| 현대 세타 엔진 Hyundai Theta Engine | |
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| <colbgcolor=#002e6b> 개발 및 생산 | 현대자동차 |
| 생산년도 | 2004년 ~ 현재 |
| 구성 | 직렬 4기통(I4) 1.8L, 2.0L, 2.3L, 2.4L(~세타-Ⅱ), 2.5L |
| 흡기 방식 | 자연흡기 싱글터보 |
| 연료 | 가솔린 혹은 LPG |
1. 개요
현대자동차그룹에서 미쓰비시 자동차에 로열티를 주며 사용하던 미쓰비시 시리우스 엔진을 대체하기 위해 자체적으로 개발하여 2004년에 처음 출시한 엔진군이다. 형식명은 G4K계.배기량 1.8, 2.0, 2.4, 2.5L의 직렬 4기통 가솔린 엔진이며 MPI, GDi, LPi는 물론이고 과급이나 앳킨슨 사이클도 있는 등 여러모로 활용도가 높다. 2023년 말에는 LPG 터보(T-LPDi)도 추가됐다.
2. 상세
- 블록 구조 : 알루미늄 합금, 오픈 데크
- 실린더 스페이싱 (mm) : 96
- 밸브트레인 : 체인 구동 DOHC 16밸브
- 엔진제어시스템 : 콘티넨탈(現 비테스코) SIM2K → SIM3K
현대자동차그룹의 파워트레인 자체개발 성과를 상징하는 엔진으로, 최초의 독자개발 엔진인 알파 엔진과 함께 대한민국 자동차 역사에 한 획을 그었다. 벨로스터 N WTCR, i30N TCR, i20 WRC 등에 탑재되어 모터 스포츠에서 활약 중이다.
이전에도 이와 비슷하거나 좋은 성능을 가지고 있는 자연흡기 엔진들은 존재했으나, 점차 강화되는 배출가스 규제에 미달하여 대부분 고급 휘발유(하이옥탄) 사양으로 변경되는 추세였다.
타사로부터 기술 이전료를 받은 현대의 유일한 엔진이다. 2003년에 현대자동차는 미쓰비시, 크라이슬러와 함께 GEMA라는 법인을 세웠고, 이 법인을 통해 크라이슬러와 미쓰비시에서 이 엔진을 기반으로 새로운 엔진을 개발하게 되는데, 그게 바로 각각 월드/타이거샤크 엔진[1]과 4B1 엔진[2]이다.
계보는 세타→세타-Ⅱ→세타-Ⅱ 개선→세타-Ⅲ로 이어진다.
여러모로 현대자동차에 큰 변화를 갖다준 엔진. 이 엔진이 탑재된 모델들의 대성공으로 현대자동차가 세계적인 브랜드의 반열에 올라가는데 큰 도움을 줬다. 다만, 정작 결함으로 홍역을 크게 치러 평판이 떨어지기도 했다.[3] 하지만 같은 블록을 사용한 해외 메이커들은 별말 없는거 보면, 품질과 완성도의 차이인 듯.
3. 사건 사고 및 비판
4. 자연흡기 모델
4.1. 제원
| 세대 | 세타 | 세타-Ⅱ | 스마트스트림(세타-Ⅲ) | |||||
| 형식명 | G4KB | G4KA | G4KC | G4KD | G4KE | G4KJ | G4KM | G4KN |
| 배기량(cc) | 1,798 | 1,998 | 2,359 | 1,998 | 2,359 | 2,497 | ||
| 보어 × 스트로크(mm) | 86 × 77.4 | 86 × 86 | 88 × 97 | 86 × 86 | 88 × 97 | 88.5 × 101.5 | ||
| 압축비 | 10.5:1 | 11.3:1 | 10.5:1 | 13:1 | ||||
| 출력(PS/rpm) | 133/6,000 | 144/6,000 → 151/6,000 | 166/5,800 | 165/6,200 | 179/6,000 | 201/6,300 → 190/6,000 | 183/6,000 | 198/6,100 |
| 토크(kgf·m/rpm) | 17.2/4,250 | 19.1/4,000 | 23.0/4,250 | 20.1/4,500 | 23.5/4,000 | 25.5/4,250 → 24.6/4,000 | 23.7/4,000 | 25.3/4,000 |
| 건조중량(kg) | 134 | 146 | ||||||
| 비고 | MPi, VVT | MPi, D/CVVT, VIS | GDi, D/CVVT, VIS | MPi, D/CVVT, VIS, EGR, HLA | MPi + GDi, e-CVVT, VIS, EGR, HLA | |||
4.2. 상세
형식명 G4K 시리즈이다. 흡배기 역전구조를 선택하여 흡배기 효율이 향상되고 엔진의 장착 위치가 낮아졌다.2007년 배기캠에도 가변 밸브 타이밍을 달고 가변흡기 기구를 장착하여 세타-Ⅱ(LPi 제외)로 거듭났으며 2.0L 사양의 최대 165PS / 6,200rpm, 20.2kgf·m / 4,600rpm의 성능을 냈는데 이는 일반 휘발유를 사용하는 양산형 자연흡기 2L 엔진으로는 높은 성능이며 가솔린 직분사를 얹었을 때는 2.4L 기준으로 일반 휘발유 기준으로도 최대 201PS / 6,300rpm, 25.5 kgf·m / 4,250rpm의 성능을 발휘한다. 토크-rpm 곡선도 자연흡기 주제에 상당히 플랫하므로 경쟁사들의 실용영역드립에도 별 피해를 입지 않는다.
