자동차용 대체연료(Alternative Fuel)

장미와 핸들/지구사랑 2002. 5. 12. 18:13
 가솔린이나 경유 대신에 자동차에 사용할 수 있는 대체연료는 경제적인 측면에서 연구되기 시작했지만, 현재에는 배출가스 측면에서 더 중시되고 있습니다. 아래 그림은 여러 가지 연료들의 유해가스 배출량의 비교를 나타낸 것입니다. 그림에서 RFG(Reformulated Gasoline)은 유해물질을 덜 배출하도록 조성성분을 일부 변경한 개질가솔린을 말합니다.
      
  이 비교에서 유의할 점은 그림 속의 숫자가 규제를 받고 있는 자동차 배출가스(HC, CO, NOx, PM) 각각에 걸쳐 동일한 비율이 적용되는 것은 아닙니다. 연료에 따라서, 또 적용되는 기술에 따라서, 어떤 유해가스는 상대적으로 가솔린보다 더 많이 배출될 수도 있습니다. 위에 제시된 숫자는, 연료의 특성에 맞게 효율적으로 개발된 차량에 있어서, 모든 유해배출가스의 양을 통틀어서 말할 때 일반적으로 적용되는 비율을 의미합니다.
  이들 대체연료들의 특성을 아래 표에 간단하게 소개합니다. 가솔린 대비 열량에서 비교적 우수한 편인 LPG는 국내에서도 많이 사용되고 있는 연료이며, CNG는 국내에서도 일부 대형버스에 적용되고 있습니다. 한편, 알코올 성분이 85%정도인 E85나 M85는 국내에서는 연구개발 측면에서만 적용되었고, 실제로 운용된 적은 없었습니다. 이들 알코올 연료에는 알코올 성분이 들어 있는 관계로 발암물질의 하나인 포름알데히드가 상대적으로 많이 배출되는 특성이 있습니다.


CNG

에탄올(E85)

LNG

LPG

메탄올(M85)

화학식

CH4

CH3CH2OH

CH4

C3H8

CH3OH

기본
구성물질

메탄

에탄올85%
+
가솔린15%

메탄

프로판
부탄

메탄올85%
+
가솔린15%

제조 원료

지하 매장

옥수수,곡물 등 농작물

지하 매장

석유정제
부산물,
천연가스

천연가스,
석탄,
바이오매스

가솔린
대비
열량

3.94 : 1
or
25% at
3000 psi

1.42 : 1
or
70%

1.55 : 1
or
66%

1.36 : 1
or
74%

1.75 : 1
or
57%

연료 상태

가스

액체

액체

액체

액체

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교통 흐름을 원활하게 하는 것도 대기오염 방지 대책

장미와 핸들/지구사랑 2002. 4. 13. 20:06
도로를 주행하다가 신호등에 걸렸거나 잠시 간단한 용무를 처리하기 위해서 정차하게 될 때, 아직은 시동을 끄는 일이 습관화되어 있지 않습니다. 일반적으로 시동을 걸 때 연료소모가 많다는 인식이 있어서 시동을 껐다가 재시동을 거는 것에 거부감이 있지만, 사실 엔진이 난기된 후에는 재시동을 건다고 할지라도 추가되는 연료의 양은 많지 않습니다. 그냥 엔진을 공회전상태로 방치해놓았을 때 불필요하게 소모되는 연료에 비하면 단연코 적은 양이라고 할 수 있습니다. 연료소모도 문제지만, 그때 배출되는 유해가스도 무시할 수 없습니다. 운전자들이 환경을 생각하는 운전을 해야 하는 이유가 여기에 있습니다.
    일본에서 연구된 결과에 의하면 교통 흐름도 유해가스의 배출량에 큰 영향을 미친다고 합니다. 아래 그림은 시속 40km/h를 기준으로 하였을 때, 도로의 평균 주행속도와 질소산화물의 배출량과의 관계를 나타낸 것입니다. 특정 교통 흐름에 따라 엔진이 작동되는 조건이 달라지는데, 엔진의 작동조건에 따라 엔진에서 생성,배출되는 유해가스의 양이 달라지고, 또 배기가스의 온도도 달라져서 삼원촉매의 효율이 영향을 받기 때문입니다.
                 
   위 그림에서 보면 도로를 주행하는 차량의 평균속도가 시속 60~70km/h의 범위에 있을 때가 질소산화물의 배출이 가장 적은 것을 알 수 있습니다. 특히, 평균속도가 30km/h이하일 경우에는 매우 많은 양의 질소산화물이 배출되고 있다는 것을 유의해야 합니다. 그런 점에서, 교통 흐름에 미치는 영향이 커서 앞으로 서울 시내에서 열리게 되는 마라톤대회를 통제하겠다는 경찰당국의 방침이 대기오염 방지 측면에서도 바람직한 방향임을 확인할 수 있습니다.
   또, 아래 그림은 평균속도가 30km/h이하일 때의 이산화탄소(2000cc 승용차 대상)와 질소산화물(2톤 트럭 대상)의 배출 정도를 시속 10km/h일 때를 기준으로 하여 작성한 그림입니다. 이산화탄소의 배출량은 연료소모와 직접적인 관계가 있으므로, 평균속도가 10km/h인 도로에서 평균속도가 20km/h가 되도록 교통정책을 수립한다면, 연료소모도 40%정도를 저감할 수 있다는 이야기입니다.
                  
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자동차와 관련된 대기오염 용어

장미와 핸들/지구사랑 2002. 3. 17. 18:20
    우리가 생활의 편리함 때문에 아무런 망설임 없이 행하는 작은 행위로도 대기오염이 심각해질 수 있습니다. 자동차의 댓수가 많아지다보니 예전에는 그다지 크게 문제되지 않았던 것도 이제는 전 세계적인 환경 이슈가 되고 있습니다. 대표적인 예가 바로 공회전 방치와 자동차 에어컨용 냉매입니다. 어둡고 밀폐된 지하 주차공간에서 공회전 상태로 차량을 방치해 놓고 다른 일을 한 적이 있습니까? 밀폐된 공간에서 공회전 상태로 차량을 방치하는 것이 얼마나 해로운 일인지 경험해보신 분들은 알 것입니다. 자동차 에어컨용 냉매로 사용되던  CFC가 불소가 들어가 있지 않은 대체 냉매로 변경된 것은, 불소가 너무 안정적인 화합물이어서 잘 분해되지 않고 이것이 계속 대기 중에 남아 오존층을 파괴하는 데에 일조한다는 것이 알려진 다음의 일입니다. 아래에 자동차 관련된 것으로 대기오염분야에서 사용되고 있는 용어들을 간단하게 정리해 놓았습니다.

