현대 베타엔진
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1. 개요
현대 베타 엔진은 현대자동차에서 생산한 직렬 4기통 가솔린 엔진 시리즈로, 1.6L, 1.8L, 2.0L 세 가지 배기량으로 출시되었다. 1995년부터 2012년까지 생산되었으며, 초기에는 1.6L 엔진이 수출용으로, 1.8L와 2.0L 엔진은 다양한 차종에 탑재되었다. 특히 2.0L 베타 II 엔진은 가변 밸브 타이밍 시스템을 적용하여 성능과 연비를 향상시켰으며, 다양한 개선을 통해 NVH(소음, 진동, 불쾌감)를 줄였다. 이 엔진은 현대 엘란트라, 투스카니, 아반떼 등 여러 모델에 적용되었으며, 2008년에는 출력이 개선되기도 했다.
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| 현대 베타엔진 | |
|---|---|
| 엔진 개요 | |
| 이름 | 베타 엔진 |
| 제조사 | 현대자동차 |
| 생산 기간 | 1995년–2012년 |
| 후속 엔진 | Theta Nu |
| 엔진 형식 | 직렬 4기통 |
| 배기량 | 1599 cc (1.6 리터) 1795 cc (1.8 리터) 1975 cc (2.0 리터) |
| 보어 | 77.4 mm (1.6 리터) 82 mm (1.8 리터/2.0 리터) |
| 스트로크 | 85 mm (1.6 리터/1.8 리터) 93.5 mm (2.0 리터) |
| 실린더 블록 | 주철 |
| 실린더 헤드 | 알루미늄 합금 |
| 밸브 트레인 | 듀얼 오버헤드 캠샤프트 (DOHC) |
| 압축비 | 9.85:1 (1.6 리터) 10.0:1 (1.8 리터) 10.3:1 (2.0 리터) |
| 연료 시스템 | 멀티포인트 인젝션 |
| 연료 종류 | 휘발유 LPG |
| 오일 시스템 | 습식 섬프 |
| 냉각 방식 | 액체 냉각 |
| 최고 출력 | 90 – 143 마력 |
| 최대 토크 | 12.8 – 19 kgm |
| 길이 | 496.4 mm (2.0 리터) |
| 너비 | 600-624.8 mm (2.0 리터) |
| 높이 | 672-711 mm (2.0 리터) |
| 무게 | 141.1-151.4 kg (2.0 리터) |
| 공회전 속도 | 700 ± 100 rpm 800 ± 100 rpm |
| 배출 가스 제어 | PCV 밸브 촉매 변환 장치 |
| 이전 엔진 | 미쓰비시 시리우스 엔진 |
2. 역사
1995년 3월 18일 1세대 아반떼(J2)에 1.8ℓ 사양이 처음 적용되었으며, 장영실상을 수상하였다. 1996년에는 2.0ℓ 사양이 아반떼 플랫폼 기반의 전륜구동 스포츠 쿠페인 티뷰론(RD)에 적용되었다.
2002년 이후 VVT(Variable Valve Timing) 기술을 더했으며, 2011년 기아 쏘울(AM) 페이스리프트 전까지 마지막으로 적용되었다. 후속은 누우 엔진이다. --
2. 1. 개발 배경
현대 베타엔진은 현대자동차에서 만든 승용차용 직렬 4기통 엔진으로, 휘발유와 LPG를 연료로 사용한다. 형식명은 G4G이다. 1.6ℓ, 1.8ℓ, 2.0ℓ 세 가지 사양이 있으며, 이 중 1.6리터 사양은 해외 시장용이었다.1995년 3월 18일에 출시된 1세대 아반떼(J2)에 1.8ℓ 사양이 처음 적용되었고, 장영실상을 수상했다. 1996년에는 2.0ℓ 사양이 아반떼 플랫폼 기반의 전륜구동 스포츠 쿠페인 티뷰론(RD)에 적용되었다.
