1. 개요
현대자동차그룹에서 개발된 배기량 1.4, 1.5, 1.6ℓ의 직렬 4기통 알루미늄 합금 블록 가솔린 엔진. 형식명은 G4F시리즈.2. 상세
- 블록 구조 : 알루미늄 합금, 오픈 데크
- 실린더 스페이싱 (mm) : 85
- 밸브트레인 : 체인 구동 DOHC 16밸브
- 10mm 오프셋 크랭크샤프트
- 엔진제어시스템 : 보쉬[1], 케피코[2]
- 흡배기 역전
회전 시 NVH 특성을 향상시키기 위한 현대 최초로 오프셋 크랭크샤프트로 설계됐다.
2.1. 감마
2.1.1. MPI
1.6 MPI 엔진은 최고출력 121PS, 최대토크 15.6kgf·m로 2006년 아반떼 HD 및 뉴 쎄라토의 발매와 동시에 출시됐다.기존의 알파 VVT 엔진을 대체하며 최적의 효율을 지닌 엔진이라 동급에서 가장 상위의 성능을 냈으며 이로 인해 페이스리프트 되며 감마엔진으로 변경된 기아 뉴 쎄라토의 경우 구형과 성능 차이가 상당하다.
1.6ℓ 엔진의 스트로크를 줄여서 만든 1.4ℓ급(G4FA)도 있었다. 과거 엘란트라 1.6ℓ DOHC에 적용된 1.6ℓ G4CR 엔진과 비슷한 경우다. 애초에 1.6ℓ 엔진이 스퀘어에 가까운 롱 스트로크라 배기량을 줄이는 과정에서 스트로크가 꽤 짧아졌으며, 이는 5,000rpm에서 최대토크가 나오는 보기 드문 고회전형 엔진이다. 이런 특성 때문에 일상 주행에 맞지 않아 엑센트는 1.4ℓ 카파 엔진으로 대체됐다.
아반떼(HD LPi 하이브리드, MD, AD, CN7), 포르테 LPi 하이브리드에 탑재된 LPG 연료 액상분사 방식인 1.6ℓ LPi 엔진(L4FA)도 있다. 출력은 120PS.
남미의 브라질 시장에는 에탄올과 가솔린 연료를 동시에 사용할 수 있는 감마 1.6 FFV (Flex Fuel Vehicle) 엔진도 탑재했다. 코드는 F4FA/F4AC, F4FG로 나뉜다.
2.1.2. GDi
직접 분사 인젝터를 적용하여, 최고출력 140PS, 최대토크 17kgf·m를 뽑아내는 1.6L GDi 사양이 2010년 개최된 베이징 모터쇼에서 발표됐고, 동년 5월 개최된 부산국제모터쇼에서 아반떼 MD가 이 버전을 얹어 발표되어 처음 탑재됐다.2015년 아반떼 AD를 시작으로 실용영역 성능 강화를 위해 최고출력 132PS, 최대토크 16.4kgf·m의 저중속 토크 개선형으로 변경됐다. 이 사양부터 종전의 보쉬 시스템을 독자 EMS로 적용됐다.
타우 엔진에 이어, 미국 워즈오토에서 선정되는 세계 10대 엔진 2011년판에 선정됐다. 그 해 선정된 엔진 중 가장 배기량이 작았다.
2.1.3. T-GDi
2012년에는 벨로스터에 터보차저를 적용하여 204PS, 27kgf·m의 성능을 자랑하는 엔진 다운사이징의 첨병이 될 버전을 공개했다.
7세대 쏘나타, 2세대 K5, 3세대 투싼, 1세대 코나, 셀토스 전기형에도 터보 엔진이 탑재됐는데, 벨로스터 터보, 아반떼 스포츠, K3 GT와는 달리 실용영역 출력을 확보하기 위해 토크 밴드가 저알피엠 영역으로 조정됐고 이에 따라 최고 출력이 177~180PS으로 바뀌게 됐다.[3] 최대 토크는 27kgf·m으로 같다.