용       어

설       명

스모그
(Smog)

연기(Smoke)와 안개(Fog)의 합성어로 기온, 퐁향, 풍속에 따라 국한된 지역에서 오염물질의 농도가 높아져 안개를 형성하는 것.

광화학 스모그
(Photo-Chemical Smog)

오존 등 강한 산화물질이 확산되지 못하고 지역적으로 정체되어 일으키는 대기 오염 현상

입자상 물질
(Particulate Matters)

공기 중에서 발견되는 액체나 고체상의 입자. 매연입자나 연기입자는 크기가 큰 입자상 물질에 속함.

PM-10

입자상 물질이 호흡기질환을 유발하는 등 인체에 해롭기 때문에 이를 제한할 목적의 규제에서 설정된 용어로, 그 직경이 10미크론 이하인 입자들을 말함.

오존
(Ozone)

자동차에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소가 대기 중에서 강한 자외선(태양)과 반응하여 생성.
성층권의 상부에 있는 오존층은 태양으로부터의 자외선을 막아주는 역할을 하지만, 지표면 근처에서는 호흡기질환을 유발.

산성비
(Acid Rain)

오염물질 배출원에서 배출된 아황산가스나 질소산화물 등 산성을 가지는 오염물질이 녹아 들어있는 비. 산도로는 pH < 5.6

온실효과
 (Greenhouse Effect)

탄산가스(CO2), 메탄, 염화불화탄소 등의 미량가스에 의해, 태양광선은 투과되고, 지표면에서 대기로 다시 방사되는 적외선은 흡수되어 지구의 온도 상승이 유발되는 현상.

아황산가스
(Sulfur Oxides)

연료 중에 포함된 황에서 발생하는 것으로 대기 중에서는 인간의 호흡기질환에 관계된다.

CFC

염화불화탄소. 스프레이의 분무가스, 냉장고나 에어컨의 냉매로 사용되었으나, 온실효과 때문에 현재는 대체제로 교환되었다.

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경유자동차의 배출가스 저감을 위한 3박자

장미와 핸들/지구사랑 2002. 2. 17. 16:40
경유(디젤:Diesel) 엔진은 가솔린 엔진에 비해 연료의 소모가 적고 또한 엔진의 내구성이 우수하며, 저속에서의 토오크 특성이 양호하여 대형버스나 트럭 등에 광범위하게 사용되고 있습니다. 근래에 들어 축적된 엔진 기술을 바탕으로 한 유럽의 경유자동차 확장은 지구온난화가스 저감 추진계획(CO2 Reduction Agreement)과 맞물려 자동차업계의 큰 흐름이 되고 있습니다.
    그러나, 경유 자동차는 아직까지 질소산화물과 입자상물질의 저감이라는 기술적 과제가 부담으로 남아있고, 그런 측면에서 우리나라의 환경부도 CNG버스의 확대를 적극적으로 추진하고 있습니다. 아래 그림은 미국에서 수행된 시험결과로서 경유버스와 CNG버스의 유해가스 배출량을 비교한 것입니다. CNG버스가 탄화수소의 배출이 더 많아지지만, 다른 유해가스에 대해서는 경유버스에 비해 더 적게 배출함을 알 수 있습니다. 바로 이런 특징 때문에 환경부가 CNG버스의 확대에 노력하고 있는 것이겠지요.
     
   하지만, 경유엔진의 생산에 적합하게 되어 있는 기존 자동차 생산라인과 인프라를 모두 CNG로 교체하는 것은 불가능하므로, 경유엔진의 배출가스 저감 기술을 지속적으로 발전시키는 것이 필요합니다. 경유엔진의 배출가스를 저감하는 기술은 아래 표와 같이 크게 3가지로 구분할 수 있습니다. 경유엔진으로부터 배출되는 유해가스를 획기적으로 줄이기 것은, 저유황 경유를 연료로 하고 엔진기술과 후처리 장치 기술이 효과적으로 결합되는 형태로, 다시 말하여 3박자가 맞아야 한다는 것입니다.,

기술 구분

세부 기술

영향도

NOx

PM

엔진

연소실 개선

●

●

Turbo-charger Intercooler

●

4밸브화

●

전자 제어 고압 분사

●

●

Multi-Stage Injection

●

●

배기가스재순환

●

후처리

De-NOx 촉매

●

디젤산화촉매

●

Diesel Particulate Filter

●

연료

저유황 경유

●

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자동차의 연비와 환경

장미와 핸들/지구사랑 2002. 1. 20. 20:28
자동차의 댓수가 증가함에 따라 자동차의 배출가스에 의한 대기 오염이 심각한 지경에 이르렀습니다. 우리나라에서도 1990년대 들어서 날로 심각해지는 자동차 배출가스를 일정 범위 내로 묶어두기 위하여 법규적인 규제를 통한 대기 오염의 개선을 꾀하고 있지만, 증가해가는 자동차 댓수를 따라 잡지 못하고 있습니다. 물론, 가솔린 자동차에 대한 배출가스 규제는 세계에서 2~3번째로 엄격한 규제를 시행할 예정으로 있지만(2002년 7월 이후 기준), 대도시 대기 오염의 대부분을 차지하고 있는 경유자동차에 대한 관리는 경유자동차가 차지하는 산업적인 영향도 때문에 그렇게 엄격하지 못한 실정입니다. 그런 상황에서 역사적으로 경유자동차에 인센티브를 주고 있는 유럽에서 경유자동차의 판매가 승용자동차로까지 확대되자, 이것이 세계적인 추세인 마냥 제작사에서 주장하고 있고, 또 매스컴은 이를 여과없이 그대로 확산시키면서, 경유자동차의 확대를 묵인할 수 없는 환경부와 대립점에 서 있습니다.
    일반적으로 큰 배기량의 엔진은 연료의 소모가 많습니다. 배기량이 크므로 당연히 많은 양의 공기를 흡입할 수 있고, 또 흡입된 공기를 가지고 연소시킬 수 있는 연료의 양도 많아지기 때문입니다. 그런데, 연료 소모가 많다는 것은 그만큼 연소생성물인 이산화탄소의 발생도 많아지는 것입니다. 이산화탄소는 온실효과를 일으키는 "지구 온난화 가스"로 잘 알려져 있습니다. 그러므로 큰 배기량의 차량들은 작은 배기량의 차량들에 비해 지구 온난화를 더 많이 촉진하고 있는 것입니다. 또, 배출가스 규제로 제한받는 성분 중에 탄화수소(HC)가 있는데, 이것은 일반적으로 그 배출량이 배기량에 비례하는 것으로 알려져 있습니다. 배출되는 탄화수소는 연료 중에 연소되지 않은 것이므로 탄화수소의 배출이 많은 것은 그만큼 연료 소모가 많다는 것입니다.
    따라서 연료소모가 적은 차, 즉 연비가 좋은 차를 타는 것이 환경을 보호하는 길입니다. 자동차 엔진으로 연료를 공급하였을 때, 그 공급된 연료가 가지고 있던 화학적 에너지가 어떻게 변환되는가를 아래 그림에 나타냈습니다.
             