2002년 이후 VVT(Variable Valve Timing) 기술을 더했으며, 2011년 기아 쏘울(AM) 페이스리프트 전까지 마지막으로 적용되었다. 후속 엔진은 누우 엔진이다. 현대/기아의 직렬 4기통 엔진 시리즈로, 주로 엘란트라 등의 C세그먼트 차량에 탑재된다. 그러나 MD 엘란트라에 감마 엔진과 뉴(ν) 엔진, 포르테와 투싼ix 등의 2.0L 차량에 세타 엔진이 탑재되는 등, 세타/뉴/감마 엔진 등으로 세대 교체가 이루어지고 있다.
2. 2. 주요 연혁
1995년 3월 18일 1세대 아반떼(J2)에 1.8ℓ 사양이 처음 적용되었으며, 장영실상을 수상하였다.[1]1996년에는 2.0ℓ 사양이 아반떼 플랫폼 기반의 전륜구동 스포츠 쿠페인 티뷰론(RD)에 적용되었다.[1]
2002년 이후 VVT(Variable Valve Timing) 기술을 더했으며, 2011년 기아 쏘울(AM) 페이스리프트 전까지 마지막으로 적용되었다.[1] 후속은 누우 엔진이다.[1]
3. 제원 및 특징
현대자동차의 승용차용 직렬 4기통 엔진으로, 휘발유와 LPG를 연료로 사용한다. 형식명은 G4G이며, 1.6ℓ, 1.8ℓ, 2.0ℓ 세 가지 사양이 있다. 이 중 1.6ℓ 사양은 해외 시장용이었다.
1995년 3월 18일 1세대 아반떼(J2)에 1.8ℓ 사양이 처음 적용되었고, 1996년에는 2.0ℓ 사양이 티뷰론(RD)에 적용되었다. 2002년부터는 VVT(Variable Valve Timing) 기술이 추가되었으며, 2011년 기아 쏘울(AM) 페이스리프트 전까지 사용되었다. 후속 엔진은 누우 엔진이다.
1.6L 엔진(G4GR)은 주로 수출 사양에 적용되었고,[1] 1.8L 엔진(G4GM, G4GB)은 다양한 차종에 탑재되었다. 2.0L 엔진(G4GF, G4GC)은 VVT 기술이 적용된 베타 II 엔진으로, 성능이 향상되었다. 2.0L L4GC 엔진은 LPI 분사 방식을 사용한다.
각 엔진의 사양과 적용 차종은 아래 표와 같다.
| 엔진 형식 | 배기량 | 최고 출력 | 최대 토크 | 특징 | 적용 차종 |
|---|---|---|---|---|---|
| G4GR | 1,599 cc | 116ps/6000rpm | 14.6kg·m/4900rpm | 내수/미국 시장 제외 수출 사양[1] | 아반떼(J2), 티뷰론, 투스카니 |
| G4GM[3] | 1,795 cc | 138ps/6,000rpm | 17.6kg·m/5,000rpm | 아반떼(J2, XD, HD), 티뷰론(RD), 뉴 EF 쏘나타, 라비타, 옵티마 | |
| G4GB | 1,795 cc | 128ps/6,000rpm | 16.4kgf·m/4,500rpm | 베타 II, 개선된 설계 | 현대 엘란트라 (XD), 현대 매트릭스, 기아 옵티마 (MS), 기아 세라토 (LD) |
| G4GF | 1,975 cc | 140ps/6,000rpm | 133lb.ft | 현대 티뷰론/쿠페 (1996–2001), 현대 엘란트라(J2) (1995–2000) | |
| G4GC[4],[5] | 1,975 cc | 143ps/6,000rpm | 19.0kg·m/4,500rpm[5] | 베타 II, VVT 적용 | 아반떼(XD), 아반떼(HD), 티뷰론(RD), 투스카니(GK), 투싼(JM), 트라제 XG(FO), 쎄라토(LD), 스포티지(KM), i30(FD), 씨드(ED), 카렌스(RS), 쏘울(AM) |
| L4GC | 1,975 cc | 123PS/5,500rpm | 17.5kgm/3,000rpm | LPI 분사 방식 |
