현대 카파엔진

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1. 개요

현대 카파 엔진은 현대자동차가 개발한 소형 가솔린 엔진 계열이다. MPI, TCI/T-MPi, T-GDi, Biofuel, LPG, FLEX, 1.2 L, 1.25 L, 1.4 L, 1.4 T-GDi, 1.6 L GDI Hybrid 등 다양한 라인업을 갖추고 있으며, 1.0 L부터 1.6 L까지 다양한 배기량으로 출시되었다. 이 엔진은 48개월 동안 4억 2100만 달러를 투자하여 개발되었으며, 유로-4 및 유로-6DTemp 배출 규정을 준수한다. 카파 엔진은 알루미늄 블록, 롤러 스윙 암 밸브트레인, 오프셋 크랭크 등 다양한 기술을 적용하여 연비 향상, 소음 및 진동 감소, 엔진 수명 연장을 목표로 설계되었다.

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현대 카파엔진
개요
이름	κ 엔진 (카파 엔진)
제조사	현대자동차
생산 기간	2008년–현재
이전	엡실론
이후	스마트스트림 G1.0T/G1.2/G1.4T/G1.5/G1.6HEV
기술 사양
엔진 형식	직렬 3기통 직렬 4기통
배기량
보어
스트로크
실린더 블록	알루미늄
실린더 헤드	알루미늄
밸브 트레인	DOHC 실린더당 4 밸브와 VVT
압축비	해당 없음
과급기	해당 없음
터보차저	카파 II TCI/T-GDi에 있음
연료 시스템	다중 분사 직접 분사
엔진 관리	해당 없음
연료 종류	가솔린 LPG
오일 시스템	해당 없음
냉각 방식	수냉식
특정 출력	해당 없음
기타
카파 엔진

2. 라인업

현대 카파 엔진은 가솔린 엔진으로, 알루미늄 블록과 16밸브 DOHC 설계를 사용하여 이전의 입실론 엔진의 12밸브 SOHC 설계와 차별화된다. 주요 개선 사항으로는 VVT (가변 밸브 타이밍)가 추가되었다.

카파 엔진 시리즈는 다음과 같은 다양한 모델들로 구성되어 있다.

1.0 L
1.0 L 터보
1.0 L 터보 GDI
1.2 L
1.4 L
1.4 L 터보 GDI
1.6 L GDI 하이브리드

각 엔진에 대한 자세한 내용은 하위 문서를 참고하면 된다.

2. 1. 1.0 L

현대 카파엔진의 1.0 L 모델은 MPI, TCI/T-MPi, T-GDi, Biofuel, LPG, FLEX 등 다양한 연료 및 기술 방식을 사용하여 여러 차종에 적용되었다. 각 엔진별 세부 제원과 적용 차종은 하위 섹션에 상세히 설명되어 있다.

2. 1. 1. MPI (G3LA)

MPI^영어 (Multi-Point Injection^영어) 방식의 G3LA 엔진은 998cc 3기통 엔진으로, 6,200 rpm에서 78PS의 출력과 3,500 rpm에서 9.6kgm의 토크를 낸다.

; 적용 차종

현대 이온 (HA) (2011–2019)
현대 그랜드 i10 (BA) (2013–2022)^[3]
현대 그랜드 i10 (AI3) (2019–현재)^[4]
현대 HB20 (HB) (2012–2019)
현대 i10 (PA) (2010–2013)
현대 i10 (IA) (2013–2019)
현대 i10 (AC3) (2019–현재)
기아 피칸토/모닝 (TA) (2011–2017)
기아 피칸토/모닝 (JA) (2017–현재)
기아 레이 (TAM) (2011–현재)

실린더 배치	직렬 3기통 DOHC 12밸브 CVVT
배기량	998cc
보어	71mm
스트로크	84mm
압축비	10.5:1
연료 분사 장치	MPI^영어
최고 출력	78PS / 6,200 rpm
최대 토크	9.6kgm / 3,500 rpm

2. 1. 2. TCI/T-MPi (G3LB)

TCI^영어/T-MPi^영어 (G3LB)는 998cc 3기통 터보차저 엔진으로, 6,000rpm에서 106PS의 출력과 1,600~3,500rpm 사이에서 14kgm의 토크를 낸다.^[5]

적용 차종은 다음과 같다.