   일반적으로 100이라는 에너지를 연료 형태로 공급했을 때, 우리가 엔진을 통하여 사용하는 에너지는 약 15정도 됩니다. 이것은 엔진의 보기류를 구동하는 것(2.2)과 구동바퀴에 전달되는 것(12.6)을 합한 것입니다. 구동바퀴에 전달되는 12.6도 공기저항이나 노면저항으로 6.8정도가 손실되고 실제로 가속에 사용되는 것은 5.8에 지나지 않습니다. 속도를 줄이기 위해서 제동장치를 사용하게 되면, 이 5.8도 제동에 의해서 마찰열로 손실됩니다. 이것을 보면 아직도 개선의 여지가 많아 보입니다.
   에너지의 손실을 줄이는 것은 곧 연료의 소모를 줄이는 것입니다. 연료 소모를 줄이는 것은 환경을 보호하는 것입니다. 쓸데없는 공회전을 줄이는 것만으로도 지구 환경은 개선될 수 있습니다.
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자동차회사별 오존생성가스및 CO2 배출 순위

장미와 핸들/지구사랑 2001. 12. 16. 20:23
 1998년에 미국에 100,000대 이상의 자동차를 판매한 회사들의 배출가스 평균을 조사한 것입니다. 승용차와 소형화물차로 구분하였고, SUV나 픽업, 그리고 밴은 소형화물차에 포함된 결과입니다. 우선 오존생성가스 배출량은 탄화수소(HC)와 질소산화물(NOx)의 배출량을 합한 것이고, CO2는 지구 온난화 가스로 주목받고 있는 것입니다.
    먼저, 오존생성가스의 배출량(gram/mile)으로, 판매차량 1대당 평균 배출량을 보입니다.
                 
   승용차의 판매가 없는 일본의 ISUZU가 오존생성가스를 가장 많이 배출하는 차량을 생산하는 회사가 되었고, 그 다음을 미국의 Big3가 차례대로 차지하고 있습니다. 기술의 대명사라는 일본의 HONDA가 오존생성가스를 가장 적게 배출하는 차량을 생산하는 회사입니다. 소위 GREEN COMPANY입니다. 배기량이 큰 차량을 많이 판매하고 있는 미국의 자동차회사들보다는 유럽이나 일본의 자동차회사들이 오존생성가스를 적게 배출하는 차량을 판매하고 있습니다. 또한, 미니밴, SUV가 포함되어 있는 소형화물차가 승용차보다 더 많은 오존생성가스를 배출한다는 점을 눈여겨 볼 필요가 있습니다.
    다음은 지구 온난화 가스인 이산화탄소의 배출량으로, 판매 차량 1대당 평균 배출량(gram/mile)입니다. 대형차의 비율이 높은 미국의 BIG3가 이산화탄소의 배출에 있어서도 상위에 올라 있습니다. 이산화탄소는 연비와 직접적인 관계가 있는 것으로 이산화탄소의 배출이 많다는 것은 동일한 거리를 주행하는 데에 더 많은 연료가 소모된다는 것을 말합니다.
                         
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일본 동경의 Say NO! to Diesel Vehicle 캠페인

장미와 핸들/지구사랑 2001. 11. 18. 20:12
 일본 동경에서는 1999년 하반기부터, 대도시의 대기오염에 심각한 영향을 미치고 있는 디젤 자동차의 사용을 줄이자는 취지로, Say NO! to Diesel Vehicle 캠페인을 벌이고 있습니다. 말 그대로 디젤 자동차는 안된다는 이야기입니다. 이렇게 강하게 디젤 자동차를 축출(?)하려고 하는 데에는 '2002년 월드컵'이 한 가지 이유가 되지만, 그 덕분에 우리는 우리나라와 유사한 환경에서 발 빠르게 치고 나가는 일본의 꽁무니만 쳐다보고 있게 되었습니다.
   먼저, 동경에서 캠페인을 시작하면서 제안하고 있는 5대 제안을 살펴보면,

제안 1

동경지역 내에서는 디젤 승용차를 타지 말고, 사거나 팔지도 맙시다.

제안 2

디젤 상용차를 가솔린이나 다른 대체연료차로 변경합시다.

제안 3

배출가스 정화장치를 개발하여 이의 사용을 의무화합시다.

제안 4

가솔린 보다 싸게 되어 있는 경유의 가격을 시정합시다.

제안 5

2007년 규제를 만족할 수 있는 기술의 개발을 촉진시키고 규제의 도입도 앞당깁시다.

   제안 내용을 보면, 우리나라에서는 모 자동차 제작사의 전략사업이 되어 버린 디젤 승용차를 타지도 말자고 하고 있습니다. 도심지 내를 순회하는 용도로 많이 사용되는 소형 디젤 상용차의 연료를 바꾸자고도 하고 있습니다. 이것만 보더라도 동경에서의 디젤 자동차에 대한 생각이 우리보다 훨씬 더 급진적인 것을 알 수 있습니다. 일본이 우리나라보다 엔진 기술이나 배출가스 정화기술이 뒤떨어져서 우리나라 디젤 차량보다 특별하게 많은 오염물질을 배출하고 다니는 것은 아닐 것입니다. 그런데도, 그렇게 디젤 자동차를 멀리 하려고 하는 것은 그만큼 디젤 자동차의 해악이 크기 때문이 아닐까요?
   그래서 일본은 2003년 봄부터는 동경 내로의 디젤 차량의 진입을 제한하고 있습니다. 덕분에 디젤 차량의 배출가스, 특히 PM을 포집하는 장치인 DPF(Diesel Particulate Filter)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 우리나라 환경부나 대도시의 지자체도, 자동차 제작사가 앞장서주길 기대하는 듯한 자세에서 벗어나서, 진취적으로 디젤 차량의 NOx와 PM저감에 나서야 할 것입니다. 사실, 자동차 제작사에게도 뾰족한 기술이 없거든요.(아직까지는 좋다고 하는 커먼레일 엔진만 조립할 줄 알지...)  

