▲ 왼쪽부터 현대자동차 윤성일 책임연구원, 이동영 연구원, 코렌스 이원상 주임연구원, 박수환 책임연구원

현대자동차와 자동차 부품업체 코렌스가 함께 개발한 '승용 디젤 엔진용 알루미늄 배기가스 재순환 냉각기'가 2018년 22주차 IR52장영실상을 수상했다.

승용 디젤 엔진용 알루미늄 배기가스 재순환 냉각기는 엔진 배기가스를 엔진 연소실로 다시 보내는 장치다. 기존에는 모두 스테인리스 스틸 재질로 만들었는데 현대자동차와 코렌스는 이를 알루미늄 재질로 바꾸는 데 세계 최초로 성공했다.

엔진에서 연료를 태울 때 발생하는 배기가스에는 질소산화물과 같은 환경오염 물질이 포함되어 있다. 강화된 환경 규제에 맞춰 자동차 제작 업체들은 배기가스를 다시 엔진으로 보내 한 번 더 태워주는 방식으로 오염물질을 줄여왔다.

그런데 엔진에서 나온 뜨거운 배기가스를 높은 온도 그대로 다시 엔진실로 보내면 엔진에 무리가 갈 수 있어 엔진실로 보내기 전에 배기가스를 냉각시켜줘야 한다. 이때 사용하는 장치가 배기가스 재순환 냉각기다.

현대자동차와 코렌스 연구진은 2015년 스테인리스 스틸보다 가벼운 데다 열 전도도가 높아 뜨거운 열을 빨리 식힐 수 있는 소재인 알루미늄을 이용한 배기가스 재순환 냉각기 개발에 들어갔다.

이원상 코렌스 주임연구원은 "알루미늄이 고온과 부식에 약하다는 약점 때문에 어느 완성차 업체도 알루미늄으로 배기가스 재순환 냉각기를 개발하지 못하고 있었다"고 당시 상황을 설명했다.

열, 충격, 부식에 약한 문제점을 해결하기 위해 연구진은 먼저 알루미늄에 여러 소재를 섞은 합금을 층으로 쌓아 부식에 강한 소재를 만드는 데 성공했다.

이를 통해 스테인리스 스틸 재질의 냉각기와 동등한 수준의 내구성을 확보했다. 알루미늄은 스테인리스 스틸에 비해 비중이 낮아 무게가 덜 나간다.

연구진은 이를 통해 엔진 무게를 기존 대비 30%가량 줄이는 데 성공했고 비용 절감 효과도 얻었다. 알루미늄 배기가스 재순환 냉각기는 현대자동차 R엔진과 U엔진에 탑재돼 올해부터 생산에 들어갔다.

현대자동차는 올해 매출 약 300억원, 국내외 확대 적용 시 700억원 이상의 연매출을 기대하고 있다. 박수환 코렌스 책임연구원은 "기존 스테인리스 스틸 배기가스 재순환 냉각기 시장 물량을 일부분 대체할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

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