2012년부터 2.0L 자연흡기 라인업은 비싼 생산 단가로 인해 상대적으로 저렴한 누우 엔진으로 대체됐고, 누우 엔진에 CVVL 혹은 직접분사를 달고 나온다. 세타 엔진은 더 이상 2L 자연흡기는 생산되지 않으며 2.0T나 2.4/2.5L GDi 같은 고급형 라인업에만 사용되고 있다. 즉, 과거 시리우스 - 베타엔진때처럼 이원화한다.
이후 2019년에 스마트스트림 G2.5 GDi도 공개됐는데, 198PS를 내며 최대 토크 25.3kgf·m를 낸다.[A] 이 엔진은 K7 프리미어에 최초로 탑재됐다.
5. 과급기(터보차저) 모델
5.1. 제원
| 세대 | 세타-Ⅱ | 스마트 스트림(세타-Ⅲ) | |||||||
| 형식명 | G4KF | G4KH | G4KH 개선형(N) | G4KH 개선형 | G4KL | G4KP | G4KR | L4KC | |
| 배기량(cc) | 1,998 | 2,497 | 2,469 | ||||||
| 보어 × 스트로크(mm) | 86 × 86 | 88.5 × 101.5 | 88 × 101.5 | ||||||
| 압축비 | 9.5:1 | 9.0:1 | 9.5:1 | 10.0:1 | 10.5:1 | ||||
| 출력(PS/rpm)[B] | 210/6,000 | 260(275)/6,000 | 271[6]/6,000 | 275/6,000 | 245[7]/6,000 | (255)/6,200 | (290[8])/5,800 | (304)/5,800 | 138~159/3,800 |
| 토크 (kgf·m/rpm)[B][10] | 30.5/2,000 | 36.0(38.0)/2,000 | 37.2/1,750 | 36.0/1,450 | 36.0/1,350 | (36.0)/1,400 | (43.0)/1,650 | 26.0~30.0/1,250 | |
| 건조중량 (kg) | |||||||||
| 비고 | MHI TD04-13T[11]-MPi | MHI TD04-19T[12]-MPi | MHI TD04-19T-GDi | MHI TD04-19T-GDi | MHI TD04-13T[13]-GDi | Garrett 853073-0003[14]-GDi | ?-MPi + GDi, EGR | LPDi, EGR | |
5.2. 상세
현대 제네시스 쿠페 전용으로, 미쓰비시 중공업의 TD04-13T 싱글스크롤 터보차저를 장착하여 최대 210PS / 6,000rpm, 30.5kgf·m / 2,000rpm의 성능을 내는 세타-Ⅱ TCI가 있다. 2011년부터 TD04-19T 트윈스크롤 터보차저와 고급 휘발유 사용시 1.3bar의 과급압을 가지는 것으로 변경되어 최대 275PS / 6,000rpm, 38kgf·m / 2,000~4,500rpm의 성능을 발휘했다. 일반휘발유를 사용하면 최대 부스트 1bar 및 최대 260PS, 36kgf·m.직접분사를 얹고 터보차저를 계양정밀에서 라이선스 생산하는 미쓰비시 중공업 TD04-19T 트윈스크롤 터보차저[15]로 바꾸어 일반 휘발유로 261~271PS/6,000rpm, 37.2kgf·m / 1,800~4,500rpm, 시내 9.4km/L, 고속도로 14.5km/L를 뿜어내는 엔진 다운사이징 버전이 2010년 뉴욕 모터쇼에서 발표됐다. 현대 쏘나타, 기아 K5, 기아 스포티지에 얹었으며, 자연흡기와 같이 평생보증 대상이다.