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디젤자동차의 배출가스 정화기술

장미와 핸들/지구사랑 2001. 10. 21. 21:41
국내에서도 승용 디젤 자동차의 판매에 관해서 이야기들이 오가고 있습니다만, 디젤 차량의 장래를 결정하게 될 핵심어는 연료경제성과 환경이 되는 것 같습니다. 자동차를 포함하는 운송수단에서 배출되는 오염물질이 대기 오염에서 차지하는 비중이 날로 커져가고 있음에 따라, 자동차의 대부분을 차지하는 승용차에 대한 법규적 제한은 충분할 정도로 강화되었고, 이제 디젤 엔진에 대해서도 법규적 제한의 고삐는 더욱 조여 들고 있습니다.
     강화되는 디젤 배출가스 법규를 만족하기 위해 많은 기술들이 연구,개발되고 있습니다. 당연히, 현재까지 문제되고 있는 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)의 배출을 위한 기술들에 집중되고 있습니다. 그런데 디젤 엔진의 배출가스의 특성상 질소산화물과 입자상 뭉질 모두를 한꺼번에 줄이는 일은 매우 힘들다고 합니다. 이들 두 가지 유해 물질을 동시에 저감하는 것으로는 Common-Rail 시스템의 적용과 같은 엔진의 제작 기술의 변경 외에는 이렇다 할 기술이 소개되지 못하고 있는 실정입니다. 엔진 상태에서도 질소산화물과 입자상 물질은 서로 Trade-off의 관계에 있어서 어느 하나를 줄이면 다른 하나가 더 증가하는 경향이 있어, 두 가지 물질을 동시에 줄이는 것은 한계가 있습니다.
     우리나라에서는 대형 트럭이나 버스의 매연이 대기 오염의 첫째로 손꼽히고 있습니다. 1차적으로 대도시 주위의 대기 환경을 개선하기 위해서는 대형트럭이나 버스 또는 디젤 자동차에서 나오는 눈에 보이는 매연을 줄이는 것이 급선무가 될 것 같습니다.
     아래 표에 디젤 배출가스 정화기술의 현황에 대해서 정리합니다.

기         술

예상 정화 효율(%)

현황

연료소비
증대분(%)

문제점

NOx

PM

Lean NOx촉매

20~50

개발

4~9

내구성

NOx Adsorber

50~95

개발

2~3

내구성

Selective Catalytic Reduction촉매

70~90

개발

4~6

urea 공급성

Plasma-assisted 촉매

35~70

개발

2~5

개발 초기

디젤 산화 촉매

20~45

상용

낮은 효율

PM 포집 필터(DPF)

70~95

개발

1~5

내구성

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자동차에서 배출되는 대기오염물질

장미와 핸들/지구사랑 2001. 9. 16. 20:58
자동차를 포함하는 운송수단에서 배출되는 오염물질이 대기 오염에서 차지하는 비중이 날로 커져가고 있습니다. 해마다 여름철 한낮에 서울지방에 발령되는 오존주의보가 이제 대기오염이 더 이상 남의 나라 일은 아니라는 생각을 가지게 합니다.
    자동차에 관련한 경제활동 중에 유해가스로 대기를 오염시키는 과정은 많이 있습니다. 승용차와 트럭 등 자동차를 생산하는 공장에서의 유해가스 배출, 자동차 연료와 엔진오일의 정제과정에서의 유해가스 배출 등이 자동차의 운행과 더불어 심각하게 고려되어야 하는 대기 오염의 과정입니다.
    이러한 과정 중에 배출되는 유해가스들은 1차적 또는 2차적으로 대기 오염에 영향을 미칩니다. 대기 중으로 유해한 가스가 직접 배출되는 1차 오염과 더불어 배출가스가 대기 중에서 화학반응을 일으켜 2차적으로 유해한 가스를 생성시키는 2차 오염도 중요합니다. 자동차로 인하여 야기되는 대기 오염에 관계되는 유해 가스에 대해서 알아봅니다.

탄화수소(HC)

연료가 증발된 가스가 직접적으로 대기 중으로 배출되거나 엔진에서 불완전 연소된 형태로 대기 중에 배출됩니다. NOx와 더불어 오존의 생성에 기여합니다.

오존(O3)

연료에 포함되어 있는 HC와 NOx의 반응에 의해서 생성됩니다. 대기권의 상층부에서는 태양으로부터의 자외선을 차단해주는 역할을 하지만, 인간이 생활하는 지상 근처에서는 천식,기침 등 인간의 호흡기관에 영향을 미칩니다.

입자상물질(PM)

디젤자동차에서 주로 배출되는 것으로 매연을 포함하고 있습니다. 허파에 깊게 침투하는 등 인체의 건강에 악영향을 미칩니다.

질소산화물(NOx)

직접적으로 허파의 기능을 약화시키고 호흡기 감염에 대한 저항력을 저하시킵니다. HC와 반응하여 오존의 생성에도 기여합니다.

일산화탄소(CO)

연료가 불완전연소할 때 발생되는 것으로 인체에 흡입되면 산소의 공급을 차단하는 역할을 합니다.

이산화 황(SO2)

황을 포함하는 연료를 연소시킬 때 발생합니다. 디젤유에는 상당한 황이 함유되어 있습니다. 그래서 저유황 연료가 관심이 되고 있습니다. 입자상물질을 생성하는 데에 기여하고 있습니다.

Toxics

자동차에서 배출되는 독성물질을 통틀어서 일컫는 용어입니다. 이 화합물은 차량이나 정유소 등에서 발생하며, 출생률이나 암발생률에 영향을 미치고 있습니다.