3. 1. 1.6L (G4GR)
G4GR 엔진은 최대 토크 14.6kg*m/4900rpm, 최대 출력 116ps/6000rpm을 발휘한다. 이 엔진은 내수 시장과 미국 시장을 제외한 수출 사양에만 적용되었다.[1]1.6리터 베타 엔진(엔진 코드: G4GR)은 직렬, 점화식 4행정, DOHC 16밸브 엔진으로, 차량의 하위 모델에 따라 두 가지 변형이 있었다. 광고된 출력은 시장과 적용 분야에 따라 66kW/89hp/90 PS (ECE) 및 126N*m 토크 또는 84kW/113hp/114 PS (ECE) 및 143N*m 토크였다.[1]
이 엔진은 1995년부터 2001년까지 울산 공장에서 조립되었다. 베타 시리즈의 다른 모델들과 달리 이 엔진은 2세대를 거치지 않고 알파 II 동력 장치로 대체되었다. 일부 시장에서는 90hp의 디튠(detuned) 버전이 판매되었다.[1]
2세대 엘란트라(J2)와 1997-2000년식 현대 쿠페(RD)에는 베타 I G4GR 엔진이 장착되었으며, 주로 유럽, 러시아, 중동 및 아시아 일부 일반 시장에 배포되었다. 이 시장에서 판매된 차량에는 아이들 혼합 조절 포텐쇼미터가 장착되었다.[1]
현대 쿠페의 엔진을 제외한 모든 모델에는 별도로 구매할 수 있는 질량 유량 센서(공기 질량)가 포함되어 있지 않았다.[1]
애프터마켓 기압(MAP) 센서 설치를 위해 통합된 매니폴드 절대 압력(MAP)과 흡기 온도(IAT) 센서를 사용할 수 있다.[1]
- 현대 엘란트라(J2) (1995–2000)
- 현대 티뷰론/쿠페(RD) (1996–2001)
사양:[1]
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 실린더 보어 | 77.4mm |
| 스트로크 | 85mm |
| 엔진 배기량 | 1599 cm3 |
| 압축비 | 9.85 |
| 점화 순서 | 1-3-4-2 |
| 아이들 RPM | 800°± 100 |
| 아이들 속도에서의 점화 타이밍 | BTDC 7°± 5°/800rpm(제한: BTDC 10°± 5°/800rpm) |
| 실린더 보어 | 77.40mm -77.43mm |
| 실린더 보어의 진원도 및 테이퍼 | 0.01mm |
| 피스톤 간극 | 0.02mm - 0.04mm |
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 피스톤 외경 | 77.37-77.40mm |
| 피스톤 정비 사이즈 | 0.25, 0.50, 0.75, 1.00mm (0.010, 0.020, 0.030, 0.039 인치) 오버 사이즈 |
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 설치 치수 외경(흡기) | 14mm |
| 설치 치수 외경(배기) | 14mm |
| 정비 사이즈 | 0.05, 0.25, 0.50mm (0.002, 0.010, 0.020 in.) 오버 사이즈 |
3. 2. 1.8L (G4GM, G4GB)
현대 베타엔진의 1.8L 버전은 G4GM과 G4GB 두 가지 엔진 코드를 가진다.[3]G4GM 엔진은 1995년부터 2003년까지 울산 공장에서 생산되었으며, 배기량은 1,795cc이다. 최고 출력은 138/6,000rpm, 최대 토크는 17.6/5,000이다. 아반떼(J2, XD, HD), 티뷰론(RD), 뉴 EF 쏘나타, 라비타, 옵티마 등에 적용되었다. 8년 동안 생산된 후 1.8L 베타 II 엔진으로 대체되었다.
G4GM 엔진의 사양은 다음과 같다.