기아 모닝 (TA) (2015–2017)
기아 레이 (TAM) (2012–2017)

2. 1. 3. T-GDi (G3LC)

T-GDi^영어 (G3LC) 엔진은 998cc 3기통 터보 엔진으로, 6,000rpm에서 120PS의 최고 출력과 1,500~4,000rpm 사이에서 17.5kgm의 최대 토크를 낸다. 출력을 낮춘 디튠 버전은 100PS의 최고 출력을 낸다.

; 적용 차종

차종	적용 년도
현대 엑센트/베르나 (HCi)	2020–2023
현대 오라 (AI3)	2020–현재 (디튠)
현대 캐스퍼 (AX1)	2021–현재 (디튠)
현대 그랜드 i10 (AI3)	2019–현재 (디튠)
현대 HB20 (BR2)	2019–현재
현대 i10 (AC3)	2019–현재 (디튠)
현대 i20 (GB)	2014–2020
현대 i20 (BI3)	2020–현재
현대 i30 (PD)	2016–현재
현대 코나 (OS)	2017–2020
현대 베뉴 (QXi)	2019–현재
기아 cee'd (JD)	2012–2018
기아 씨드 (CD)	2018–현재
기아 피칸토 (JA)	2017–현재 (디튠)
기아 리오 (YB)	2017–2023
기아 소넷 (QY)	2020–현재
기아 스토닉 (YB)	2017–현재

2. 1. 4. Biofuel (B3LA)

998cc 3기통 엔진으로, 6,200rpm에서 78PS~82PS의 출력과 3,500rpm에서 9.6kgm의 토크를 낸다.

적용 차종
기아 모닝 (2011–2017)
기아 레이 (2011–2017)

2. 1. 5. LPG (L3LA)

998cc 3기통 엔진으로, 6,200rpm에서 74PS의 출력과 3,500rpm에서 9.6kgm의 토크를 낸다.

; 적용 차종

기아 모닝 (2017–2020)
기아 레이 (2017–2019)

2. 1. 6. FLEX (F3LA/F3LB)

1.0 MPi 엔진의 플렉스 연료 호환 버전이다. 998cc 3기통 엔진은 6,200 rpm에서 80PS , 4,500 rpm에서 10.2kgm의 토크를 낸다.

;적용 차량

현대 HB20 (BR2) (2019–현재)
기아 모닝/피칸토 (JA) (2018–2019)

1.0 TCi 엔진의 가솔린/에탄올 혼용 연료(Flex fuel) 호환 버전이다. 998cc 3기통 엔진은 터보차저가 장착되어 6,000rpm에서 106PS의 출력과 1,600~3,500rpm 사이에서 14kgm의 토크를 낸다.

;적용 차종

현대 HB20

2. 2. 1.2 L

현대 카파엔진의 1.2 L 모델은 인도 시장의 세금 구간 정책을 고려하여 개발되었으며, G4LA, G4LA II 두 가지 버전이 있다.

2. 2. 1. G4LA

1,197cc 엔진은 인도의 1,200cc 세금 구간을 회피하기 위해 제작된 카파 G4LA 엔진의 스트로크 변형 엔진이다. 5,200rpm에서 80PS의 출력과 4,000rpm에서 11.3kgm의 토크를 낸다.

;적용 차종

현대 i10 (PA) (2008–2010)
현대 i20 (PB) (2008–2012)

2. 2. 2. G4LA II

1.2 L (G4LA II)는 1,200cc 세금 구간을 피하기 위해 인도에서 생산된 카파 II G4LA 엔진의 배기량을 줄인 변형 엔진이다. 4기통 엔진으로, 6,300rpm에서 83PS의 출력과 4,200rpm에서 11.6kgm의 토크를 낸다.^[3]^[4]

;적용 차량

차량	연도
현대 아우라 (AI3)	2020년–현재
현대 그랜드 i10 (BA)	2013년–2022년^[3]
현대 그랜드 i10 (AI3)	2019년–현재^[4]
현대 i10 (PA)	2010년–2016년
현대 i10 (AC3)	2019년–현재
현대 i20 (PB)	2012년–2015년
현대 i20 (IB)	2014년–2020년
현대 i20 (BI3)	2020년–현재
현대 베뉴 (QXi)	2019년–현재
현대 엑센트 (BA)	2014년–2020년
현대 엑스터	2023년–현재

2. 3. 1.25 L (G4LA)

1248cc 4기통 엔진으로, 6,000rpm에서 87PS의 출력과 4,000rpm에서 12.3kgm의 토크를 낸다.

