉐보레 스파크의 미국 시장용 모델에 사용된다. 터보 사양의 1.4 SGE는 오펠의 B세그먼트 해치백인 아스트라 K(Astra K) 등에 사용되고 있다.


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1.5리터 유닛 역시 자연흡배기 및 터보 사양이 공존한다. 자연흡배기 사양은 현재 쉐보레의 주행거리연장형 전기차(Range Extender) 볼트(Volt)의 발전용 엔진으로 사용되고 있다. 볼트의 1.5리터 SGE는 100마력의 최고출력을 내며 국내 인증 최대 주행거리 676km를 달성한 볼텍 추진 시스템(Voltec Propulsion System)을 구성한다. 터보 사양은 현재 쉐보레의 중형 세단 말리부(Malibu)의 주력 파워트레인으로 사용되고 있다. 말리부의 1.5 SGE는 166마력의 최고출력과 25.5kg.m의 최대토크를 낸다. 1.5리터 엔진을 탑재한 말리부는 현재 저공해자동차 3종으로 분류되어 있기도 하다. 해외에서는 쉐보레 이쿼녹스(Equinox)와 그 형제차인 GMC 터레인(Terrain), 그리고 상하이GM이 생산하는 크로스오버 모델, 뷰익 인비전(Envision) 등에 사용되고 있다.

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