여담으로 이 엔진이 현대자동차 배기량 1.6 급 스팩의 엔진 기준, 출력관련 튜닝이 가장 잘 먹히는편이기도 하다. 아반떼 스포츠를 기준으로 잘만 건들이면 300마력 극초반까지 뽑힌다(!) 일반적으로는 200마력 중반~후반정도로 뽑는편.
2.2. 감마-Ⅱ
이전과 달리, 캠캐리어 장착 헤드 구조로 변경됐다.터보 사양들은 통합 배기 매니폴드 헤드로 설계됐다.
2.2.1. MPI
감마-Ⅱ 1.6 MPI 엔진(원동기 형식명 G4FM, 최고출력 123PS, 최대토크 15.7kgf·m)
2017년 10월, 현대기아 파워트레인 컨퍼런스에서 최초로 공개됐다.
2018년 2월, 2세대 K3에 탑재되어 출시됐다. 대외적으로 스마트스트림 G 1.6으로 홍보된다.
각종 마찰 저감기술과 DPFI를 통해 고효율/고연비를 추구한다고 홍보하고 있다.[4] 가솔린 엔진에서는 보기 드물었던 EGR이 장착되며[5], 엔진오일 필터로 캔리스 타입 에코필터를 채택했다.
출시 이후 현대기아 중/소형차 라인업에서 중추적인 역할을 하고 있다.
2.2.2. CVVD T-GDi
2019년 9월 20일 쏘나타 센슈어스를 시작으로 세계 최초로 CVVD(연속 가변 밸브 듀레이션)를 상용화한 T-GDi 버전이 출시됐다. 대외적으로 '스마트스트림 G 1.6T'로 홍보 중이다. 출력은 180마력(쏘나타, K5, 투싼, 스포티지)/198마력(코나 F/L 및 2세대, 셀토스 F/L)/204마력(아반떼 N 라인) 3가지다.2020 워즈오토 세계 10대 엔진에 선정됐으며, 특이하게도(?) 별다른 결함이 없는 것으로 알려졌다. 게다가 터보와 CVVD 기술을 모두 적용시킨 덕분에 출력과 연비가 동시에 상승하여 현대의 신형 엔진으로서는 이례적으로 보배드림 등 자동차 커뮤니티에서 명작으로 평가받고 있다.
2.2.3. T-GDi 하이브리드
2020년에 감마-Ⅱ 1.6 T-GDi 스마트스트림 터보 하이브리드가 나왔으며, 쏘렌토 MQ4 하이브리드에 최초로 적용됐다. 합산 최대 출력 230PS, 합산 최대 토크 35.7kgf·m를 내며, 6단 자동변속기가 탑재된다. 자연흡기는 아니지만, 감마 최초의 가솔린 하이브리드다. 사실상 SUV 기준으로 R 엔진의 수요층을 끌어모으는 중추적인 역할을 맡고 있다.
북미/유럽 수출용은 플러그인 하이브리드도 있다. 합산 최고 출력은 260PS이다.
나중에 출시한 투싼 하이브리드의 경우에는 15.8~16.2km/ℓ로 연비 인증을 받아 세제혜택 기준을 턱걸이로 통과해서 수출용만 4WD가 들어갔지만, 2022년 9월 말 4WD 모델도 조용히 출시됐다.[6]
K8 하이브리드와 그랜저 GN7 하이브리드 모두 기존 K7과 그랜저 HG/IG 하이브리드에 탑재된 2.4ℓ 세타 MPI 하이브리드 엔진을 대체했는데, 연비가 18.0km/ℓ(K8 17인치, 그랜저 18인치 기준)로 대폭 향상됐다.
2023년부터 전기모터 출력을 약간 높여서 합산 235PS/37.4kgf·m의 성능을 발휘하도록 세팅하고 있으나, 카니발 KA4 F/L와 스타리아의 경우 무게가 2.1~2.3톤에 달하는 관계로 전기모터 출력을 높여 합산 출력이 245PS로 10PS가 향상되었다.
