현대 세타 엔진

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2.4 리터 2011년 현대 YF 소나타

1 개요

현대자동차의 자동차 엔진으로 배기량 1.8, 2.0, 2.4 리터의 직렬 4기통 알루미늄 블록/헤드 가솔린 엔진이다. MPi, GDi, LPi는 물론이고 과급이나 앳킨슨 사이클도 있는 등 여러모로 활용도가 높다. 대한민국을 엔진 수입국에서 수출국으로 바꿔놓은 현대자동차 파워트레인 개발의 상징과도 같은 엔진으로, 최초의 독자개발 엔진인 알파엔진과 함께 대한민국 자동차 역사에 한 획을 그었다고 할 수 있는 엔진이다.

2 제원

2.1 자연흡기

엔진형식	L4 DOHC - 1Gen			L4 DOHC -2Gen
배기량(cc)	1,797	1,998	2,359	1,998	2,359
보어 × 스트로크(mm)	86 × 77.4	86 × 86	88 × 97	86 × 86	88 × 97
압축비	10.5:1				10.5:1=>11.3:1
출력(PS/rpm)	133/6,000	144/6,000	166/5,800	165/6,200	179/6,000=>201/6,300
토크(kgf.m/rpm)	17.2/4,250	19.1/4,000	23.0/4,250	20.1/4,500	23.5/4,000=>25.5/4,250
건조중량(kg)		134
비고	MPi, VVT			MPi, D/CVVT, VIS	MPi=>GDi, D/CVVT, VIS

2.2 과급기(터보차져)

엔진형식	L4 DOHC Turbo - 2Gen
배기량(cc)	1,998
보어 × 스트로크(mm)	86 × 86
압축비	9.5:1	9.0:1	9.5:1
출력(PS/rpm)	210/6,000	260(275)/6,000	271/6,000	245/6,000
토크(kgf.m/rpm)	30.5/2,000	36.0(38.0)/2,000	37.2/1,750	36.0/1,350
건조중량(kg)
비고	TD04-12G-MPi	TD04-19T-MPi	TD04-19T-GDi	TD04L6-13WDT-GDi

3 역사(자연흡기)

형식명 G4K 시리즈. 쏘나타에 사용되던 시리우스 엔진을 대체하기 위해 2002년에 개발한 엔진이다. 흡배기 역전구조를 선택하여 흡배기 효율이 향상되고 엔진의 장착 위치가 낮아졌다. 2003년 미쓰비시, 크라이슬러와 GEMA(Global Engine Manufacturing Alliance)라는 법인을 세워 이 곳에서 제작을 맡게 되었고 이 경로를 통해 크라이슬러와 미쓰비시는 세타 엔진의 블록과 헤드를 기반으로 커스터마이징 한 월드 엔진과 4B1엔진을 각각 개발하여 사용하는 중이다.

이후 배기캠에도 가변 밸브 타이밍을 달고 가변흡기 기구를 장착하여 세타2 엔진으로 거듭났으며 2.0리터 사양의 최대 165PS / 6,200 RPM, 20.2 kgfm / 4,600 rpm의 성능을 냈는데 이는 일반 휘발유를 사용하는 양산형 자연흡기 2리터 엔진으로는 높은 성능이며 가솔린 직분사를 얹었을 때는 2.4리터 기준으로 일반 휘발유 기준으로도 최대 201 PS / 6,300 rpm, 25.5 kgfm / 4,250 rpm의 성능을 발휘한다. 토크-rpm 곡선도 자연흡기 주제에 상당히 플랫하므로 경쟁사들의 실용영역드립에도 별 피해를 입지 않는다.

여기에 2011년 1월에는 연속 가변 밸브 리프트(CVVL) 시스템까지 얹으려고까지 했다. 그러나 세타에 달리지는 않았고, 이후에 나온 현대 누우 엔진에 달렸다.

4 역사(과급기)

과급기를 장착한 라인업으로는 일단 미쓰비시 중공업의 TD04-12G 싱글스크롤 터보차저를 장착하여 최대 210 PS / 6,000 rpm, 30.5 kgfm / 2,000 rpm의 성능을 내는 세타2 TCI가 있으며, 여기에 가솔린 직분사를 얹고 터보차저를 계양정밀에서 라이센스 생산하는 미쓰비시 TD04-19T 트윈스크롤 터보차저로 바꾸어 일반 휘발유로 최대 271 PS/6,000 rpm, 37.2 kgfm / 1,800~4,500 rpm, 시내 9.4 km/L, 고속도로 14.5 km/L를 뿜어내는 엔진 다운사이징 버전이 2010 뉴욕 모터쇼에서 발표되었다. 그리고 차덕후들의 로망이 되었지 기존 TCI도 TD04-19T 트윈스크롤 터보차저와 고급 휘발유 사용시 1.3 bar의 과급압을 가지는 것으로 변경되어 최대 275 PS / 6,000 rpm, 38 kgfm / 2,000~4,500 rpm의 성능을 발휘했다. LF 쏘나타가 출시되며 보다 정밀한 제어를 위해 가변 밸브 타이밍 기구가 유압식에서 전자식으로 바뀌었으며, 실용영역 토크와 연비 및 응답성의 향상을 위해 역시 계양정밀에서 라이센스 생산하는 보다 작은 미쓰비시 TD04L6-13WDT 트윈스크롤 터보차저와 조합되어 245 PS / 6,000 rpm, 36 kgfm / 1,350~4000 rpm으로 디튠되었다.