- 실린더 보어: 82mm
- 스트로크: 85mm
- 엔진 배기량: 1795cc
- 압축비: 10.0
- 점화 순서: 1-3-4-2
- 아이들 RPM: 800°± 100
- 아이들 속도에서의 점화 타이밍: BTDC 10°±5°/800 rpm
- 실린더 보어의 진원도 및 테이퍼: 0.01mm 미만
- 피스톤과의 간극: 0.02mm-0.04mm
G4GB 엔진은 2000년부터 2010년까지 생산된 베타 II 시리즈 엔진으로, 이전 모델에 비해 개선된 설계를 가지고 있다. 현대 엘란트라 (XD) (2000–2006), 현대 매트릭스 (2001–2007), 기아 옵티마 (MS) (2000–2005), 기아 세라토 (LD) (2004–2008)에 탑재되었다.
G4GB 엔진(1.8L)과 G4GC 엔진(2.0L)의 사양 비교는 다음과 같다.
| 엔진 형식 | G4GB(1.8L) | G4GC(2.0L) | |
|---|---|---|---|
| 탑재 차종 | 현대 엘란트라 일본 사양(XD18) | 투스카니 일본 사양(JM20) | 현대 i30 일본 사양(FD20) |
| 배기량 | 1,795 cc | 1,975 cc | |
| 과급기・특기 사항 | 없음 | ||
| 실린더 배치 | 직렬 4기통 DOHC 16밸브 | ||
| 보어 | 82mm | ||
| 스트로크 | 85mm | 93mm | |
| 압축비 | 10.1:1 | ||
| 연료 공급 방식 | 전자 제어식 | ||
| 최고 출력 | 128ps/ 6,000 rpm | 144ps/ 6,000 rpm | 143ps/ 6,000 rpm |
| 최대 토크 | 16.4kgf·m/ 4,500 rpm | 19.0kgf·m/ 4,500 rpm | 19.0kgf·m/ 4,600 rpm |
3. 3. 2.0L (G4GF, G4GC, L4GC)
엔진 코드 G4GC[4], G4GF.[5]최고 출력 143PS/6,000rpm, 최대 토크 19kg·m/4,500rpm[5]
'G4GC' 엔진은 'G4GF'의 후속인 베타 II 엔진이며, VVT(Variable Valve Timing)가 적용되었다.
2.0리터 현대 베타 II 엔진은 2001년부터 2012년까지 생산되었다. 2003년부터 이 파워 유닛에는 연속 가변 밸브 타이밍 시스템이 장착되었다. 이 엔진의 예상 수명은 300,000km이다.
4행정, 4기통 가솔린 엔진으로, 전자 제어식 연료 분사 및 점화 시스템, 실린더와 피스톤이 직렬로 배열되어 하나의 공통 크랭크축을 회전하며, 2개의 캠축을 상단에 배치(CVVT 시스템 포함)했다. 이 엔진은 강제 순환 방식의 밀폐형 액체 냉각 시스템을 갖추고 있다. 윤활 시스템은 압력과 분무를 결합한 방식이다.
실린더 헤드는 알루미늄 합금으로 제작되었다. 캠축의 구동은 톱니 벨트에 의해 이루어진다. 벨트 자체는 배기 캠축만 구동한다. 흡기 캠축은 실린더 헤드 후단에 위치한 내부 체인을 통해 배기 캠축으로부터 구동되며, 밸브 타이밍 변경 메커니즘도 동일하다. 유압식 리프터는 없다. 밸브 백래시 조정은 90,000km마다 필요하다.
2001-2002년 동안 이 엔진은 (XD) 엘란트라와 (GK) 투스카니와 같은 모델에 처음 탑재되었다. 최고 출력은 6000rpm에서 138마력(102kW)이며, 4500rpm에서 136lb·ft의 토크를 낸다. 주철 엔진 블록과 알루미늄 DOHC 실린더 헤드를 가지고 있다.
최신 버전에서는 다음과 같은 변경 사항이 나타났다.
