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CRDI란 (커먼레일디젤인젝터) 2005/03/08 16:19 |
★커먼레일 엔진(Common Rail Direct Injection Engine)의 개념★
커먼레일은 Common Rail Direct Injection Engine의 약자로 기존엔진이 혼합기를 통해 연료와 공기를 연소실에 공급하는 것과 달리 연료를 연소실에 직접
분사하는 방식입니다.
이에 따라 엔진 효율이 높아지고, 공해물질이 적게 배출되며, 엔진과 관계없이 제어가 가능하여 경량화가 가능하게 되었습니다.
장점
이 방식은 연료의 압력을 제어하여 직접 분사하기 때문에 고압을 유지할 수 있어 연소 효율을 높일 수 있습니다. 또한 엔진의 회전수와는 크게 관계 없이 분사압, 분사량, 분사율, 분사시기를 독립적으로 제어할 수 있습니다. 이는 기존 엔진이 회전수에 의해 연료분사 제어를 하는 것과 달리 엔진과 연료분사를 독립적으로 하기 때문에 설계가 용이하고, 부품수가 줄어 경량화가 가능하게 되었습니다.
또한 연소효율이 높아 출력이 올라가고, 유해물질의 배출량이 줄어듭니다.
승차감에서는 기존의 기계적인 연결에서 생기는 진동과 소음이 커먼레일 방식에서는 발생하지 않아 가솔린 엔진보다 조금 더 높습니다.
구성요소
센서 : 엔진 회전수, 가속페달, 공기, 냉각수 온도, 압력 등 감지
압력센서 : 압력 감지
ECU : 연료분사 제어
액튜에이터 : 작동제어
고압펌프 : 압력 발생
커먼레일 : 고압 연료관
압력조정밸브 : 압력조정
인젝터 : 연료 분사
커먼레일 엔진 시스템
1. 개요
지금까지 사용되던 디젤연료 분사장치는 분사압력을 얻기 위하여 캠구동 장치를 사용했으며, 그 원리는 분사압력이 속도증가와 함께 증가하고, 이에 따라 분사 연료량이 증가하는 방식이었습니다.
이러한 장치는 분사압력이 매우 낮은 경우에만 실제로 사용할 수 있었습니다.
이러한 캠구동 방식과 달리 승용차나 상용차에 이용되고 있는 커먼 레일 분사(Common Rail Injection) 장치에서는 분사압력의 발생과 분사과정이 완전히 별개로 이루어집니다.
이렇게 압력발생과 분사를 분리하기 위해서는 고압을 유지할 수 있는 고압 어큐뮬레이터(High-pressure Accumulator)나 레일(Rail)이 필요하게 됩니다.
이 시스템에서는 종래의 노즐홀더 위치에 솔레노이드가 부착된 노즐이 장착되고, 고압은 레디얼 피스톤 펌프(Radial Piston Pump)에 의해서 생성되는데, 일정한 범위내에서는 엔진 회전수와는 독립하여 자유롭게 회전속도를 조정할 수 있습니다.
커먼레일 시스템의 장점
엔진 설계시 연료의 압력발생과 분사를 분리해서 생각할 수 있기 때문에 연소와 분사과정 설계를
자유롭게 할 수 있습니다.
즉, 엔진 맵을 이용하여 엔진 운전조건에 따라서
연료압력과 분사시기를 조정할 수 있기 때문에 엔진의 회전속도가 낮을 때에도 고압분사가 가능해
져서 완전 연소를 추구할 수 있습니다.
또한 파이롯트 분사하면 배기가스와 소음을 더욱 [커먼레일 시스템 개요]
저감할 수 있으며, 연료분사 곡선은 유압제어로 노즐 니들에 의해 조절되므로 분사종료시까지 신속하게 조절 가능하게 되었습니다. 결국 커먼 레일 시스템으로 인해 디젤엔진은 획기적으로 배기가스를 저감하고, 연비를 향상시키는 것이 가능해졌다고 볼 수 있습니다.
2. 시스템 구성
고압 공급펌프에서 연료를 압송하여 커먼 레일에 연료를 채우고, 커먼레일 내의 압력은 압력 센서로 감지되고, 엔진 회전수와 부하에 따라 설정된 값으로 제어됩니다.
커먼 레일내의 압력은 파이프를 통해 인젝터에 공급되고, 3-웨이 밸브(Three way valve)에 보내지는 펄스에 따라 분사량, 분사율, 분사시기가 제어됩니다.
