폭스바겐 올라운더 엔진, 1.0 & 1.5리터 TSI evo의 기술력

폭스바겐의 1.0리터, 1.5리터 TSI evo 엔진은 거의 모든 라인업에 사용할 수 있는 올라운더 가솔린  엔진이다. GTI와 파사트, T-크로스와 티구안까지 3기통 또는 4기통 엔진은 첨단 기술 솔루션으로 가득차 있으며 엔진의 효율성과 성능을 향상시킨다.

폭스바겐 기술 개발 담당 임원인 프랭크 웰시 박사는, "TSI는 Turbocharged Stratification Injection의 약자로 터보차저와 직분사의 조합엔진을 뜻한다. 이미 폭스바겐은 15년간 소형 TSI 엔진 노하우가 있으며 신기술을 통해 지속적인 업그레이드가 이루어지고 있다. 현재 폭스바겐의 1.0 TSI, 1.5 TSI는 가장 자랑스러운 고효율 첨단 엔진이다."라고 말한다.

 

TSI evo 엔진의 5가지 특징

성능과 효율

3기통이나 4기통 TSI evo 엔진에서 나오는 90PS 또는 150PS의 출력은, 모두 강력한 성능과 고효율을 가지고 있다. 골프의 경우 1.0 TSI 엔진에 마일드 하이브리드 시스템을 결합시키면 최고출력 81kW(110PS)을 내며 2,000-3,000rpm 영역대에서 지속적으로 20.4kg.m의 토크를 유지할 수 있다. 3기통 엔진을 장착한 골프는 최고속도가 202km/h까지 올라기며 NEDC 연비 기준으로 22.2km/l - 23.3km/l의 연비와 102g/km - 98kg/km 의 이산화탄소를 배출한다.

EA211에서 EA211 evo까지

1.5 TSI와 1.0 TSI는 2022년 7세대 골프에 출시된 EA211 엔진에서 시작되었다. 2016년과 2017년 4기통 유닛이 새롭게 변하면서 동시에 이전의 1.4리터와 1.2리터 엔진이 1.5리터 엔진으로 통합되었다. 이후 2019년에는 1.0리터 3기통 엔진으로 통합되었다. 기술적 업데이트가 진행된 후 두 엔진 모두 EA211 TSI evo로 변경되었다.

999cc, 1,498cc 두 가지 배기량의 엔진은 다양한 출력을 만들어낸다. 1.0 TSI는 66kW(90PS)에서 85kW(150PS)까지 출력을 내며, 1.5 TSI는 96kW(130PS)에서 110kW(150PS)까지 출력을 낼 수 있다. 폴로와 골프에 출시한 천연가스 모델은 TGI 엔진으로 설계했고, 골프 모델에 적용되는 두 엔진은 48V 마일드 하이브리드 시스템과 조합된다. 이를 통해 효율과 성능을 향상시킨다.

밀러 연소 프로세스 강화

실린더 수와 성능 등급에 따라 컴팩트 TSI evo 엔진은 서로 다른 기술적 부품들을 통합시켰다. 96kW(1130PS)의 성능을 내는 4기통 엔진과 3기통 변종 엔진은 밀러 사이클에 기초한 연소 프로세스가 기본이다. 특히 현실적인 주행 조건에서 작동할 때 부품간 부하를 줄여준다. 이를 통해 흡기 밸브를 빨리 닫아 손실을 줄이고 4기통 엔진에서는 12.5:1, 3기통 엔지에서는 11.5:1의 높은 압축비를 만들어낸다. 

그러나 공급되는 연료의 양에따라 출력과 토크가 변해서는 안되기 때무에 두가지 정교한 기술이 별도로 추가되었다. 초고속이며 정밀한 유압시스템을 사용해 흡기 캠샤프트를 지속적으로 조정해 가속 중 연료를 투입할 수 있게 했고 배기 캠샤프트도 마찬가지로 조정할  수 있다.

터보차저는 가솔린 엔진 최초로 가변형 터보 지오메트리(VGT)를 채택해 96kW(130PS)의 출력을 4기통 엔진에서 최대 2.3바의 압려으로 작동시키고 3기통 엔진에서는 2.8바의 압력을 가할 수있게 했다. 결과적으로 엔진은 매우 낮은 회전수에서도 이미 최대토크를 만들어 낼 수 있게 된 것이다. 1.0 TSI 엔진의 터보차저는 최대 950도씨의 배기가스 온도를 견딜 수 있으며 내부 최대 속도는 289,000rpm이다.

액티브 실린더 매니지먼트(ACT)

액티브 실린더 매니지먼트(ACT-Active Cylinder Management)는 1.5 TSI 엔진의 연료 소비를 줄이기 위한 추가기능이다. 이 시스템은 2번, 3번 실린더를 저부하 상태와 낮은 엔진 속도에서 연료분사, 점화, 밸브 기어를 비활성화 시킨다. 이 기능의 작동은 매우 빠르며 운전자가 눈치채지 못할 정도의 속도로 진행된다. 활성화된 실린더 효율은 향상되고 비활성화 된 실린더는 에너지 손실이 없는 상태로 유지되며 가속페달 조작 정도에 따라 실시간으로 작동된다. 

코팅 실린더벽이 있는 알루미늄 크랭크케이스

알루미늄 크랭크케이스는 TSI evo 엔진의 경량화를 가능하게 했고, 그 결과 3기통 엔진은 겨우 88kg에 불과하다. 110kW(150PS)의 출력을 내는 3기통, 4기통 엔진 모두 크랭크샤프트 그룹의 마찰을 줄이기 위한 정교한 기술이 적용되어는데 실린더벽은 플라즈마 방식으로 100마이크로미터 두께의 아이언 코팅이 되어있다. 

맵 컨트롤 쿨링 모듈은 1.5 TSI, 1.0 TSI 모두 효율적인 열 관리가 가능하다. 이 중 가장 중요한 구성요소는 배기 매니폴드로 실린더헤드에 통합되어 있고, 덕분에 배기가스 처리가 빨리 시작되도록 엔진온도를 급속히 높일 수 있게 만든다.

 

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