디젤엔진의 배기가스 발생기구 및 EGR 장치와 EGR률

1. 개요

2015년 9월부터 디젤자동차 환경기준이 유로 5에서 더 엄격한 유로 6로 바뀌었으며, Nox, PM 배출기준에 미달하는 차는 판매할 수 없다.

유로 6은 질소산화물(Nox) 배출 기준이 기존 유로 5때의 180mg/km에서 80mg/km로, 입자성물질(PM)은 5mg/km에서 4.5mg/km로 낮아진다.

유로 6에서 공표한 Nox, PM 기준치를 준수하기 위하여 기존의 공해저감장치인 DPF외에 추가로 SCR, EGR 시스템을 장착하여 기준치를 충족시키고 있다. 

 

2. EGR 장치

 

1) 원리

재순환장치는 배기가스 중의 일부를 다시 흡기관으로 보내어서 혼합기(연료+ 공기)에 혼합시켜, 다시 연소실로 유입시키는 것으로 재순환 시스템이라고 한다. 

EGR은 배기가스 재순환장치의 약자다. 말 그대로 엔진에서 연소한 배기가스 일부를 다시 엔진으로 되돌려 보내 재처리하는 기술이다. 

 

2) Nox 저감효과

• 배기가스가 재순환하면 연소실 온도가 낮아지고, 이 과정에서 Nox 배출도 줄어든다. 
• EGR은 디젤 엔진의 연소 효율이 낮아지면 질소산화물 발생이 감소하는 원리를 응용해 배기가스를 흡기다기관에 공급해 연소실 온도를 낮춰 질소산화물을 줄인다. 

3. EGR률

흡기계에 환류되는 배출가스의 양을 흡입 공기량으로 나눈 수치, 즉 흡기가스 안을 차지하는 EGR 가스의 비율을 말한다. 

EGR률 = EGR 가스량 / ( 흡기공기량 + EGR가스량) x 100%

 

4. 유해배출가스 저감 장치

1) DPF

• 분진을 최소화하고, 소음과 진동까지 억제하는 PM 정화기술
• DPF(Diesel Particulate Filter)는 경유가 제대로 연소되지 않아 발생하는 탄화수소 찌꺼기 등의 유해물질을 포집하여 필터로 걸러낸뒤, 550도씨 정도의 고온으로 재차 태워 오염물질을 줄이는 배기가스 저감장치이다. 

2) SCR

• 촉매를 통해 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 Nox 정화 기술
• SCR은 요소수로 불리는 우레아를 분사, 제어장치를 통해 분사시킨후, 질소산화물을 정화시켜, 일산화탄소와 매연 등의 유해가스를 인체에 무해한 질소와 물로 변환하여 유해가스를 저감시키는 시스템이다.

3) EGR

• EGR은 엔진에서 연소한 배기가스 일부를 다시 엔진으로 되돌려 보내 재처리하는 기술이다.
• 배기가스가 재순환하면 연소실 온도가 낮아지고 이 과정에서 Nox 배출도 줄어든다는 게 큰 장점으로 떠오른다.