고압 공급 펌프(High pressure feed pump)
고압의 연료를 커먼 레일에 공급하는 기능이며,
구동방식은 기존 인라인 인젝션 펌프와 동일합니다. 멀티 액션 캠( Multi- action cam)을 도입하여 펌프 기통수를 줄였습니다.
예로서 6기통 엔진에 3산 캠을 2 기통 펌프 적용으로 가능합니다. 펌프 효율 향상 및 고압 연료 폐기의 손실방지를 위하여 토출량 제어방식을 채택하였다. 구동토크는 일반적인 디젤엔진보다 저속에서 토크 50% 향상 및 출력 25%의 증가를 얻어낼 [시스템 구성도]
수 있습니다.
[위로]
연료 레일(Fuel Rail)
고압 공급 펌프로부터 공급되는 고압의 연료를 저장하고, 인젝터로 매회 분사되는 양만큼의 연료를 보내주는 기능을 합니다. 역류 방지를 위한 첵밸브 및 고압 센서가 부착되어 있고, 레일 안의 연료압력은 전자석식 압력 조절밸브에 의해 조정되고, 연료 압력은 항상 압력센서에 의해 모니터링 되고, 연속적으로 엔진에서 요구하는 조건에 따라 조절하게 됩니다.
인젝터
커먼레일로부터 공급되는 연료를 ECU 로부터 보내진 신호에
따라 노즐을 통해 분사하는 기능입니다.
ECU에서 보내지는 펄스 신호는 니들의 리프트를 제어하며, 펄스시기에 의해 분사시기가 정해지고, 펄스 폭에 의해 분사량이 정해집니다. 또한 원 웨이 오리피스(One-way orifice)의 반경에 따라 분사율 패턴이 달라집니다.
3-웨이 밸브는 연료 압력을 선택적으로 스위칭하는 역할을 하고, 초고압에서 고속의 응답성이 요구되므로 120MPa의 압력하에서 0.4 ms이하의 속도로 작동 할 수 있습니다.
소비되는 파워는 아이들 시에 20W, 전부하(Full load)시에 50W
입니다. 따라서 각 기통에는 개별적으로 솔레노이드로 구동되는 [유압회로도]
인젝터가 노즐과 함께 장착되고, 분사개시는 ECU의 펄스신호가 인젝터의 솔레노이드로 전달되면서 시작되고, 분사 연료량은 레일내의 연료압력, 솔레노이드 밸브 개변시간, 노즐의 유체유동에 의해서 결정됩니다.
분사압력은 일반적으로 승용차용 엔진은 1,350bar, 상용차용 엔진은 1,400bar 정도가 됩니다.
3. 제어 시스템 고압 공급펌프에서 연료를 압송하여 커먼 레일에 연료를 채우고, 커먼레일 내의 압력은 압력 센서로 감지되고, 엔진 회전수와 부하에 따라 설정된 값으로 제어됩니다.
커먼 레일내의 압력은 파이프를 통해 인젝터에 공급되고, 3-웨이 밸브(Three way valve)에 보내지는 펄스에 따라 분사량, 분사율, 분사시기가 제어됩니다.
[위로]
분사량 제어
분사량은 커먼 레일내 압력 Pc와 3 웨이 밸브에 보내지는 펄스 폭에 의해 제어됩니다.
분사량 계산은 엔진 따른 매회 목표 분사량의 결정되고, 펄스 와이드(Pulse width)계산은 결정된 분사량에 맞는 펄스 폭으로 결정됩니다.
분사시기 제어
분사시기는 인젝터(3-웨이 밸브)에 보내지는 펄스의 시간에 의해 제어됩니다.
분사각도(Θfin) 계산은 엔진 회전속도와 부하에 의해 결정되는 Θbase 를 기준으로 흡기상태 및 냉각수 온도를 고려한 수정 값인 최종 분사시기 (。BTDC)로 결정됩니다.
분사시간(tc)계산은 결정된 Θfin값을 엔진 회전속도에 따라 시간값(tc)으로 환산합니다.
분사율 제어
델타 방식(Gradual rise & Sharp cut) :
인젝터 내에 있는 원 웨이 오리피스의 단면경을 이용 하여 분사량 증가 정도를 제한합니다.
각 엔진에 맞는 최적 분사율 패턴은 커먼 레일 압력
과 원 웨이 오리피스 단면경에 따라 선택 될 수 있습
니다.