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LPG 개조 자동차도 환경친화형으로

장미와 핸들/지구사랑 2001. 8. 19. 23:17
자동차용 연료 자유화의 사전 정지작업으로 정부에서 추진하고 있는 자동차용 연료가격의 조정으로 경유와 LPG의 가격이 계속해서 오르고 있습니다. 그 덕분에 경제적인 이유에서 소비자들의 큰 관심을 모았던 LPG자동차의 시장성이 많이 약화된 현실입니다. 아직까지는 가솔린에 비해 상당한 가격 차이가 있어서 그런대로 가격경쟁력이 있는 LPG개조차 시장도 많이 축소되었다고 합니다.
    그러나, 시장이 많이 축소되었다고는 하지만, 활황시절에 LPG겸용으로 개조된 가솔린 자동차가 많이 운행되고 있습니다. 그런데, LPG개조차의 경우, 보다 싼 비용으로 연료시스템을 LPG로 개조하려는 운전자들의 요구에 의해 , 현재 운행 중에 있는 LPG 개조차량의 대부분은 자동차회사에서 제작,판매한 LPG전용차량에 비해 연료시스템이 정교하지 못한 것도 사실입니다. 현재 운행 중인 LPG개조차의 약 70% 이상 정도가 연료량 조절을 Open-Loop방식으로 하는 것으로 알려지고 있습니다. 개조 전 가솔린 자동차가 산소센서의 신호를 받아 연료량을 가감하여 공급하는 Closed-Loop방식인데 반하여, 개조차량은 엔진의 회전수나 부하에 따라 정해진 양으로 연료를 공급하는 방식을 취하고 있는 것입니다. 물론 이렇게 하여도 엔진의 작동에는 그다지 큰 영향은 없고 단지 정교함이 떨어지는 수준입니다만, 배출가스 측면에서는 큰 차이가 있습니다.
   자동차에 장착되어 있는 배기가스정화장치인 삼원촉매는 매우 세밀한 작동 특성을 가지고 있습니다. 연소실에 공급되는 연료량이 일정한 것보다는 약간의 교란이 반복되는 것이 삼원촉매의 성능을 더 좋게 합니다. 이 약간의 교란이 탄화수소나 일산화탄소와 질소산화물을 동시에 정화시키게 하는 핵심이기 때문입니다. 또한, 삼원촉매는 공기와 연료가 이론공연비 정도로 혼합되어 있을 때가 가장 좋은 성능을 보입니다. Open-Loop방식으로 연료를 제어할 때는 보통 이론공연비보다 약간 농후한 상태로 연료량을 조절하게 되는데, 이론공연비보다 조금 농후한 혼합기가 공급되면 탄화수소와 일산화탄소의 배출이 많아집니다.
   또 엔진의 회전수나 부하에 따라 정해진 양만을 공급하는 연료공급시스템에서는 엔진의 순간적인 변화에 대응할 수 없습니다. 즉, 액셀페달의 순간적인 움직임에 따라 변동하는 과도기적인 엔진 상태에 적합한 연료를 공급할 수 없습니다. 이렇게 되면, 엔진에 공급되는 연료가 순간적으로 농후해지거나 희박해지는데, Open-Loop방식에서는 이것을 극복할 방법이 없습니다. 따라서, 액셀페달의 움직임이 많은 상황에서는 탄화수소나 일산화탄소뿐만 아니라 질소산화물의 배출도 많아지는 결과를 초래합니다.
   결국, 현재 운행 중인 많은 LPG개조차량은 개조 전에 비하여 더 많은 유해가스를 배출하고 있다고 예상할 수 있습니다. LPG개조차량이 경제적 이익을 추구하기 위해 선택된 것이라면, 이것에 의해 유해 배출가스의 증가라는 추가적인 부담이 사회에 돌려져서는 안된다는 생각입니다. 일부 구성원의 경제적 이익을 위해 다른 구성원이 그 피해를 분담하는 것은 옳지 않은 일일 것입니다. 따라서, LPG개조차량에 있어서도 배출가스 측면을 고려하여 유해 가스의 배출을 줄이는 방향으로 지도가 이루어져야 합니다. LPG개조작업을 Closed-Loop방식으로 한정시키는 것이 바람직한 방향이라고 생각합니다. 1~2년 전처럼 IMF에 의해 유도된 시장에서는 그런 정책적 지도가 힘들었지만, 지금처럼 시장이 축소되었을 때 환경정책적 방향을 새롭게 수립하는 것이 필요하다고 생각합니다.
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배출가스 저감을 위한 경유 엔진 기술 개발

장미와 핸들/지구사랑 2001. 7. 8. 20:53
경유자동차의 배출가스를 저감하기 위한 노력은 다방면에 걸쳐 진행되고 있습니다. 이런 노력들을 분류하면, 크게 나누어 엔진 개선(Engine Modification), 후처리기술(After-treatment) 개발, 연료개질화( Fuel Reformulation)으로 나눌 수 있습니다.
    엔진 개선작업은 연소과정 자체를 변경시키는 것입니다. 하지만, 기술적 어려움은 경유엔진에서 배출되는 배기가스 중에 질소산화물과 PM(입자상물질)이 서로 상충되는 관계에 있다는 점입니다. 그래서 어떤 기술로 질소산화물을 줄이면 상대적으로 PM 은 증가하는 결과를 초래하는 일이 발생합니다. 예를 들어, 질소산화물을 줄이기 위해 연소 최고온도를 떨어뜨리게 되면, 이것은 soot의 산화반응을 방해하여 결과적으로 PM의 배출을 증가시킵니다. 이것을 경유엔진에 있어서의 NOx-PM Trade-Off라고 합니다.
   엔진 개선작업은 이외에도 연료소모도 고려해야 합니다. 또한 시스템이 복잡하게 되고 원가가 상승하게 되는 점도 고려해야 합니다. 예를 들어, 연료분사 시스템을 개선하는 것은 우리나라에도 소개된 커먼레일(Common Rail)기술을 적용하는 것인데 여기에는 고압연료 시스템이 사용되는 것으로 훨씬 더 많은 신뢰성시험이 요구되고 있습니다. 또한, 연소실 개선 기술에는 2밸브에서 4밸브 연소실로의 개조, 연료가 분사되는 영역인 피스톤 보울(Bowl) 형상 개선, 엔진 운전에 따른 흡입공기과 연료 분사 패턴의 변경 등이 포함될 수 있습니다. 아래 표에 유해 배출가스를 줄이기 위한 엔진 개선작업의 종류를 소개합니다.

엔진 기술

NOx저감 예상율

PM저감 예상율

기술적 문제

연소실 변경

10%

10%

* 연료/공기 혼합 최적화

EGR증대

5 ~ 15%

증가

* 연소 불안정,
* 엔진 마모 촉진,
* 탑재 곤란,
* 연료소모 증대

연료 분사 시스템 개선

(-5) ~ 0%

20%

* 원가 상승,
* 시스템 복잡화

흡입공기 냉각

0 ~ 5%

?

* 원가 상승
* 탑재 곤란

 Total

 10 ~ 25%

25 ~ 35%

* NOx-PM Trade-Off최적화

Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI)

65 ~70%

60 ~ 95%

* 엔진 운전의 전영역(회전,부하)의
   일부에서만 가능.
* 연소 개시점 제어
* 노킹 회피

   HCCI는 NOx-PM Trade-Off를 끊는 기술로 관심을 받고 있는 기술인데, 연료와 공기가 연소실 내로 흡입되기 전에 완전하게 혼합되게 하기 위하여, 실린더 외부인 흡입통로에 연료를 분사하는 시스템으로, 완전혼합으로 연료과농영역을 줄여 PM의 생성을 저감하며, 연소실 내에서의 압축과정 중에 여러 지점에서 동시에 다중 자발 점화하는 방식으로 연소최고온도를 낮추어서 NOx의 생성도 줄이고자 하는 기술입니다.