- 실린더 보어의 외부 윤곽을 재설계(평평한 측면 대신), 추가 리브 및 1개의 추가 트랜스액슬 고정 지점(현재 5개)(NVH 감소)
- 크랭크축은 4개 대신 8개의 카운터웨이트를 갖는다.(NVH)
- 트랜스액슬에 더 강력하게 연결된 주조 및 리브 알루미늄 섬프 팬(프레스 강철 시트 대신)(NVH)
- 재형성된 연소실, 포트 및 피스톤(성능, [연료] 경제성, 배출 가스)
- 20mm 더 긴 흡기 램, 8% 더 작은 서지 탱크, 레조네이터 추가, 점화 타이밍 및 밸브 리프트 최적화, 더 가벼운 밸브 스프링, 더 조밀한 커넥팅 로드 베어링, 더 높은 연료 압력과 더 작은 인젝터를 갖춘 리턴리스 연료 시스템(리턴 타입 대신)(토크 분산 및 연비)
- 보다 정밀한 공차로 가공된 실린더 헤드
- 헤드 개스킷은 이제 2겹(3겹 대신)
- 유휴 속도가 800rpm에서 700rpm으로 감소(NVH)
- 고무 대신 유압식 엔진 마운트(4개)(NVH)
- 엔진과 공기 필터 사이에 열 차폐막을 설치하여 흡입 공기 가열 감소.
- I자형 고비중 폴리프로필렌 배플이 있는 새로운 캠커버(2피스 pp 대신)
- 오일 흐름 감소(연비)
- 유압식 대신 기계식 밸브 래쉬 조절기(솔리드 리프터)를 사용하여 밸브 간극 정밀도 향상(내구성).
- 더 낮은 밸브 스프링 하중으로 밸브 트레인 마찰 감소(성능).
- 엔진 커버 설치(NVH 및 엔진 베이 드레스업)
- 촉매 변환기는 이제 배기 매니폴드에 인접한 업스트림에 위치(차량 하부 대신)(배출 가스)
- 기타 세부 변경 사항: 알터네이터, 흡기 매니폴드 브레이스, 파워 스티어링 및 에어컨 풀리, 아이들 속도 액추에이터, 오일 필러 캡 및 엔진과 토크 컨버터 사이의 드라이브 플레이트
2008년에는 베타 II가 개조되어 및 137lbft의 토크를 냈다.
1975cc 엔진은 LPI 분사 방식을 사용하며, 5,500 rpm에서 123PS의 출력과 3,000 rpm에서 17.5kgm의 토크를 낸다.
- 적용 차종
| 현대 |
|---|
| 기아 |
| 엔진 형식 | G4GB(1.8L) | G4GC(2.0L) | |
|---|---|---|---|
| 탑재 차종 | 현대 엘란트라 일본 사양(XD18) | 투스카니 일본 사양(JM20) | 현대 i30 일본 사양(FD20) |
| 배기량 | 1,795 cc | 1,975 cc | |
| 과급기・특기 사항 | 없음 | ||
| 실린더 배치 | 직렬 4기통 DOHC 16밸브 | ||
| 보어 | 82mm | ||
| 스트로크 | 85mm | 93mm | |
| 압축비 | 10.1:1 | ||
| 연료 공급 방식 | 전자 제어식 | ||
| 최고 출력 | 128ps/ 6,000 rpm | 144ps/ 6,000 rpm | 143ps/ 6,000 rpm |
| 최대 토크 | 16.4kgf·m/ 4,500 rpm | 19kgf·m/ 4,500 rpm | 19kgf·m/ 4,600 rpm |
'''굵은 글씨'''는 베타 엔진 탑재 차량이 일본에 정식 수입된 차종
4. 기술적 특징
현대 베타엔진은 4행정 4기통 가솔린 엔진으로, 전자 제어식 연료 분사 및 점화 시스템을 갖추고 있다. 실린더와 피스톤은 직렬로 배열되어 하나의 공통 크랭크축을 회전시키며, 두 개의 캠축이 상단에 배치(CVVT 시스템 포함)되어 있다. 강제 순환 방식의 밀폐형 액체 냉각 시스템을 갖추고 있으며, 윤활 시스템은 압력과 분무를 결합한 방식이다.[4]