파이럿트 방식(Small quantity before Main injection)
매회 분사시 인젝터를 2번 구동시키고, 하드웨어 성능 은 파이롯트 인젝션량은 1mm3 /St이하로 하고 파이 롯트 인젝션 시간은 1ms 이하로 합니다.
부트 형상 방식 : Shape like the toe of a boot : [ 인젝터 작동상태 ]
인젝터내의 원 웨이 오리피스 대싱 부트 밸브가 장착되며, 특정 프리 리프트 포인트(Pre- lift point)에서
노즐 니들을 일시적으로 멈춥니다.
프리 리프트량과 다양한 오리피스 단면경에 따라 다양한 부트 패턴을 얻을 수 있습니다.
분사압 제어
커먼레일의 고압센서로부터 신호를 감지하여 고압 공급펌프의 토출량을 변화시킴으로써 제어됩니다.
분사압(Pfin) 계산은 각 센서 신호를 바탕으로 최종 분사압을 결정합니다.
펌프 컨트롤 밸브(Pump control valve) 구동시기 (tf) 계산은 Pfin을 실현하기 위하여 고압공급펌프의 펌프 컨트롤 밸브를 제어 구동 펄스의 시작 시간을 결정합니다. 고압 공급펌프에 의한 연료 공급은 인젝터에서의 분사시기와 거의 일치하므로 연료소비와 공급이 균형을 이루고, 고압 연료의 방출과 손실이 줄어듭니다.
4. 커먼 레일 방식의 특성
제어의 자유도 큼 : 엔진회전수에 관계없이 분사압,
분사량, 분사율, 분사시기를 전부 독립적으로 제어가
가능합니다.
중량 및 구동토크 저감 : 기존 인 라인(In-line) 방식의 인젝션 펌프에 비하여 약 1/2-1/3의 중량이며 고압연 료의 손실을 줄임으로써 구동토크를 저감 할 수 있습 니다.
기존 엔진에 적용 용이 : 인젝터 및 고압 공급펌프 등
을 기존 엔진에 큰 변경없이 교체가 가능합니다.
먼저 커먼레일에 대해 간단히 설명드리면...
커먼레일은 연료분사시스템의 한 종류입니다.
common rail 이라는 말에서 알 수 있듯이 공용화된 하나의 레일을 통해서 연료가 공급되어 실린더 내로 직분사됩니다.
일반 기계식 분사방식에 비해서 고압(1300bar 이상)으로 연료분사가 되는 것이 특징이죠.
커먼레일시스템을 개발하여 공급하고 있는 업체는 대표적으로 보쉬와 델파이가 있습니다.
우선 보쉬는 벤츠와 공동으로 커먼레일 시스템을 최초로 개발한 회사입니다.
그만큼 가장 앞서나가는 기술을 가지고 있다고 평가되고 있습니다.
델파이의 경우는 원래 기술을 가지고 있던 것이 아니라 프랑스의 루카스社를 인수하면서 관련기술을 갖게 되었죠.
사실 미국은 가솔린이 워낙 보편화되어 승용형 디젤이 발달하지 못한 나라입니다.
디젤관련 앞선 기술은 유럽이 많이 가지고 있습니다.
독일의 지멘스VDO와 일본의 덴소(DENSO)에서도 커먼레일 기술을 가지고 있습니다.
지멘스VDO의 경우도 기술력으로 보면 만만치 않습니다.
차세대커먼레일인 피에조 방식의 인젝션시스템도 개발했죠.(현재 대부분 사용하는 방식은 2세대로서 솔레노이드 방식을 사용합니다.)
피에조 방식의 인젝션 시스템은 보다 초고압으로의 분사가 가능합니다.
현재 국내커먼레일 차량은 모두 솔레노이드 방식으로 분사압이 1600bar 이하인데, 3세대 피에조 커먼레일은 1800bar 이상을 낼 수 있습니다.
물론 세대에 대해서는 논란이 있을 수 있습니다만(렉스턴도 3세대라고 광고함)
하지만, 보통 분사압력으로 세대를 구분하며...
1800bar 이상의 시스템을 진정한 3세대 커먼레일로 보고 있는 것이 맞습니다.
쌍용 커먼레일엔진은 국내 디젤차량중 최초로 16비트가 아닌 32비트 ECU를 사용합니다.
엄밀히 말해 기존 2세대보다 약간 발전한 2.5세대 정도가 되겠습니다.