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새롭게 다가서고 있는 경유자동차의 한계 (2)

장미와 핸들/지구사랑 2001. 6. 10. 20:04
각국의 자동차 배출가스 규제를 살펴보면, 일반적으로 가솔린 자동차와 경유자동차를 차별적으로 인정하고 있습니다. 경유 엔진의 연소방식의 특성상 더 적게 배출되는 일산화탄소와 탄화수소는 그다지 차이를 보이지 않지만, 질소산화물의 경우에는 훨씬 더 많은 양의 배출을 경유자동차에 허용하고 있습니다. 물론 입자상물질(PM)은 경유자동차에서만 문제가 되고 있습니다. 이런 차별적 제한 정책은 그동안 경유자동차가 주로 무거운 화물의 운송에 많이 사용되어 왔고, 또한 운행 댓수가 가솔린 차량에 비해 작다는 이유로 시행이 가능하였습니다.
    그러나, 전 세계적으로 소위 SUV나 MPV등 새로운 개념으로 개발된 자동차들이 개인용으로 많이 판매되고 있고, 또 경유자동차 배출가스의 유해성이 심각한 것으로 인식되기 시작하면서부터는 가솔린자동차와 경유자동차의 규제 차별성을 줄여가는 방향으로 움직여 가고 있습니다.  그런 측면에서 경유자동차에 대한 기술 개발이 시급히 요청되고 있습니다.

가솔린자동차와 경유자동차의 배출가스 비교

질소산화물(NOx)

오존 생성에 미치는 영향으로 많은 주목을 받고 있습니다.1997년 미국의 자료를 보면 경유자동차는 0.6~0.9g/mile의 질소산화물을 배출하는 것으로 알려지고 있습니다. 가솔린자동차는 이것에 비해 더 적은 양을 배출하는데, 가솔린자동차는 촉매를 사용하기 때문에 차량의 주행거리가 많아질수록 촉매의 성능이 저하되므로 질소산화물의 배출이 많아집니다. 그러나, 차량의 전체 수명을 고려할 때 경유자동차가 가솔린자동차에 비해 2배이상 더 많은 질소산화물을 배출하고 있는 것으로 추정되고 있습니다.

탄화수소(HC)

연소방식의 차이와 연료의 증발성의 차이로 탄화수소의 배출에 있어서는 가솔린자동차가 훨씬 불리합니다만, 배출가스규제의 강화로 경유자동차와 비교하여 거의 유사한 양을 배출하고 있습니다.

차량 수명동안의 평균 배출가스량 비교    (g/mile)

배출가스

탄화수소

일산화탄소

질소산화물

가솔린자동차(2000년)

0.30

2.35

0.41

경유자동차

0.40

1.09

1.10

입자상물질(PM)

가솔린자동차가 경유자동차에 비해 거의 절대적으로 적은 양을 배출하고 있습니다. 또한 경유자동차에서 배출되는 PM은 그 입자크기가 가솔린에 비해 더 작은 것으로 알려지고 있습니다.

PM 배출 특성

여름(g/mile)

겨울(g/mile)

가솔린자동차

0.00282

0.00351

경유자동차

0.811

0.460

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새롭게 다가서고 있는 경유자동차의 한계 (1)

장미와 핸들/지구사랑 2001. 5. 13. 20:54
  얼마 전에 미국의 용감한(?) 카우보이 부시대통령이 교토의정서를 지키지 않겠다는 발언을 했고, 그 결과인지는 모르지만, 미국이 유엔 내에서 왕따를 당하고 있다고 하더군요. 교토의정서의 내용 중에는 각 나라가 지구온난화에 기여하는 것으로 알려지고 있는 이산화탄소의 발생량을 감축하는 것이 포함되어 있습니다. 석유와 같은 화석연료를 사용하면 반드시 생성되는 것이 이산화탄소입니다. 따라서 이산화탄소의 발생량을 줄이는 것은 그만큼 에너지의 소비를 줄여야만 가능한 일이 됩니다. 자동차로 대표되는 수송용 기계가 발생시키는 이산화탄소의 양이 많기 때문에 자동차도 이산화탄소의 감축 대상입니다. 동일한 배기량을 기준으로 할 때, 경유자동차가 가솔린자동차에 비하여 연료를 덜 소모하기 때문에 이산화탄소를 약 30%정도 더 적게 배출하는 것으로 알려지고 있습니다.
   이런 배경으로 해서, 그동안 유해한 배출가스를 많이 배출한다는 이유로 배척되었던 경유자동차가 다시 주목을 받고 있습니다. 우리나라에서도 모 자동차회사가 경유승용차용 엔진을 개발했으니, 경유승용차의 생산을 허용해 달라고 하고 있습니다. 우리나라는 아직 이산화탄소 감축 대상국이 아니기 때문에, 그 회사가 애국적인(?) 견지에서 그런 주장을 하고 있는 것은 아닐 것입니다. 하지만, 그런 주장으로 인해 우리나라에서도 경유자동차에 대한 인식이 새롭게 바뀌고 있는 계기가 된 셈입니다. 연료 1갤론으로 80마일을 주행하는 시험용 저연비자동차를 제작하는 것을 목표로 하고 있는 미국의 연구프로젝트( PNGV : Partnership for a New Generation Vehicles )에서 사용하고자 하는 엔진이 경유엔진인데, 미국의 자동차회사들은 또 다른 이유에서 경유자동차에 많은 관심을 가지고 있습니다. 미국은 자동차제작사가 적용받는 규제 가운데에 연비규제(CAFE)가 있습니다. 매년 연비의 허용 하한치를 설정해놓고, 각 제작사가 매년 생산,판매하는 모든 자동차들의 평균 연비가 그 허용 하한치보다는 높아야 합니다. 그렇지 못하면 벌금을 물게 되어 있습니다. 우리나라와 같이 배기량이 작은 승용차를 수출하는 경우에는 아직까지 별로 문제가 될 게 없으나, 경트럭이나 밴을 판매하여 막대한 수익을 얻고 있는 미국 자동차제작사들에게는 문제가 되고 있습니다. 그래서 그들에게는 경유엔진이 아주 매력적인 대안입니다.
   그러나, 에너지효율에서 절대적으로 유리한 경유엔진이 자동차에 확대 적용되는 것은 아직 논란의 여지가 많습니다. 그 이유는 경유자동차의 배출가스가 대기오염의 상당 부분을 차지한다고 여겨지고 있기 때문입니다. 특히 오존의 발생에 영향을 미치는 질소산화물(NOx)와 호흡기 질환에 영향을 주는 입자상물질(PM : Particulate Matters)의 배출이 많습니다. 그리고 경유엔진의 배출가스 중에는 약 40여종의 발암물질이 있다고 합니다.