3. 형식
| 형식명 | 배기량(cc) | 보어 × 스트로크(mm) | 연료분사방식 및 타이밍 시스템 | 적용차종 |
| G4FA | 1,396 | 77 × 75 | MPI, CVVT | 엑센트(RB), 프라이드(UB) |
| G4FC | 1,591 | 77 × 85.4 | MPI, CVVT | 아반떼(HD), i30(FD), 포르테(TD), 쏘울(AM), 쎄라토(LD) |
| G4FD | GDI, Dual CVVT | 아반떼(MD, AD), i30(GD), K3(YD), 엑센트(RB), 프라이드(UB), 벨로스터(FS), 쏘울(AM, PS) | ||
| G4FG | MPI, Dual CVVT | 엘란트라(MD, AD), i30(GD), k3(YD), 벨로스터(FS), 쏘울(PS) - 일반 수출 모델 | ||
| L4FA | LPI, CVVT | 아반떼(HD), 포르테(TD) LPI HEV, 아반떼 LPI(MD, AD, CN7), 포르테(TD) - 장애인/렌트카 한정 | ||
| G4FJ | T-GDI, Dual CVVT | 벨로스터 터보, 아반떼 스포츠(ADs), i30(PD N-Line), 쏘울 부스터(SK3), K3 GT, 투싼(TL), 코나(OS), 셀토스(SP2), 쏘나타(LF), K5(JF) | ||
| G4FM | 1,598 | 75.6 × 89 | DPFI, Dual CVVT | K3(BD), 아반떼(AD PE, CN7), 베뉴(QX1) |
| G4FP | T-GDI, CVVD | 쏘나타(DN8), K5(DL3), 아반떼 (CN7 N-Line), 스포티지(NQ5), 투싼(NX4), 셀토스(SP2 PE), 코나(OS PE, SX2) | ||
| G4FT | T-GDI, CVVD | 쏘렌토(MQ4 HEV, MQ4 PE HEV), 싼타페(TM PE HEV, MX5 HEV), 스포티지(NQ5 HEV), 투싼(NX4 HEV, NX4 PE HEV), K8(GL3 HEV), 그랜저(GN7 HEV), 카니발(KA4 PE HEV) | ||
| G4FU | T-GDI | 투싼(NX4e) | ||
| G4FL | 1,497 | 75.6 × 83.4 | DPFI | 크레타(SU2), 스타게이저(KS), 셀토스(SP2i, SP2c), 쏘넷(QY) |
| G4FS | T-GDI, CVVD | 미스트라(DU2), 쿠스토(KU) |
4. 논란
4.1. GDi 엔진 오일 감소 이슈
직분사 방식의 감마 엔진을 장착한 2010년 8월부터 출고된 아반떼 MD에서 엔진 오일이 줄어드는 현상이 줄줄이 보고되고 있다. 이전 MPI 방식은 발생되지 않았다.자동차 정비 9호(자칭 1호 홍보) 박병일 명장에 따르면 직분사에 따른 고온 및 실린더 팽창으로 인한 것으로 보인다고 한다. 실린더 벽이 긁히며 흠집이 생기고 이곳으로 엔진 오일이 스며들어 휘발유와 함께 연소되어 없어지는 것으로 추정하고 있다. 현대 세타 엔진과 비슷한 현상이다. 현대자동차 측에서는 아직 이렇다 할 반응을 내놓지 않고 있다.
결국 국토교통부에서 조사에 들어갔으며 결과는 사실상 무상수리로 확정됐다. 추가로 중국에서 투싼과 KX5 각각 40만 377대, 68567대를 리콜하게 되면서 상황이 더욱 심각해졌다.#
GDI 엔진 결함 의혹 보도한 SBS 뉴스
2021년 국내에서 전면적인 리콜이 실시된 세타2 GDi엔진과 다르게 감마 GDi 엔진은 10년 또는 16만 km라는 보증기간 내 차량만 수리해 주는데 여기에 다시 세부 조건을 걸어두고 있다. 센터에서 엔진오일 상태와 오일감소 범위를 정해두고 수리유무를 세부적으로 판단하기 때문에 보증기간을 넘긴 차주들은 교체기준 이상의 오일감소가 발생해도 수리를 받지 못한다. 이 때문에 소비자들의 원성을 사고 있다.#
오일감소는 단순히 엔진오일만 없어지는게 아니라 그 과정에서 촉매라는 비싼 부품을 녹이는 현상이 발생하므로 연식이 오래된 GDi 차량의 차주라면 수시로 엔진오일 상태점검을 하고 문제발생시 하청인 지역 블루헨즈/오토큐보다 광역사업소로 차량을 입고시켜 차량상태를 점검하는게 좋다.
