배출가스의 중요성

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작성일2021-09-30

◇ 배출가스와 연비 관계

자동차 연비계산은 자동차가 내뿜는 배출가스를 가지고 방정식에 의거 산출합니다.

* MPG = (CG / gal Fuel) / (g/mile C in Exhaust Gas) = 2421 / (0.9666 x HC + 0.429 x CO + 0.237 x CO2)

세계 각국은 연비규제를 더욱 강화할 계획이며 유럽연합(EU)은 2015년까지 모든 자동차 업체의 이산화탄수 배출량을 130g/km이하로 낮추기로 했으며 2021년엔 95g/km로 떨어진다고 한다. 연비로 환산하면 25km/L이 된다고 합니다.

그래서 2020년까지 미국은 113g/km, 중국은 110g/km, 일본은 100g/km 로 낮추기로 했습니다.

국내에서도 지난 9월 정부는 "2016~2020년 자동차 온실가스. 연기 기준안"을 마련했으며, 온실가스 배출 허용한도를 지금의 140g/km(연비로17km/L)에서 97g/km(연비로 24.3km/L)로 강화 하였다고 보도 되었습니다.

단 같은 차라도 나라마다 연비가 다르게 나타나는데 이는 연비를 산출하는 방식이 다르기 때문이며, 우리나라는 시내 55% 고속도로 45%로 비율을 적용하지만 유럽은 시내 36.8% 고속도로 63.2%비율로 적용(중국도 EU방식 적용)한다고 합니다.

* 제공 자료 : 2014년11월15일 조선일보(B6) 기사 인용

◇ 노후 차 일수록 배출가스 개선이 어려운 이유

자동차 연비는 제어기술에 의한 영항을 많이 받는데 어느 학술에도 제어기술로 연비를 개선한다는 내용이 없습니다.

그래서 엔진, 미션, 무개 등의 부품 개발에 고액의 투자비와 수많은 시간을 낭비하고서도 만족한 연비개선이 어렵고 설상 개선이 되었다 해도 현실에서는 그만한 평가를 얻지 못하고 있는 실정입니다.

이러한 이유는 여러 가지가 있겠으나

첫째는 연비측정방식이 현실하고는 동 떨어짐

둘째는 연비에 영향을 주는 제어기능에 대한 연구가 부족 때문입니다.

여기에서 제어기술이 연비(배출가스 포함)에 미치는 영향을 설명 드리고자 합니다.

연료형자동차는 트로틀바디 장치가 공기와 연료의 혼합비율을 얼마나 잘 맞추느냐에 따라 연비에 상당한 변화가 생깁니다.

다음은 트로틀바디의 연비 적용 요소를 분석한 자료입니다.

※ 연료 종류, 차 종류 무관하며 전 세계적으로 공통 적용됨

위 도표에서 공기밸브각도가 0°~90°로 움직이면 밸브와 연동하는 가변저항 탭이 0Ω~5kΩ까지 움직이면서 전기신호를 0V~5V까지 발생시켜 ECU로 보내어 연료량을 조절하므로 이 두 요소 간에는 “최대 연비가 되도록 비율이 세팅”되어 있습니다.

그런데 이 방식은 기계적인 세팅일 뿐 “ 실제로 연비에 영향을 주는 것은 공기량과 전기신호”라는 것입니다.

즉 공기필터 불량 또는 흡입구가 막혀 있다고 가정 하더라도 밸브와 연동하는 “저항 탭은 (공기량과는 무관하고) 각도에 알맞은 전기신호를 생성”하여 엔진으로 연료를 주입 시킨다는 것입니다.

다음은 ECU의 5V전원 부 동작 문제입니다.

ECU 5V는 IC부품에 의한 독립된 전기회로로 12V 전기회로와 분리되어 있습니다.

이로 인하여 선로 노후화와 부품열화 등이 생기면 두 전원회로 간에 접지전위차가 발생하거나 흔들려 인젝터 외 여러 가지 “제어장치들이 동작오차”를 일으킨다는 것입니다.

* 실제로 노후 차 일수록 수백 mv까지 접지전위차가 발생함

이러하므로 “이론 연비와 실제 연비가 다르므로 배출가스가 증가하는 이유”가 되고 있습니다.

● ERD 중점 이론●

이런 문제를 해결하기 위해 ERD는 “1,2차 전기회로 간에 전기적인 3차폐 회로망을 구성”하여 이론과 실제 간에 오차를 줄이면서 접지전위차를 안정화시켜 ”연비와 배출가스를 제어기술에 의해 전기적으로 줄여주는 원리“입니다.

즉 ERD는 현재 자동차 배출가스의 “연소후 처리방식(External Process System)” 결점을 보완하는 “연소내 처리방식(Internal Process System)을 개발”하여 연비를 개선하고 배출가스를 줄여 주고 있습니다.

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