경유엔진 배출물의 발암 위험성에 대한 평가      (미국)

기   구/ 조   직

연도

평  가  결  론

National Institute for Occupational Safety and Health

1988

 잠재적 발암성

International Agency for Research on Cancer

1989

 발암 예상

State of California

1990

 발암성

US EPA

1998

 발암 가능성 높음

California EPA

1998

 암 발생 증가요인이 될 수 있음

California Air Resources Board

1998

 PM은 유독성 오염물질

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유해가스 배출을 줄이는 운전 방법

장미와 핸들/지구사랑 2001. 4. 8. 21:02
 자동차에서 배출되는 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물 등은 도시의 스모그현상이나 온실효과 등에 많은 영향을 미치고 있습니다. 배출가스 규제가 과거 10년 전에 비해 엄격하게 강화되었기 때문에 각 개인 운전자가 운전을 하면서 배출하고 있는 유해가스의 양은 많이 감소되었지만, 운전자의 운전습관에 의해 많은 유해가스를 배출할 수도 있습니다.
   유해가스를 적게 배출하는 방법 중의 가장 기본은 차량의 관리에 있습니다. 자동차가 항상 양호한 상태로 작동하도록 소모품을 제 때에 교환하는 것만으로도 유해가스의 배출은 상당부분 줄일 수 있습니다. 그러나 아무리 차량의 상태가 잘 관리되고 있다고 하더라도 운전자의 운전습관이 잘못되어 있으면 많은 유해가스를 배출합니다. 유해가스의 배출을 줄이는 방법을 알아봅니다.

공회전시

1분 이상을 공회전 상태로 정지할 필요가 있는 경우에는 시동을 끄고 나중에 다시 시동을 거는 것이 연료소모도 줄이고 유해가스의 배출도 줄이는 방법입니다. 특히, 지하주차장에서 대기 중이거나 엔진 난기를 위해서 5분 이상 공회전 상태로 방치하는 운전자들은, 지하주차장의 환기가 잘되지 않는다는 점을 생각하면, 다른 사람의 건강에 큰 해를 끼치는 사람입니다.

가다 서다 반복 운전(Go-Stop)시

설사 도로교통사정이 나빠서 Go-Stop을 반복할 경우에도 급가속을 삼가야 합니다. 이때에도 상황이 허락하면 시동을 끄고 기다리는 것이 좋습니다.

에어컨의 사용

에어컨은 자동차에 설치된 편의장비 중에서 가장 많은 엔진의 에너지를 소비하는 장비입니다. 따라서 에어컨을 자주 가동하는 것은 그만큼 연료의 소모도 많아지고 또 유해가스의 배출도 많아진다고 하 수 있습니다. 자동차가 어느 정도의 속도로 주행할 경우에는 창문을 여는 것이 유익하며, 또 가능하면 그늘진 곳에 주차하여 필요없이 연료가 증발하는 것을 막는 것이 좋습니다.

엔진의 큰 출력을 필요로 할 때

대개의 경우, 연료소모가 커지면 유해가스의 배출도 많아집니다. 엔진에 요구하는 출력이 커지면 당연히 연료의 소모가 많아지고 결과적으로 유해가스의 배출도 많아집니다. 차량에 무거운 짐을 싣고 다니거나, 급가속을 자주 하거나, 과속을 많이 하는 것이 모두 엔진에 걸리는 부하를 크게 하는 것입니다.

추울 때

추운 날씨에 시동을 걸었을 때, 일정 시간 동안의 엔진난기가 필요합니다. 그러나 엔진 난기에 2분 이상의 공회전 유지는 불필요합니다. 차라리 부드럽게 주행하는 것이 엔진의 냉각수온이 빨리 올라가는 데에 더 도움이 됩니다.

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청정에너지를 사용하는 자동차 (2)

장미와 핸들/지구사랑 2001. 3. 18. 18:57
대체에너지를 포함하는 Clean Air Vehicle에 대한 기술개발은 향후 5년이후의 자동차 업계의 판도를 좌우할 중요한 기술입니다. 아직은 이들 청정에너지를 사용하는 자동차들이 높은 제작비 때문에 상업성을 의심받고 있어 그다지 민감하게 여겨지고 있지는 않지만, 5년정도 지난 후에는 이들 기술이 바탕이 되지 않고서 독자기술에 의한 자체 로고의 자동차 제작이라는 것은 있을 수 없는 일이 될 것입니다.

수소 자동차
(Hydrogen Vehicle)

수소자동차는 대기오염물질을 배출하지 않고(미량의 질소산화물은 배출될 수 있습니다.),조용하며 효율이 좋은 친환경적인 운송수단입니다. 수소연료는 매우 빠르게 반응하며, 탄소를 포함하는 연료의 연소에서 나오는 일산화탄소,이산화탄소, 기타 함탄소 유해물질을 배출하지 않습니다. 수소연료는 연소 후에 오직 물만을 배출하고, 물을 전기분해하면 수소를 얻을 수 있는 재생가능한 이상적인 Clean Air Fuel입니다. 자동차용 연료의 종착역으로 여겨지고 있으나 연료의 탑재방법이 가장 큰 과제로 되어 있습니다. 이 때문에 다른 방법으로 안정되게 수소를 공급받아 연료로 사용하는 방법들이 고안되고 있으며, 그것들 중의 하나가 연료전지 자동차입니다.

연료전지 자동차
(FCEV : Fuel Cell Electric Vehicle)

배터리의 힘만으로 동력을 발생하는 순수 전기자동차의 전지를 연료전지라는 장치로 변경한 개념의 자동차를 말합니다. 연료전지는 수소를 연료로 하여 화학적으로 전기를 발생하는 장치입니다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생되는데 이 화학반응을 반대로 하면 전기를 얻을 수 있습니다.연료전지의 연료인 수소를 뽑아내는 대상으로는 가솔린,메탄올,천연가스 등이 있습니다. 가솔린의 경우에는 현재의 인프라를 그대로 이용할 수 있다는 점에서 자동차제작사와 정유메이저들로부터 주목을 받고 있습니다.

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청정에너지를 사용하는 자동차 (1)

장미와 핸들/지구사랑 2001. 2. 18. 11:12
맑고 깨끗한 환경을 후대에 물려주기 위한 노력은 이제 전 지구범위에서 일어나고 있습니다. 특히나 대기오염의 상당 부분을 자동차가 배출하고 있다는 점에서 자동차에 적용되고 있는 규제는 한,두 가지가 아닙니다. 유해 배출가스의 허용량 규제, 온난화 현상의 요인이 되는 이산화탄소의 발생 제한, 에어컨용 냉매 사용 규제, 자원의 재활용을 위한 리사이클링 의무화 등 많은 규제가 현재에도 자동차에 적용되고 있습니다.
    이에 따라 자동차 제작사들도 유해 배출가스와 에너지 소비를 줄이는 차원에서 여러 가지 에너지원을 사용하는 신기술을 개발하고 있습니다. 석유와 같은 화석연료 외의 대체 연료를 사용하거나, 유해가스의 배출이 적은 연료를 사용하는 청정에너지 자동차들을 살펴봅니다.