5 비평

엔진의 성능이 단기간에 급속히 좋아져 모두가 깜짝 놀랐다. 물론 이전에도 세타엔진과 비슷하거나 좋은 성능을 가지는 자연흡기 엔진들은 존재했지만 성능에만 초점을 맞춰 현재의 연비나 이산화탄소를 비롯한 배기가스 기준을 전혀 충족시키지 못하며 대부분 고급 휘발유(하이옥탄)를 사용해야 한다. 환경규제가 강해져 2000년대 중후반 자연흡기 엔진들의 출력은 1990년대 후반~2000년대 초반에 비하면 상당히 낮다.

따라서 세타의 단점이라고 할 만한 부분은 엔진 음색과 전자식 스로틀의 반응성 정도 뿐이다. 덕분에 기계식 스로틀을 장착했던 초기형 세타엔진이 아닌 이상, 수동변속기 모델들조차도 운전이 재미가 없다는 평이 있다. 스로틀 반응성 문제는 ECU 맵핑으로 해결할 수 있는 걸 보면 메이커에서 세팅하기 나름이겠지만 제네시스 쿠페에 사용된 세타 RS 엔진도 스로틀 반응성 문제는 마찬가지다. 가속페달에서 발을 뗐는데 왜 rpm이 안떨어지니 ㅜㅠ

세타2로 바뀌며 향상된 출력이 BSM(Balance Shaft Module)을 제거한 것이 큰 요인이라는 소문이 돌지만 BSM의 제거로 인한 출력향상은 기껏해야 5마력 내외. NF쏘나타 택시의 경우 BSM을 장착한 것과 장착하지 않은 것의 출력차이는 3마력이이며 2.4리터의 경우 롱스트로크 엔진이라서 계속 장착되어 나오는데도 전술되어 있듯 밸브기구와 흡기기구로 인하여 15마력이 상승됐다. 물론 BSM을 제거하기 전보다는 엔진 소음과 진동이 커지는 부작용을 낳아 정숙성을 중요시하는 소비자에게는 혹평을 받고 있지만 NF 트랜스폼은 공명통, YF는 등속조인트에 문제가 있었다. 그리고 T-GDi에는 오일펌프 일체형 BSM이 달린다.

6 흑역사

외계인 고문 소리 까지 듣는 엔진이지만 세타엔진도 흑역사는 피해 갈 수 없었다. 람다엔진과 같이 2007년에는 냉각수에 이상한 침전물이 침전되는 현상이 일어났고 미역을 재배하는 친환경 엔진(...) 소리를 들으며 까였다. 그런데 이 사건은 이후 조립자가 신차 조립 시 냉각수로 오폐수를 사용하여 벌어진 일로 밝혀졌다. 2015년에는 2011년에서 2012년 사이에 미국 앨라배마주 몽고메리 공장에서 생산된 엔진이 조립 도중 크랭크 샤프트 주변에 쇳가루가 제대로 제거되지 않았을 가능성이 있어 리콜되었다.

2016년 9월 25일 시사매거진 2580에서 세타II 엔진의 문제점을 보도 하였다 링크 실린더 내부가 갈리고 커넥팅로드가 부러져서 엔진에 구멍을 내 불이나는 등 여러가지 문제점에 대한 내용을 담고 있다. 이러한 품질문제에 대해 2010년부터 미리 알고있었음에도 불구하고 소리소문 없이 몰래 개선 시킨 정황들이 많았던 것으로 시사매거진 2580에 방영되었다. 아 현대가 또 여론이 악화됐는지 결국 GDi가 적용된 G4KJ, G4KH가 장착된(쉽게 말해서 세타2 2.4 GDi 엔진, 세타2 2.0 T-GDi 엔진) YF, HG, TF, VG, SL 차량에 대해 보증기간을 10년 19만km로 연장해준다고 한다.