실린더 헤드는 알루미늄 합금으로 제작되었으며, 캠축의 구동은 톱니 벨트에 의해 이루어진다. 벨트는 배기 캠축만 구동하고, 흡기 캠축은 실린더 헤드 후단에 위치한 내부 체인을 통해 배기 캠축으로부터 구동된다. 밸브 타이밍 변경 메커니즘도 여기에 위치한다. 유압식 리프터는 없으며, 90,000km마다 밸브 백래시 조정이 필요하다.[4]
초기형 2.0L 베타엔진(G4GF)은 1997년 현대 티뷰론에 처음 탑재되었으며, 1.8L 엔진과 동일한 82mm 보어와 93.5mm 스트로크를 갖는다. 주철 엔진 블록과 알루미늄 DOHC 실린더 헤드를 사용하고, MFI 연료 분사 방식을 사용하며, 실린더당 4개의 밸브와 분말 단조 강철 연결봉을 특징으로 한다. 6000rpm에서 140마력(102kW), 133lb.ft의 출력을 낸다. 1996년부터 2001년까지 울산 공장에서 조립되었으며, 이후 2.0L 베타 II 엔진으로 대체되었다.[4]
2001년부터 2012년까지 생산된 2.0L 베타 II 엔진은 2003년부터 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT) 시스템이 장착되었다. 이 엔진의 예상 수명은 300,000km이다. 2001-2002년에는 (XD) 엘란트라와 (GK) 투스카니 등에 탑재되었으며, 6000rpm에서 138마력(102kW), 4500rpm에서 136lb·ft의 토크를 낸다.[4]
4. 1. 베타 II (G4GC) 엔진의 개선점
'G4GC' 엔진은 'G4GF'의 후속인 베타 II 엔진으로, 연속 가변 밸브 타이밍(CVVT) 시스템이 적용되어 성능이 개선되었다.[4] 주요 개선점은 다음과 같다.- 실린더 보어 외부 윤곽 재설계, 리브 추가, 트랜스액슬 고정 지점 추가 (NVH 감소)
- 8개의 카운터웨이트를 가진 크랭크축 (NVH 감소)
- 주조 및 리브 알루미늄 섬프 팬 (NVH 감소)
- 연소실, 포트, 피스톤 재설계 (성능, 연비, 배출 가스 개선)
- 흡기 램 20mm 연장, 서지 탱크 8% 축소, 레조네이터 추가, 점화 타이밍 및 밸브 리프트 최적화, 경량 밸브 스프링, 고밀도 커넥팅 로드 베어링, 리턴리스 연료 시스템 (토크 분산 및 연비 개선)
- 정밀 가공된 실린더 헤드
- 2겹 헤드 개스킷 (기존 3겹)
- 유휴 속도 감소 (800rpm → 700rpm) (NVH 감소)
- 유압식 엔진 마운트 (NVH 감소)
- 엔진과 공기 필터 사이 열 차폐막 설치 (흡입 공기 가열 감소)
- I자형 고비중 폴리프로필렌 배플이 있는 새로운 캠커버
- 오일 흐름 감소 (연비 개선)
- 기계식 밸브 래쉬 조절기 (밸브 간극 정밀도 향상)
- 낮은 밸브 스프링 하중 (밸브 트레인 마찰 감소)
- 엔진 커버 설치 (NVH 감소)
- 배기 매니폴드에 인접한 업스트림 위치에 촉매 변환기 설치 (배출 가스 개선)
- 기타 세부 변경: 알터네이터, 흡기 매니폴드 브레이스, 파워 스티어링 및 에어컨 풀리, 아이들 속도 액추에이터, 오일 필러 캡, 드라이브 플레이트
2008년에는 베타 II 엔진이 추가 개선되어 최고출력 143hp, 최대토크 137lbft를 달성했다.[5]
참조
[1]
웹사이트
G4GR - двигатель Хендай Лантра 1.6 литра | Otoba.ru
https://otoba.ru/dvi[...]
2018-04-18
[2]
웹사이트
Hyundai Auto Tech, Inc.
http://hyundaiengine[...]
2018-09-19
[3]
문서
LPG 사양의 경우 L4GM
[4]
문서
LPG사양의 경우 L4GC. 단종될때까지 사양의 변경이 없었기에 엔진 코드가 바뀌지 않았다.
[5]
문서
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