1세대 : 1350bar~1400bar 이하(솔레노이드 타입 인젝터)
2세대 : 1600bar 이하(솔레노이드 타입 인젝터)
3세대 : 1800bar 이상(피에조 타입 인젝터)
국내 커먼레일 장착 차종을 보면 보쉬와 델파이가 가장 많습니다.
<보쉬 커먼레일>
산타페, 투싼, 트라제XG, 스포티지, 엑스트랙 -> 1세대 D-엔진(2000cc)
스타렉스, 쏘렌토, 포터2 -> 2세대 A-엔진(2500cc)
타타대우상용차 노부스(대형트럭)
<델파이 커먼레일>
테라칸(145마력), 카니발, 봉고3 -> 2900cc (1세대 J-엔진) Multec™ DCR 1400
뉴렉스턴(170마력), 로디우스(165마력) -> 2700cc (2세대 D27DT엔진) Multec™ DCR 1600
테라칸(165~174마력) -> 2900cc 2세대 Multec™ DCR 1600
<기타>
현대 e-카운티, e-마이티 2.5톤/3톤 -> 덴소 커먼레일 시스템
대우버스 로알하이데커
참고로 테라칸의 경우 초기모델은 1세대 방식이었으나...
얼마전에 분사압력을 1600bar로 높이면서 2세대 방식으로 바뀌었습니다.
(Multec™은 델파이사의 커먼레일 상표명입니다.)
해외차종을 보면 유럽쪽이 압도적으로 많이 사용합니다.
벤츠의 거의 전승용차종...한국에 판매되고 있는 것은 주로 M-CLASS이구요.
M-CLASS 외에도 A-CLASS, C-CLASS, E-CLASS, SMART 까지...
벤츠의 경우 대부분 보쉬제품을 사용합니다.
BMW에도 거의 전승용차종.. 3,5,7 시리즈 등...
아우디, 폭스바겐, 르노, 푸조/시트로앵, 피아트 등 모델명을 다 열거하기도 힘들정도..
유럽의 회사들은 다양한 회사의 인젝션 시스템을 사용하고 있죠.
보쉬, 지멘스VDO, 델파이 등...
다음은 델파이의 커먼레일을 사용하는 회사들입니다.
Ford, Renault, PSA Peugeot Citroen, 현대,기아,쌍용
일본차종 중에서는 도요다, 이스즈 등이 있구요.
도요다의 경우는 덴소의 커먼레일시스템을 사용합니다.
이스즈는 주로 델파이와 공동개발한 커먼레일 시스템을 장착하고 있죠.
(이스즈도 GM 계열임)
미국은 델파이가 있음에도 자국에는 커먼레일디젤을 거의 사용하고 있지 않죠.
워낙에 가솔린 가격이 싼데다가 승차감 소음면에서 열세인 디젤을 굳이 사용할 필요를 못느끼는 편입니다.
제가 알기로 미국차량 중 커먼레일을 장착한 차량은 지프 그랜드체로키 정도입니다.(이 차량도 주로 수출용임)
물론 이 엔진은 크라이슬러가 자체개발한 엔진이 아니라 벤츠의 M-CLASS와 공용화한 엔진입니다.
ps. 참고로 요즘 VGT를 장착한 차종도 나오고 있는데...
이것은 커먼레일 자체와는 직접적인 관련이 없는 장비입니다.
터보차져의 한 종류로서 전자제어를 통해 가변용량 제어가 가능한 시스템이죠.
아무튼 커먼레일과 결합되어 VGT 시스템을 장착하면 뛰어난 성능 향상효과가 있습니다.