;적용 차량

현대 i10 (PA) 페이스리프트 (2010–2014)
현대 i10 (IA) (2013–2019)
현대 i20 (GB) (2014–2020)
기아 피칸토 (TA) (2011–2017)
기아 피칸토 (JA) (2017–현재)
기아 리오 (UB) (2011–2017)
기아 리오 (YB) (2017–2023)
기아 스토닉 (YB) (2017–현재)

2. 4. 1.4 L (G4LC)

1368cc 버전은 듀얼-CVVT와 VIS를 추가했으며, 이 엔진은 6,000 rpm에서 95PS의 출력과 4,000 rpm에서 13.5kgm의 토크를 낸다.

;적용 차종

현대 엑센트/베르나/쏠라리스 (RB/RC) (2011–2017)
현대 엑센트/베르나/쏠라리스 (HC/YC) (2017–2023)^[6]
현대 바욘 (BC3 CUV) (2021–현재)
현대 셀레스타 (ID) (2017–2023)
현대 i20 (GB) (2014–2020)
현대 i20 (BI3) (2020–현재)
현대 i30 (PD) (2016–현재)
현대 레이나 (CB) (2017–2021)
기아 페가스/솔루토 (AB) (2017–현재)
기아 리오/K2 (UB) (2011–2017)
기아 리오/K2/KX 크로스 (FB) (2017–2022)^[7]
기아 스토닉/KX1 (YB CUV) (2017–현재)

2. 5. 1.4 T-GDi (G4LD)

1.4 T-GDi (G4LD)^영어 엔진은 1353cc 터보차저 4기통 엔진으로, 6,000rpm에서 140PS의 출력과 1,500~3,200rpm 사이에서 24.7kgm의 토크를 낸다.^[1]

일부 차종에는 5,500rpm에서 130PS의 출력을 내고 1,400~3,700rpm 사이에서 21.6kgm의 토크를 내는 디튠(detuned) 버전도 사용된다.^[1]

; 적용 차량^[1]

차량	연도	비고
현대 셀레스타 RV (ID)	2018–2019	디튠
현대 크레타 (SU2)	2020–2023
현대 아반떼 (AD)	2016–2020	디튠
현대 i30 (PD)	2016–현재
현대 라페스타 (SQ)	2018–2020
현대 벨로스터 (JS)	2018–2020
기아 씨드 (CD)	2018–현재
기아 K3 (BD)	2018–현재

2. 6. 1.6 L GDI Hybrid (G4LE)

1580cc 4기통 엔진으로, 5,700 rpm에서 105PS의 출력과 4,000 rpm에서 15kgm의 토크를 낸다. 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 버전은 전기 모터와 결합하여 총 시스템 출력 141PS, 토크 27kgm를 낸다.

하이브리드 버전은 1.56 KWh 배터리와 1,800~2,500 rpm에서 44PS, 0~1,800 rpm에서 17.3kgm의 토크를 내는 전기 모터를 결합한다.

플러그인 하이브리드 버전은 8.9 KWh 배터리와 1,800~2,500 rpm에서 60.5PS, 0~1,800 rpm에서 17.3kgm의 토크를 내는 전기 모터를 결합한다.

실린더 배열	직렬 4기통 DOHC 16밸브 CVVT
배기량	1580cc
보어	72mm
스트로크	97mm
압축비	13:1
연료 분사 장치	직분사
최고 출력	105PS / 5,700 rpm
최대 토크	15kgm / 4,000 rpm

세계 최고 수준의 열효율 40%를 달성한, 하이브리드 자동차인 현대 아이오닉의 엔진으로, 직분사 연료의 분사 압력은 최대 200bar이며, 앳킨슨 사이클이 적용되었다.

'''적용'''

현대 아이오닉 (2016–2022)
현대 코나 하이브리드 (OS) (2019–2020)
기아 니로 (2016–현재)

3. 개발

카파 엔진은 가솔린으로 구동되며, 알루미늄 블록과 16밸브 DOHC 설계를 채택하여 이전 모델인 Epsilon 엔진 계열의 12밸브 SOHC 설계와 차별화된다.