하이브리드 자동차
(Hybrid Vehicle)

엔진과 모터, 두 가지의 동력원을 사용하는 자동차를 말합니다. 엔진과 모터의 사용방법에 따라 직렬식과 병렬식이 있습니다. 엔진으로 전기를 만들고, 그 전력을 사용하여 모터를 구동하는 것이 직렬식이고, 엔진과 모터를 상황에 따라 구동용으로 사용하는 것이 병렬식입니다. 최근에는 양자를 결합한 Combined형이 주목받고 있습니다. 미국과 일본에서 활발하게 연구되고 있습니다.
하이브리드 자동차는 엄밀하게 말하면 청정에너지 자동차가 아니지만,유해배출가스와 연료소모를 최소로 하는 기술이고, 다른 대체에너지 기술에 비해 시장으로의 접목이 용이해서 각광받고 있습니다.

전기 자동차
(EV:Electric Vehicle)

전기 자동차의 동력장치는 전기 모터, 배터리, 그리고 동력제어장치인 파워콘트롤유니트(Power Control Unit)로 구성되어 있습니다. 모터에서 발생한 동력을 직접 바퀴에 전달하여 구동되기 때문에 문자 그대로 청정에너지 자동차입니다. 진동과 소음이 작다는 특징도 가지고 있습니다.
그러나, 배터리의 충전에 많은 시간이 소요되고, 또한 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리인 항속거리가 짧다는 점이 해결해야 할 과제입니다. 현재 1회 충전으로 주행 가능한 항속거리는 약 200KM 정도인 것으로 알려져 있습니다.
에너지 밀도가 높은, 작은 크기의 배터리를 만드는 것이 관건입니다.

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가솔린자동차의 배출가스 저감기술

장미와 핸들/지구사랑 2000. 12. 24. 22:55
자동차에 의한 대기오염 정도가 심각한 수준에 도달한 것은 어제,오늘의 일이 아닙니다. 특히 인구가 밀집해 있는 대도시지역은 오존주의보 예보체제라는 것도 가동 중에 있습니다. 이렇게 대기오염이 심해짐에 따라 각국의 배출가스규제도 대개 4년 주기로 새롭게 개정되고 있으며, 개정될 때마다 배출가스의 배출허용도를 급격하게 제한하고 있습니다. 우리나라도 2000.1.1부터 미국의 94년 규제를 적용하고 있고, 현재 2002년 월드컵 개최시기를 겨냥하여 보다 더 강화된 규제(미국의 2000년 수준으로 LEV규제와 동일)를 적용할 계획으로 있습니다.
    이렇게 대기오염을 개선하고자 각국의 환경당국이 강화된 배출가스규제를 계속적으로 적용하는 것은 자동차의 배출가스기술이 그만큼 발전했다는 것을 의미합니다. 사실 미국 캘리포니아주에서 LEV(Low Emission Vehicle)규제의 적용을 발표할 당시에는, 아무도 LEV규제의 최고규제인 ULEV(Ultra Low Emission Vehicle)를 만족할 수 있는 기술에 대해 확신하지 못했었습니다. 그러나, 그 이후로 10년도 지나지 않았지만, 이제는 ULEV는 물론이고 SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle)까지 거론되고 있습니다.
    이런 경과를 보면서 대기오염을 개선하는 것에 가장 중요한 것은 환경당국의 의지입니다. 환경당국의 정책적 의지가 자동차배출가스의 저감기술 개발을 선도하는 것입니다. 현실에 타협하는 자세로는 결코 손해보지 않으려는 자동차 제작사의 기술 개발을 이끌어 갈 수 없습니다. LEV규제의 성공적인 진전을 타산지석으로 삼아야 할 것입니다.
    아래 표에 LEV규제를 만족시킬 수 있었던 주요 배출가스 저감기술을 소개합니다. 유의할 점은 차량마다 유해배출가스의 배출특성이나 차량자체의 특성이 다르기 때문에 그 차량에 적합한 기술을 선택적으로 사용해야 한다는 점입니다.

구  분

기   술

내    용

엔진제어

Dual O2 Sensor

엔진제어용 산소센서의 성능저하에 의한 오차를 보정하여, 차량의 내구기간동안 정밀한 혼합비제어 지속

Adaptive Control

매 순간 배출가스의 배출이나 엔진의 작동에 영향을 미치는 부품들의 작동상태를 파악하여,자동차를 사용함에 따라 점점 악화되는 부품의 성능을 보정

엔진

Air Assisted Injector

액체상태인 연료를 공기와 잘 혼합시키기 위해서는, 연료가 분사될 때 아주 작은 덩어리로 잘게 쪼개지는 것(연료의 무화)이 필요. 공기량이 작을 경우 연료의 무화에 불리. 따라서, 이 경우 연료의 무화를 개선시키면, 안정된 공회전상태가 유지 가능. 또한 wall wetting이 감소되므로, 이로 인한 가감속구간에서의 추가연료분사를 줄일 수 있음.

Swirl Control Valve

엔진의 시동 직후에는 아직 정화장치가 제 기능을 수행하지 못하기 때문에 연소실에서 생성된 유해배출가스가 정화되지 않고 그대로 배출됨. 따라서 이 기간동안에는 안정된 희박연소를 하는 것이 절대 유리. 엔진본체를 대폭적으로 변경하지 않고 희박연소를 가능하게 하기 위해서는 가변밸브타이밍을 사용하거나 흡기의 흐름을 특정하게 유도하는 수단이 필요.

Variable Valve Timing

정화장치

2 촉매 시스템

엔진에 가깝게 위치하는 소형의 촉매를 추가적으로 적용. 추가된 촉매는 소형이고 엔진에 더 가깝기 때문에 시동 직후에 빨리 정화효율을 높일 수 있음. 촉매 2개를 직렬로 사용하기 때문에 내구성에도 유리

고내열성 촉매

가능한 한 빨리 정화효율을 높이기 위해서는 엔진에 가깝게 위치하는 것이 바람직. 그러나 엔진에 가깝게 위치하면 통상의 사용조건이 고온이 되므로 내구성에 불리. 따라서 열적 내구성이 강화된 촉매가 필요. 귀금속으로는 Pd계열이 사용됨

Posted by 카즈앤미
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