이런 비정상적인 엔진고장에 대한 원인으로, 위에 박명장이 초기 현대 GDi 엔진이 열변형에 취약하기 때문이라는 분석이 있다.#
4.2. 터보 하이브리드 엔진 오일 증가 이슈
2022년 3월에는 1.6T 스마트스트림 터보 하이브리드 탑재 모델에서 오히려 엔진 오일이 늘어나는 증상이 보고됐다. 이번에는 하이브리드의 특성상 엔진이 냉각 상태로 있는 경우가 많아 가솔린이 엔진오일 쪽으로 스며드는 것으로 추측되고 있다.연료가 오일팬에 혼입되어 오일량이 늘어나는 원인은 다양하다. 참조 대표적으로 엔진이 과냉된 상태에서 가솔린이 실린더 내벽에 응축 - 응축된 연료가 실린더 내벽을 타고 오일팬으로 유입 - 엔진오일 증가순으로 이뤄지거나, 압축링 자체가 과다하게 마모되고 불량하여 제기능을 못할 때 혼입되는 가능성이 높다고 한다.
해당 트림을 가장 많이 탑재하고 있는 현대기아에서도 이 증상에 대해 확인했으며 ECU 소프트웨어 업데이트를 통해 문제를 해결할 것이라고 밝혔다.
해당 증상은 1.6T 하이브리드 엔진을 장착한 차종 전체에서 나타나며, 하이브리드는 운전자가 주행 중 엔진 개입을 늘리는 쪽으로 업데이트 된 듯 하다. 어쨌든 업데이트를 받은 차주들 사이에선 더이상 엔진오일 증가가 일어나지 않는다는 것이 중론이라고는 하지만 겨울철까지는 지켜봐야 할 것이다.
22년 9월 기준으로 해당 엔진이 탑재된 쏘렌토 하이브리드의 사용유 엔진오일 성분의 결과가 밝혀졌다. 무상수리 업데이트 전 차량의 엔진오일을 분석했다고 한다.참고 해당 차주는 편도 15분 거리를 거의 시내주행 위주로 출퇴근하는데 주로 차량을 이용하는 가혹 운행 조건에 해당된다.[7]
엔진오일 분석 결과 3500km 주행한 차량의 엔진오일 성분 중 약 14%가 연료 유입에 의한 휘발유 성분인 것으로 밝혀졌으며 섭씨 100도일 때 동점도가 약 30% 감소한 것으로 분석됐다.[8] 향후 ECU 업데이트 후 동일 주행 조건으로 오일 성분 비교를 하게 된다면 비교 분석이 가능할 것으로 보인다.
제조사는 ECU 업데이트로 해결됐다고 보고 있으나, 개선 차량에서도 여전히 오일 증가 이슈가 보고되고 있다. ECU 업데이트로 인해 엔진 가동시간이 늘어나면서 연비마저 떨어졌다는 얘기도 있다.