7 현행 적용차종

• 세타엔진: 쏘나타 (NF 이후), 그랜저 (TG 이후), 제네시스 쿠페, 싼타페 (CM 이후 LPi 또는 북미형), 포터 LPi, 그랜드 스타렉스 LPi, K5, K7, 스포티지 R T-GDi, 쏘렌토 (XM 이후 LPi 또는 북미형), 봉고 LPi
• 월드엔진: 피아트 500X, 닷지 캘리버, 닷지 다트, 크라이슬러 200, 지프 패트리어트, 지프 체로키, 지프 컴패스
• 4B1 엔진: 미쓰비시 랜서, 미쓰비시 랜서 에볼루션, 미쓰비시 아웃랜더

2012년부터 2.0리터 자연흡기 라인업은 비싼 생산 단가로 인하여 상대적으로 저렴한 누우 엔진으로 대체되었고, 누우 엔진에 CVVL 혹은 직접분사를 달고 나온다. 세타 엔진은 2.0리터 터보나 2.4리터 GDi 같은 고급형 라인업에만 사용되고 있다. 즉, 과거 시리우스-베타엔진처럼 이원화시켜 생산 중이다.

8 여담

• GEMA 법인을 통해서 3개의 메이커에서 찍어냈기 때문에 언론에서 세계 최고의 생산량이라고 한 적이 있다.
• 2015년 3월에는 메르세데스-벤츠의 M266 엔진과 그 후속인 M270/274엔진이 세타엔진에 기반했다는 보도가 있었고, 4월에 보배드림에서 이슈가 된 적이 있다. M266과 M270/274 엔진의 보어는 83 mm로 86 mm인 세타와 81 mm인 누우 엔진의 중간 정도인데, 해당 보도에서는 반조립식으로 들여와 변경이 가능하다는 식으로 서술되어 있지만 그 이외의 보도는 없다.
• 미쓰비시가 세타 엔진을 커스터마이징 해서 쓰는데 자존심이 상한 혐한들은 GEMA 법인을 통한 3사 공동 개발이라고 왜곡하지만 GEMA가 한 일은 이 엔진을 크라이슬러와 미쓰비시에 공급한 것 뿐으로, 개발 시기만 봐도 알 수 있듯이 엄연히 현대자동차에서 독자적으로 개발한 엔진이다. 공동 개발 떡밥이 논파당하자, 4B1 엔진은 세타 엔진과 완전히 다른 엔진이라고 하기도 하는데, 오픈 데크 슬리브 타입 엔진 블록의 강화를 위해 사용되는 강화 슬리브가 세타 2.0과 4B11에 똑같이 사용된다. 추가로 현대가 미쓰비시랑 크라이슬러한테 650억 로열티 받으면서 엔진기술 가르쳐 준건 세타엔진이며 그 세타엔진을 베이스로 만든 것이 란에보 엔진이다, 그리고 16년 10월 현재 현대 세타엔진만 펑펑 터지는걸로 봤을때 다른엔진 맞는거 같다.
• 미쓰비시는 랜서 에볼루션 10세대에서 보강된 세타엔진의 블록과 자사의 헤드, 자사의 TD05H-152G6-12T 트윈스크롤 터보차저을 조합하여 고급휘발유 기준으로 최대 295 PS / 6,500 rpm, 41.5 kgfm / 4,000 rpm의 성능을 보였고, 영국에 판매된 FQ-400에는 최대 410 PS의 출력과 542 Nm의 토크를 보이기도 했다. 덕분에 엔진 블록의 포텐셜도 높게 평가받지만 애초에 적용된 밸브 기술이나 연료분사 방식이 비슷한 수준일 때 다른 엔진들보다 성능이 좋으려면 블록이 좋을 수밖에 없다.
• 엔진오일 품질에 따라서, 내구성/소음특성이 확연히 바뀌는 엔진이기도 하다. 싸구려 오일을 사용할 경우, 다른 엔진에비해 유독 오일펌프 막힘으로 인한, 엔진사망 사례가 종종 발견된다. 현대차의 다른 가솔린 엔진도 대부분 마찬가지지만 자연흡기 사양에는 SAE 5W-20이나 5W-30 점도의 API-SM, ILSAC GF-4 규격의 오일이, 터보차저 사양에는 SAE 5W-30이나 5W-40 점도의 ACEA A5나 A3 규격의 오일이 사용되니 보증수리를 받고 싶다면 반드시 해당 점도와 규격을 지키도록 하자. 애프터마켓에서 추천할 만한 고성능 엔진오일은 자연흡기 사양에는 모빌1 EP 0W-20, 펜조일 울트라 플래티늄 5W-20 등이 있고, 터보차저 사양에는 쉘 힐릭스 울트라 ECT C2/C3 0W-30, 모빌1 ESP 포뮬러 5W-30, SK 지크 TOP 5W-30 등이 있다. 자연흡기에는 GM dexos1 규격, 과급기에는 VW 504/507 규격
• 잘 안 알려진 사실이지만 현대중공업에서 생산하는 지게차와 소형 발전기 엔진으로도 사용된다.

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