토요타 혁신, 직분사 엔진에 10단 자동 변속기 공개
토요타 혁신, 직분사 엔진에 10단 자동 변속기 공개
  • 김흥식 기자
  • 승인 2016.12.13 10:31
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▲ Toyota_Inline 4 Cylinder 2.5L Direct Injection Gasoline Engine

토요타가 TNGA를 기반으로 개발한 직분사 파워트레인과 다단 트랜스미션을 공개했다. 토요타의 주행 성능에 일대 변화를 가져 올 새 파워트레인과 트랜스미션은 2017년 탑재되기 시작해 오는 2021년 전체 판매 차량의 60%에 탑재될 예정이다. 토요타는 이를 통해 CO2 배출량을 15% 이상 감축시킬 것으로 기대했다.

새 파워트레인과 변속기 등은 좋은 차 만들기를 위한 구조개혁 'Toyota New Global Architecture(TNGA)'을 기반으로 낮은 후드와 낮은 무게 중심으로 운동 성능의 향상을 목표로 개발됐으며 동력 성능 약 10%, 연비는 약 20% 향상시켰다.

신형 직렬 4 기통 2.5ℓ 직분사 엔진은 고속연소기술, 가변제어시스템을 채용했다. 또한 배기·냉각·기계 작동시 등의 다양한 에너지 손실을 줄여 열효율을 향상시킴과 동시에 고출력을 가능케 했다. 신개발 2.5 ℓ 가솔린용 엔진·하이브리드차(HV)용 엔진은 각각 세계 최고 수준인 열효율 40%·41%를 달성했다.

▲ FR 10 speed Automatic Transmission

동시에 치밀한 제어에 의한 빠른 응답과 모든 속도 영역에서 높은 토크를 발휘할 수 있는 신기술이 적용됐다. 신형 8단·10단 자동변속기는 에너지 손실을 최소한으로 하고 전달 효율을 높이기 위해 기어와 클러치 등에 다양한 대책을 적용했다.

기어는 톱니 면의 마찰 계수를 낮게 하는 새로운 가공으로 서로 맞물릴 때의 에너지 전달 손실을 줄였으며, 클러치는 기구 내의 마찰재 형상 최적화로 회전시 클러치 손실 토크를 약 50% 저감(종래 6단 AT 대비)시켰다.

또 기어를 넓히고 고성능·소형 토크 컨버터를 새로 개발해 록업 영역을 확대, 액셀레이터 조작에 신속하고 매끄럽게 반응하게 했다. 10단 자동변속기는 저중속역을 중심으로 각 단의 사용 단수를 최적화하는 크로스 기어를 채용해 FR(전륜구동) 타입에 어울리는 부드럽고 빠른 변속을 구현하도록 했다.

▲ Multi-stage THS II

하이브리드 시스템도 새로 개발됐다. 4세대 프리우스에 적용된 기술에 2.5ℓ 엔진용 하이브리드 시스템을 보태 FR용 고성능 멀티 스테이지 기술을 새로 개발했다. 2.5ℓ의 THSⅡ는 소형화와 경량화 에너지 손실 최소화 등의 기술로 높은 연소 효율과 고출력시너지 효과를 최대화했다.

이와 함께 플러그인하이브리드 시스템은 기존의 모터 주행에 추가해 지금까지 발전기로 사용하던 모터를 주행용으로 사용하는 듀얼모드드라이브 시스템을 사용해 강력한 EV모드 주행을 실현했다. 또 대용량 리튬이온전지로 프리우스PHV의 EV주행 환산 거리를 60 km이상으로 늘렸다.

토요타는 2021년까지 새로 개발한 2.5 L가솔린 엔진을 포함해 9종·17베리에이션, 트랜스미션은 다단화 AT, 신기구의 무단변속기(CVT)등 4기종·10베리에이션, 하이브리드 시스템은 6기종·10 베리에이션을 탑재한다. 탑재 차종은 2017년 출시 신형차를 시작으로 순차적으로 확대하고 2021년에는 토요타 연간 판매대수(일본·미국·유럽·중국)의 60% 이상에 탑재할 예정이다.



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