첨단 엔진 기술

가솔린 압축착화

압축착화 엔진은 현재 사용되는 것 중 가장 효율성이 높은 내연기관이다.

그러나 문제는 압축착화 엔진의 구동에 사용되는 디젤 연료가 그을음과 질소산화물 배출을 생성한다는 점이다. 따라서 이러한 오염물질의 환경 배출을 줄이기 위해 복잡하고 비용이 많이 드는 후처리 시스템이 필요하다.

이는 전통적 디젤 연료를 사용하는 많은 기존의 디젤 엔진에 공통적이다.

아람코가 적극적으로 추구하고 있는 혁신은 현대적 압축착화 엔진에 가솔린 연료를 사용하는 것이다. 가솔린 압축착화 (GCI)는 디젤 압축착화 아키텍처의 효율성을 활용하여 가솔린 엔진의 효율성을 높일 수 있다. 또한 현대적 후처리 시스템과 결합하면 엔진 배출을 크게 줄일 수 있다.

아람코의 초기 프로토타입은 GCI가 연료 소비와 이산화탄소 배출을 기존 가솔린 차량 대비 최대 25%까지 줄일 수 있음을 보여준다.

이러한 잠재력을 실현하기 위해 아람코는 특히 단기간에 완전한 전기화가 이루어질 가능성이 낮은 사업분야와 시장에서 차량 보급 기회를 가속화하기 위해 글로벌 자동차 제조업체 및 선도적인 기술 개발업체와 파트너십을 구축했다.

최근 아람코는 선도적 엔진 제조업체와 함께 연료, 엔진, 후처리 시스템 최적화를 통해 중국 내 대형 트럭의 오염물질 배출을 줄일 수 있음을 시연했다. 이 협력을 통해 대형 엔진 연방시험절차 (FTP) 사이클에서 현재의 미국 규제기준 대비 질소산화물 배출을 90% 줄일 수 있었다.

대향 피스톤 엔진

아람코가 연구 중인 또 다른 기술은 대향 피스톤 엔진이다.

대향 피스톤 엔진은 전통적 가솔린 차량을 대체할 유망한 대안적 아키텍처를 제공하여, 전통적 가솔린 차량 대비 연비를 개선하고 이산화탄소와 오염물질의 배출을 저감한다.

작동 방식은 다음과 같다.

이 엔진은 하나의 실린더에 2개의 피스톤을 사용하여 반대 방향으로 왕복 운동을 하며, 실린더 헤드와 밸브 트레인이 필요하지 않아, 무게가 가볍고 열 손실 및 마찰로 인한 에너지 손실이 줄어든다.

이 독특한 프로토타입은 열 손실과 전반적인 마찰을 줄여 엔진의 효율성을 높인다.

2행정 아키텍처를 적용한 대향 피스톤 설계는 기존 가솔린 차량보다 연비를 개선하고 이산화탄소 배출을 줄이면서 질소산화물 배출을 크게 줄일 수 있다.

아람코는 파트너들과 함께 상업 수송에서 대향 피스톤 엔진의 잠재력을 실현하기 위한 큰 진전을 달성하고 있다.

터뷸런트 제트 점화

또한 아람코는 터뷸런트 제트 점화 (TJI)를 활용하여 가솔린 엔진을 위한 첨단 연소 전략을 개발하고 있다. 이 기술은 점화 및 연소 과정을 크게 향상함으로써 연료 효율성을 개선하고 배출을 저감한다.

TJI는 주 연소실과 분리된 프리 챔버에서 소량의 공기와 연료를 사전 혼합함으로써 작동한다. 이후 이 혼합물이 점화되면서 고온 터뷸런트 제트가 생성되어 주 연소실로 진입한다. 이 엔진은 전통적 점화 플러그보다 몇 배 더 강력한 점화원을 이용하여, 성능을 높이는 동시에 효율성을 개선하고 배출을 줄일 수 있다.

지금까지 이 기술은 성공적으로 테스트를 마쳤으며, 아람코는 현재 선도 자동차 제조업체들과 협력하여 적용 기회를 모색하고 있다.

Dilute Boost 엔진

Dilute Boost는 스파크 점화 엔진 기술의 새로운 영역이다.

Dilute Boost는 다수의 기술을 면밀히 조합한 후 시스템으로 최적화하여 엔진 효율을 크게 향상시킨다.

차량 전체를 고려하는 접근방식을 통해 엔진 성능을 극대화하는 동시에 부정적인 영향을 완화한다. 첨단 Dilute Boost기술을 적용하면 전통적 가솔린 차량 대비 최대 15%의 효율 개선이 가능하다.

아람코는 생산 엔진에 Dilute Boost솔루션을 구현하기 위해 주요 글로벌 시장에서 활동하는 다수의 자동차 제조업체와 공동개발 협약을 체결했다. 이는 흥미롭고 유망한 사업 분야가 될 전망이다.