제네시스는 직분사 GDI, 현대차는 MPI로 U턴?

[이데일리 오토in] 카가이 남현수 기자= 현대자동차가 최근 출시한 아반떼의 엔진을 연료 직접분사방식(GDI)에서 간접분사방식(MPI)으로 바꿨다. 3년 전 아반떼 AD를 출시할 때만 해도 효율 높은 직분사 GDI 엔진을 장착했다고 대대적으로 홍보했다. 그러나 현대차는 3년만에 GDI 엔진을 버리고 MPI로 회귀했다. 이번에는 MPI 방식의 효율성을 대대적으로 홍보한다. 소비자는 어느 장단에 맞춰야 할지 혼란스러울 수도 있다. 2,3년전 직분사 아반떼를 구입한 소비자는 '무언가 문제가 있나'하면서 의구심을 가질 수 있다는 점이다.

GDI 엔진은 연료를 실린더 내에 직접 분사한다. 장점은 연료 분사량을 보다 정밀하게 제어할 수 있어 연소 시간을 단축하고 출력과 연비를 높일 수 있다. 단점으로는 연료를 직접 분사하기 때문에 불완전 연소 가능성이 있다. 배출가스 문제가 상대적으로 발생하기 쉽다는 점이다. 아울러 간접분사 방식에 비해 고온과 고출력에서 견뎌야 해 실린더 변형이 올 수 있거나 카본 찌꺼기가 상대적으로 많이 생긴다. 적절한 조치를 취하지 않을 경우 엔진의 노킹 현상이 나올 수도 있다.

상대적으로 MPI엔진은 GDI방식에 비해 구조가 간단해 제작 비용이 저렴하다. 덕분에 수리비 부담이나 정비 스트레스로 부터 자유롭다. 또 1980년대 후반부터 오랜 기간 사용되면서 진화를 거듭했다. 내구성과 신뢰도가 높다. 폭발적인 성능보다 가성비 같은 경제성, 내구성 등이 더 중요한 소형이나 준중형, 중형 차량에 적합한 파워트레인이다. 1.6L 스마트스트림 엔진(MPI방식)은 아반떼에 앞서 올해 초 기아 K3 풀체인지 모델에 적용했다. 기존 직분사 시스템을 대신해 듀얼포트 간접분사 시스템을 적용해 소음과 진동을 잡고, 열효율을 높여 연료소비 효율을 높인 점을 강조한다.

현대자동차의 첫 GDI엔진은 미쯔비시 4.5L 8기통 가솔린 엔진을 개량한 오메가 엔진이다. 1999년 플래그십 에쿠스에 접목했다. 미쓰비시와 공동으로 개발한 차다. 이후 2010년 세타 엔진을 개량한 세타 Ⅱ 엔진에 GDI 기술을 자체 개발해 접목했다. GDI 방식은 개발 난이도가 높아 상용화에 어려움을 겪던 방식이었다. 당시만해도 일부 자동차 기업만이 GDI 엔진을 자체적으로 만들 수 있었다. 현대차가 자체적으로 개발한 첫 GDI 엔진은 원자재부터 부품, 최종 조립까지 독립적인 생산 시스템을 구축해 의미가 상당했다.

현대차가 자체 개발에 성공한 세타 Ⅱ 엔진(GDI)은 큰 파문을 낳았다. 지난해 국내 및 북미에서 이슈가 돼 대형 리콜을 결정했다. 국내에서만 17만1348대다. 리콜 대상 차종은 쏘나타(YF), 그랜저(HG), K7(VG), K5(TF), 스포티지(SL) 등 2.4L GDI 및 2.0L 터보 GDI가 적용된 5개 차종이다.

현대차 측은 “엔진 설계 결함이 아니다”며 “크랭크 샤프트에 오일 공급홀을 만드는 과정에서 기계 불량으로 금속 이물질이 발생한 게 원인“이라고 설명했다. 이어 ”이물질로 오일이 제대로 고급되지 않아 소착현상이 발생한 것이라 북미에서의 리콜 사유와 국내는 별개의 문제”라며 선을 그었다.

미국에서는 2015년 9월(세타 Ⅱ 엔진(GDI)이 장착된 47만대)과 2016년 10월(세타 Ⅱ 엔진(GDI)을 탑재한 88만5000대)등 두 번에 걸쳐 대형 리콜을 실시했다. 미국의 경우 엔진 커넥팅 로드 베어링 불량으로 리콜이 결정됐다. 현대차 측은 “세타Ⅱ 엔진 생산 공정에서 커넥팅 로드 베어링에 금속파편이 들어가 베어링에 오일 공급을 막아 마모가 이뤄졌다”고 사유를 밝힌다.