5. 적용 차종
5.1. 현대자동차
5.2. 기아
- 뉴 세라토
- 포르테
- 프라이드
- K3[13]
- K4(2014)
- K4 (CL4)
- K5[14]
- 쏘울[15]
- 씨드
- 벤가
- K2
- 쏘넷
- KX3
- 셀토스
- 스포티지[16]
- 쏘렌토 하이브리드[17]
- K8 하이브리드[18]
- 카니발 하이브리드[19]
6. 둘러보기
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| 구분 | 가솔린 | LPG | 디젤 | CNG | |
| <colbgcolor=#003c83> 3기통 | 카파(1.0L), 입실론 | D(1.5L), U(1.1/1.2L) | - | ||
| 4기통 | 입실론, 카파, 알파, 감마, 베타, 누우, 세타, 오리온, 새턴, 시리우스 | 입실론, 감마, 베타, 누우, 세타, 새턴, 오리온, 시리우스 | U, NEW-U, R, F, D, T, W, 4.108·4.236, A | - | |
| 6기통 | 람다, 델타·뮤, 사이클론 V6·시그마, 쾰른 V6 | 람다, 델타·뮤, 사이클론 V6·시그마 | R(3.0L), S, G, H, L(파워텍), D6B, Q, OM906, T6.3544 | G, Q | |
| 8기통 | 타우, 오메가 | - | D8A | - | |
| 기아 | |||||
| 3기통 | CD형 | - | |||
| 4기통 | B형, C형, 마쓰다 F형, MI-TECH, T8D | 마쓰다 F형, T8D | R형, 퍼킨스, J | - | |
| 6기통 | J형, KV6 | KV6 | 퍼킨스, H형, M형 | H형 | |
| 8기통 | - | 히노 F형 | - | ||
| 갈색 글씨 - 선진국 시장에서 단종한 엔진 | |||||
[1] 제조원은 케피코[2] 아반떼(AD) 이후, 감마-Ⅱ 전 사양[3] 단순히 출력이 낮아졌다고 디튠이라고 할 수 없다. 최대 토크는 같은 상황에서 최고 출력이 낮아졌다는 말은 토크 밴드를 저알피엠 영역으로 내렸다는 의미이다. 반대로 204PS인 현재 T-GDi 엔진의 출력을 더 높게 뽑을 수도 있다. 최대 토크가 레드존 직전인 6500rpm에서 나온다면 가능하다. 물론 실용성은 최악이겠지만.[4] 출력상승이 아닌 효율에 초점을 맞추고 개발되어, 출력은 기존 감마 MPI와 비슷한 수준이나, 연비가 상당히 좋아졌다. 감마 GDi와 비교하면 제원상의 출력 하락 폭은 크지만 기존에 GDi 엔진에 매칭되던 변속기의 효율이 떨어졌기 때문에 결과적으로 휠마력(구동륜에 전달되는 출력)은 비슷한 수준이다. 감마 GDi의 휠마력은 아반떼 MD가 약 106마력(제원상 140마력), 아반떼 AD가 약 110.4마력(제원상 132마력)이며, 감마-Ⅱ MPI의 휠마력은 올 뉴 K3가 약 109.4마력, 아반떼 CN7이 약 109.6마력(모두 제원상 123마력)이다.[5] 이 역시 효율 위주 설계의 일환으로, 가솔린 엔진의 EGR은 디젤 엔진의 EGR과는 달리 배출가스 저감보다는 효율 향상이 주목적이다.[6] 연비는 17,18인치 - 15.3km/ℓ, 19인치 - 15.1km/ℓ[7] 스마트스트림 세대로 발전하면서 하이브리드 시스템도 엔진의 개입이 줄어들고 EV 모드가 확대된 것이 특징이다. 시내 주행은 정체길 주행이 아닌 가다 서다 반복하는 주행일 가능성이 높은데 해당 조건으로 감마 터보 하이브리드 엔진이 적용된 차량을 운전해보면 엔진이 수시로 On-Off 된다. 그로 인해 연료 성분이 흘러 내려가 엔진오일에 섞이는 것으로 보인다.[8] R 엔진을 탑재한 쏘렌토와 비교해도 점도저하가 매우 크다.[9] HD 1.6 MPI / MD~ AD 1.6 GDi / AD~CN7 1.6 MPI / AD Sport~CN7 N-Line 1.6 T-GDi[10] LF&뉴라이즈 1.6T(감마 T-GDi), DN8 Sensuous 1.6T(감마-Ⅱ CVVD T-GDi)[11] GN7 하이브리드, 1.6T HEV[12] 같은 플랫폼을 쓰는 스토닉은 카파 엔진을 이용하며, 베뉴는 인도 수출용에 카파 엔진을 적용한다.[13] YD ~ BD 1.6 MPi, BD GT 1.6T[14] JF 1.6T ~ DL3 1.6T[15] AM ~ PS 1.6 MPi, SK3 1.6T[16] NQ5 1.6T, 1.6T HEV[17] MQ4 하이브리드, 1.6T HEV[18] GL3 하이브리드, 1.6T HEV[19] KA4 하이브리드, 1.6T HEV