카파 프로젝트는 48개월 동안 4.21억달러를 들여 개발되었으며, 유로-4 배출 규정을 준수하고 연비를 향상시키는 것을 목표로 했다. 최신 카파 엔진 제품군은 유로-6DTemp 규정을 준수한다.^[1]

4. 디자인

카파 엔진은 고압 다이캐스트 알루미늄 블록을 사용하여 무게를 줄였으며, 수동 변속기 장착 시 엔진 전체 무게는 82.4kg이다. 메인 블록은 래더 프레임 구조, 주철 라이너, 타이밍 체인 커버와 통합된 엔진 지지 브래킷, 최적화된 피스톤 스커트 등을 통해 강성을 높이고 무게를 줄였다. 피스톤 오일 링에는 질화 크롬 코팅이 적용되었고, 액세서리 구동 벨트는 자동 텐셔닝 조절 장치가 필요 없어 하드웨어, 무게, 비용을 절감했다. 긴 리치 스파크 플러그(M12 나사산)를 사용하여 밸브 직경을 확대하고 공기 흐름 및 연소 효율을 높였다. 흡기 매니폴드는 경량 내열 엔지니어링 플라스틱을 사용했고, 연료 공급 파이프는 무반환형 스테인리스강(SUS)으로 제작되었다.

5. 밸브트레인

카파 엔진의 밸브트레인은 여러 혁신적인 기능을 갖추고 있다. 마찰을 줄이는 롤러 스윙 암, 밸브 스템과 롤러 스윙 암 사이의 간극을 알맞게 유지하여 밸브 태핑 소음을 줄여주는 유압식 래쉬 어저스터가 적용되었다. 벌집 모양 밸브 스프링과 소형 리테이너를 통해 무게와 스프링 하중을 감소시켜 마찰을 줄이고 연비를 향상시켰다. 또한, 롤러 타입 타이밍 체인 대신 무소음, 무정비 강철 타이밍 체인을 적용하여 기어 톱니와 체인이 맞물릴 때 발생하는 충격력과 소음을 줄였다.

6. 오프셋 크랭크

카파 엔진은 일반적인 엔진과 달리 실린더 보어의 중심선이 크랭크축의 회전축과 완벽하게 수직으로 정렬되지 않고, 약간의 거리를 두고 오프셋되어 있다. 이 오프셋은 회전하는 피스톤 및 커넥팅 로드 어셈블리에 의해 생성되는 측면 힘을 최소화한다 (극심한 경우 "피스톤 슬랩"으로 알려져 있으며, 소리가 들림). 결과적으로 연비가 향상되고 소음, 진동 및 불쾌감이 감소하며, 측면 힘이 감소하면 보어 마모가 줄어들어 엔진 수명 연장에도 도움이 된다.^[1]

7. 엔진 관리

엔진 관리는 점화 타이밍, 공회전 속도, 노킹 및 배기 가스를 제어하고 모니터링하는 두 개의 16비트 32MHz 마이크로프로세서에 의해 제공된다.

참조

_[1] 웹사이트 2012 Kia Picanto Brochure http://www.kia.com.p[...] Kia Motors Philippines 2012-07-28
_[2] 뉴스 Totally Technical: Hyundai's Kappa Engine Explained http://indianautosbl[...]
_[3] 웹사이트 Hyundai Grand i10 Brochure https://www.hyundai.[...]
_[4] 웹사이트 Hyundai Grand i10 Nios Brochure https://www.hyundai.[...]
_[5] 웹사이트 현대/기아자동차 카파엔진 G3LB 1.0L T-MPI (Kappa Engine for Gasoline) https://hsmp.tistory[...] "" 2021-09-01
_[6] 웹사이트 Обновленный Hyundai Solaris 2020 модельного года (рестайлинг) https://www.hyundai.[...] 2020-12-09
_[7] 웹사이트 Новый KIA Rio 2020 - старт продаж в России https://www.kia.ru/m[...] 2020-12-09
_[8] 웹사이트 Hyundai KIA 1.0 MPi/T-GDi Engine (Kappa G3LA/G3LC) Review https://www.motorrev[...]
_[9] 웹사이트 2020 Hyundai Verna review, test drive https://www.autocari[...] 2020-12-09
_[10] 웹사이트 우려가 현실로. 현대 경형 SUV 캐스퍼(AX1) 파워트레인 정보 https://myride.tisto[...] 2021-09-01
_[11] 웹사이트 Engine HYUNDAI i20 (GB, IB) 1.0 T-GDI G3LC; FP162115 {{!}} B-Parts https://www.b-parts.[...] 2020-12-09
_[12] 웹사이트 Kia's new 1.0-liter turbocharged three-cylinder 'Kappa' engine – Car Engineer: Learn Automotive Engineering from Auto Engineers https://www.car-engi[...] "" 2015-02-20
_[13] 웹사이트 Engines on test: Hyundai-Kia G3LC-6iL https://www.enginete[...] 2017-02-14
_[14] 웹사이트 2012 Kia Picanto Brochure http://www.kia.com.p[...] Kia Motors Philippines 2012-07-28

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