현대차, 내연기관 수명 연장의 단초 '신규 점화 플러그' 특허 출원

현대자동차가 에너지 효율성을 극대화하고 배기가스 저감 효과 또한 기대할 수 있는 신규 점화 플러그 관련 특허를 출원하며 업계의 이목이 쏠렸다. 

현지시간으로 12일, 카버즈 등 일부 외신에 따르면 현대차는 최근 미국 특허청(USPTO)에 내연기관 엔진의 효율을 향상시키고 배기가스 저감 효과 또한 기대할 수 있는 신규 점화 플러그 관련 특허를 출원했다.

현대차의 다중 점화 방식 신규 점화 플러그는 기존 점화 플러그에 두 번째 전극을 추가하는 방식으로 이를 통해 더 빠른 공기 압축 및 연료 혼합 과정이 이뤄지며 기존보다 빠르게 완전 연소가 가능해진다. 

이중 점화 방식의 점화 플러그를 사용하는 게 현대차가 처음은 아니다. 앞서 알파 로메오는 2014년 해당 기술을 첫 사용하고 이후 많은 제조사가 엔진 효율성 증대와 배기가스 감소를 목적으로 해당 기술 개발에 매진해 왔다. 그리고 이들의 공통점은 모두 2개의 점화 플러그와 점화 코일이 필요하다는 것. 

다만 현대차의 이번 특허는 기존과 달리 하나의 점화 플러그에 두 번째 전극을 추가하며 과정을 단순화 시켰다. 사실 기존에는 접지 전극의 수와 중앙 전극 모양에 관계없이 점화 과정이 하나의 플러그에서 한 번만 이뤄지기 때문에 2개의 점화 플러그와 코일이 사용되어 왔다. 

현대차는 여기서 첫 점화 과정이 발생하는 동안 점화 코일의 고전압 측에서 전압 조건을 새롭게 살펴본 후 출력 전압에 사용되지 않는 점화가 있음을 확인하고 이 여분의 출력 점화를 사용하기 위해 하나의 점화 플러그에 두 번째 중앙 전극을 추가했다. 

현재의 점화 시스템은 하나의 플러그가 스파크를 일으키고 작업이 완료되었기 때문에 네거티브 전압 스파이크를 무시하지만 현대차의 이번 특허는 이 역극성 스파이크를 사용하여 두 번째 스파크를 생성할 수도 있음을 보여준다. 

현대차는 이 과정을 수행하기 위해 점화 플러그의 재설계를 실시했다. 2개의 전극 중 하나는 기존의 양극으로, 2차 코일 권선의 한쪽에 연결됐다. 두 번째 전극은 2차 코일 권선의 다른 쪽 끝에 연결되고 2개의 중앙 전극은 동일한 절연 재료로 캡슐화됐다. 또 둘 다 항상 엔진의 기준 접지 전압에 있는 외부 접지 전극으로 점화되는 방식이다.

하나의 점화 플러그에서 2개의 순차적 스파크를 생성하는 것은 매우 간단한 기술이며 작동을 위한 특수 제어 시스템도 필요하지 않다. 다만 기존과 유일한 차이점은 점화 플러그 상단에 돌출된 2개의 중앙 전극 커넥터가 있다는 것이다.

한편 외신은 현대차의 신규 점화 플러그 관련 특허가 상용화 될 경우 고성능 N 라인업을 통해 가장 먼저 선보이게 될 것으로 전망했다. 

김훈기 기자/[email protected]