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디젤엔진의 배출가스특성
디젤엔진의 배출가스 성분으로는 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 입자상물질(PM : Particulate Matter),그리고 매연(Soot)이 있습니다. 입자상물질은 흑연의 주요 성분인 고체 형태의 탄소분(Solid)과 청백연의 주요성분인 가용성 유기분(SOF)로 나눌 수 있습니다.
이들 배출가스 성분들은 연료의 분사시기 및 당량비 등에 따라 그 배출량이 달라집니다.아래에 직접분사식 엔진에서 연료의 분사시기와 당량비의 변화에 따른 HC,NOx,그리고 PM의 배출량을 간단하게 나타냈습니다.
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부하가 커져 당량비가 증가하면, 고온이 되더라도 과농연료의 연소로 인하여 NO는 감소하고 PM은 증가합니다. 당량비가 작은 저부하 영역에서는 HC와 PM중의 SOF가 증가합니다. NOx를 감소시키기 위해 분사시기를 늦추면,PM은 증가합니다. 이처럼 디젤엔진에서는 NOx와 PM을 동시에 저감시키는 것은 매우 어려운 문제입니다.
일반적으로 NOx는 당량비 1부근의 연소온도가 고온인 영역에서,그리고 매연은 당량비가 높고 온도가 낮은 영역에서 많이 생성됩니다.
연료분무압력을 높이면,연료입자의 미립화와 난류강도의 강화로 NOx는 증가하지만,대폭적으로 PM을 저감시킬 수 있습니다. NOx에 대해서는 연료를 압축행정의 말기에 분사하는, 균일한 혼합기의 예혼합연소방식으로 대폭적인 감소를 기대하고 있습니다. |
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디젤엔진의 성능향상과 배출가스 개선을 위해 디젤엔진도 가솔린엔진에서처럼 전자제어기술을 도입하여 분사과정과 연소과정을 보다 효과적으로 제어하는 방식으로 발전되고 있습니다. |