LF 쏘나타, 2세대 K5는 보다 정밀한 제어를 위해 흡기 측의 가변 밸브 타이밍 기구가 유압식에서 전자식으로 바뀌었으며, 실용영역 토크와 연비 및 응답성의 향상을 위해 역시 계양정밀에서 라이선스 생산하는 보다 작은 미쓰비시 TD04L6-13WDT 트윈 스크롤 터보차저와 조합되어 245ps/6,000rpm, 36kgf·m / 1,350~4,000rpm으로 디튠됐다. SUV는 235마력, 스팅어, G70은 250~255마력, N은 265~280마력을 낸다.
2019년 10월 부로 스마트스트림 G2.5 T-GDi 제원도 공개됐는데, 후륜구동용을 우선 출시했다. 수랭식 인터쿨러를 사용하여 출력은 304마력, 최대 토크 43kgf·m를 낸다.[A] 이 엔진은 G80에 최초로 탑재됐으며, GV70, GV80과 스팅어 F/L에도 적용됐다. 전륜구동용은 2020년 11월 2일에 쏘렌토 및 싼타페를 통해 첫 선을 보였으며, 쏘나타 N라인에도 장착됐다. 출력은 281마력(싼타페, 쏘렌토) ~ 290마력(쏘나타)이다.
2023년 11월부터 2.5L T-LPDi 사양의 L4KC가 포터Ⅱ 및 봉고Ⅲ에 탑재되기 시작했다. 트럭 본연에 맞게 출력은 138마력(수동)/159마력(자동)을 내며, 디젤과 비슷하게 저속 토크 위주로 설정됐다.
2025년부터 세타-Ⅲ 2.5T를 기반으로 한 하이브리드 엔진이 양산되어 현대 팰리세이드 LX3를 시작으로 기아 텔루라이드 LQ2에 탑재될 예정이다. 대략 300마력대를 발휘한다.
6. 적용차종
6.1. 세타
6.2. 세타-II
6.3. 스마트스트림
7. 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, NEW-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 | - | F형 | - | ||
| 갈색 글씨 - 선진국 시장에서 단종한 엔진 | |||||
[1] 현재는 FCA GME-T4로 대체되는 추세다.[2] 특히 미쓰비시가 이 엔진을 썼다는 것은 꽤 이슈가 됐는데, 미쓰비시가 과거 현대에게 기술을 가르쳐 주는 입장이었던 것을 생각하면 미쓰비시가 반대로 현대한테서 받은 엔진을 기반으로 사용했다. 이를 의식했는지 당시 미쓰비시의 설계자들은 세부 설계와 사양의 차이를 근거로 현대 세타 엔진과 별개라고 강조하기도 했다. #[3] 북미에서도 세타-Ⅱ 2.4L 엔진은 문제가 많은 엔진으로 유명하다.[A] 앳킨슨 사이클, 듀얼포트 분사 등이 적용됐다고 한다. 그리고 일반 시내 주행과 같은 저, 중속 영역에서는 MPI 인젝터를, 고속도로나 자동차전용도로같은 고속 영역에서는 GDi 인젝터를 사용하며 운전 조건에 따라 최적의 연료를 분사한다.[B] 괄호는 RON 96 이상의 고급유 사용 시[6] SUV 장착 시는 261PS[7] SUV 장착 시는 235PS[8] SUV 장착 시는 281PS[B] [10] 플랫토크 범위는 생략.[11] TD04L-04H*13tK3s. 싱글 스크롤, 저널 베어링 터빈[12] TD04HL4s-19tK3s. 트윈 스크롤, 저널 베어링 터빈[13] TD04L6-13WDT. 트윈 스크롤, 저널 베어링 터빈. 모비스품번 28231-2GTB1[14] 트윈 스크롤, 볼 베어링 터빈. 모비스 품번 28231-2CTA2[15] 과급압은 최대 17.4psi(1.2 bar)이다. 전자식 웨이스트게이트 액츄에이터가 장착됐고 하우징은 배기 매니폴드와 일체형이다. 응답성을 향상시키기 위해 터빈휠의 날개가 기존의 12개에서 11개로 줄었다.[A]