현대차가 국내와 북미에 내놓은 리콜 사유는 조금 차이가 있다. 이에 대해 업계 전문가들은 “미국과 국내의 리콜 사유를 동일하게 봐도 무방하다”는 의견을 내놓고 있다. 결과적으로 커넥팅 로드에 연결된 크랭크 샤프트나 베어링에 이물질이 들어가 오일 공급이 제대로 이뤄지지 못해 문제가 발생했다는 점이다.

현대차는 엔진 설계의 결함이 없다는 입장을 고수하고 있다. 반면 내부고발자로 파문을 불러왔던 전 현대차 간부는 “엔진 설계가 잘못됐다”며 “세타 Ⅱ GDI 엔진을 장착한 차량 전체에 대한 리콜을 실시해야 한다”고 주장한 바 있다. 그는 “GDI 엔진이 MPI 엔진에 비해 폭발력이 66% 이상 커졌지만 이를 엔진 설계에 제대로 반영하지 못해 결국 출력을 감당하지 못한 부품의 변형이 일어난 게 결함의 원인”이라고 덧붙였다.

세타엔진의 흡배기 역전 구조를 그대로 적용한 1.6L 감마엔진(GDI)에서도 문제가 발생하고 있다. 대표적으로 아반떼, K3 등이다. 국내에서 이런 직분사 감마엔진이 장착된 차량만 80만대가 넘는다. 일부 차에서 나타나는 공통적인 이상 현상은 비정상적인 엔진오일 감소다. 해당 증상 소비자들은 “2000~3000km 주행 때 마다 엔진오일이 1L 이상 줄어 수시로 엔진오일을 보충해야 한다”고 불만을 토로하고 있다. 엔진오일이 에어필터로 역류하는 현상도 발견되고 있다.

이와 관련해 1년여 동안 진행된 국토부 조사 결과가 지난 6월 발표됐다. 국토부는 “1.6L GDI 감마엔진의 보증기간 확대와 함께 무상수리”를 권고했다. 안전운행에 치명적인 문제가 있을 때 실시하는 리콜과는 거리가 먼 조치다.

연장 보증 대상 차량은 2010년 3월 11일부터 2015년 9월 12일까지 생산된 현대차 아반떼(MD, AD)와 2011년 12월 1일부터 2106년 8월 31일까지 생산된 기아차 K3다. 이 기간 내 생산된 모든 차량의 보증이 연장 되는 것이 아니다. 엔진오일 소모량 과다 판정을 받은 차량에 한해서만 기존 5년 10만km에서 10년 16만km로 연장된다.

최근 현대차는 국내가 아닌 해외발 악재로 위기를 맞고 있다. 세계 최대 자동차 시장인 중국과 미국에서 판매 부진에 따른적자와 영업이익률 급감이다. 대신 내수 시장은 독점 현상이 점점 견고해지면서 알토란 같은 수익을 내는 '캐시카우' 역할을 하고 있다.

이런 위기 속에 최근 미국 검찰이 미국에서 단행된 세타 Ⅱ 엔진 리콜의 적정여부에 대한 조사에 착수한 것으로 전해진다. 조사 내용은 2015년과 2017년 미국에서 이뤄진 170만대 리콜이 시기와 범위가 적절했는지에 대한 것이다. 만약 문제가 발생한다면 엄청난 금액의 손실과 신뢰도 하락이 예상된다.

현대기아자동차는 여전히 GDI와 MPI 이중 전략을 택하고 있다. 현대기아 브랜드는 GDI 방식을 점점 축소하고 MPI로 U턴할 가능서도 엿보인다. 상대적으로 프리미엄 브랜드인 제네시스는 모두 직분사 엔진이다. 신차의 엔진 방식은 기술력+품질,그리고 비용의 함수 관계에 달려 있는 셈이다.

현재 현대기아의 GDI 방식은 2.0L 이하 중소형 엔진에 터보가 중심이다. 3.0L 이상 대배기량은 준대형 이상 고급차와 제네시스 라인업에 적용한다. 구체적으로 직분사 엔진 모델을 분석해보면 세타 Ⅱ 개선(쏘나타 2.0터보, 그랜저 2.4, 그랜저 하이브리드 등), 람다 Ⅱ(3.0, 3.3, 3.8L 그랜저 3.0, 그랜저 3.3 및 G70, G80, G90 등), 카파 Ⅲ(1.6L 아이오닉, 니로 등), 감마(1.6L 터보 쏘나타, 아반떼, 투싼, 코나 등), 누우(2.0L i40 등), 타우(5.0L G90 등) 등 광범위하게 GDI가 사용된다.

이런 특징을 감안해 소비자들은 현대기아 신차를 구매할 때 나에게 맞는 엔진이 어떤 것인지(직분사인지 간접분사인지) 를 꼼꼼히 체크해 볼 필요가 있다. 더불어 3개의 브랜드를 운영하는 현대자동차그룹이 이런 이중 전략에서 어떤 방향성으로 가닥을 잡을지도 지켜볼 문제다.