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◀ 커먼레일 연료분사 시스템의 이해(1) ▶ 트라제XG, 싼타페에 적용된 디젤엔진의 커먼레일 연료분사 시스템에 대해 알아보도록 하겠습니다. 1. 시스템의 개요 1) 적용 영역 2) 기 능 - ECU
위의 센서로부터 입력신호를 받은 ECU는 운전자의 요구(액셀러레이터-페달 설정)를 기록하고, 엔진과 차량의 순간적인 작동성능을 총괄적으로 정의하며, 센서로부터 나오는 신호를 데이터라인을 통해 받아서 처리하게 됩니다. 이러한 정보에 근거하여, ECU는 차량과 특히 엔진에서 개/폐-루프 제어동작을 중재합니다. [그림 1] 커먼레일 분사시스템의 예 ① 기본적인 기능 ② 부가 기능 2) 분사 특성 [그림 2] 재래식 분사시스템의 연료 방출율 곡선 비록, 솔레노이드 밸브로 제어되는 디스트리 뷰터식 펌프에서는 파일럿 분사단계의 도입이 개발진행되고 있지만, 기존의 시스템에서 압력발생과 분사된 연료량의 공급은 캠과 펌프 플런저에 의해 서로 연결되고, 이것은 분사특징에 다음과 같은 영향을 미칩니다. 그 결과는 다음과 같이 나타납니다. - [그림 2]참조 - 최대압력은 연료 분사펌프의 구성 성분과 운전의 기계적 부하에 대해 결정적인 역할을 합니다. 따라서, 기존의 연료분사 시스템에서 최대압력은 연소실에서 형성되는 공기/연료 혼합물의 량에 결정적으로 작용합니다. ② 커먼레일의 분사 특성 이러한 요구는 파일럿과 주 분사 특징을 가지는 커먼레일 분사시스템에서 실현되고, 커먼레일 시스템은 모듈시스템이기 때문에, 기본적으로 다음의 구성요소가 분사특징에 대해 주요 역할을 합니다. [그림 3] 커먼레일 분사시스템의 연료 방출율 곡선 다음의 구성요소는 또한, 시스템을 동작하기 위해 요구되는 것들입니다. 승용차 시스템에 대해, 반경-피스톤 펌프는 압력발생을 위해 고압펌프를 사용하게 되는데, 압력은 분사과정에 독립적으로 생성되고, 고압펌프의 속도는 불변 전달률(non-variable transmission ratio)을 가지며, 엔진속도에 직접적으로 연결되어 있습니다. 요구되는 고속 솔레노이드 스위칭(개폐)은 높은 전압과 전류에 의해 달성되는데, 이것은 ECU에서 솔레노이드 밸브 트리거단계가 순차적으로 설정되어야 함을 의미하며, 분사의 개시는 EDC(전기적 디젤 제어)의 각도-시간 제어시스템에 의해 제어되는데, 이것은 엔진속도를 기록하기 위한 크랭크 샤프트에 있는 센서와 상태감지(working cycle)를 위한 캠 샤프트에 있는 센서를 사용하게 됩니다. ③ 파일럿 분사 (Pilot injection) 이러한 효과는 연소 소음과 연료 소비율, 그리고 많은 경우에 배기가스를 감소시킵니다. [그림 4] 파일럿 분사가 없는 방출율 곡선 [그림 5] 파일럿 분사가 있는 방출율 곡선 ④ 메인 분사 (Main injection) 3) 배기가스 저감 이러한 것들은 모두 엔진의 배출가스와 연료 소비율에 영향을 미치며, 높은 연소온도와 산소의 고농도는 NOx의 발생을 증가시킵니다. 그을음(Soot)은 공기부족과 부적절한 공기/연료 혼합물 때문에 증가합니다. ② 엔진에서의 측정 ③ 배기가스 재순환 (EGR) ④ 연료분사의 영향 ⑤ 분사 시작 ⑥ 방출율 곡선 ⑦ 연료 무화 4) 연료 시스템 [그림 6] 커먼레일 연료 시스템 ① 저압 연료 공급계통 ▶ 1차 공급펌프 ▶ 연료 필터 ② 고압 연료 공급계통 ▶ 고압 펌프 ▶ 고압 어큐머레이터 (레일) ▶ 인젝터 ▶ 고압 부문의 연료라인 지금까지 커먼레일 연료분사 시스템의 개요에 대해 알아보았습니다 |
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미래의 직분사 디젤 엔진 |
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디젤 엔진의 매연을 줄이는 방법은 엔진 개선, 배출가스 후처리 기술, 연료의 변환 등이 있다. 엔진 쪽에서는 연료 분사장치의 전자화와 가변 터보 및 전자식 EGR 밸브를 쓰는 것으로 배출가스를 줄인다. 후처리 기술은 NOx와 PM을 낮추는 촉매장치에 관심이 모아진다. 연료의 황을 줄이고 바이오 디젤 등을 써서 촉매를 보호하고 CO₂ 발생을 줄이는 방법도 추진되고 있다 |
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미래의 무공해차(Zero Emission Vehicle)는 수소를 연료로 쓰는 연료전지(Fuel Cell)차가 될 것이 거의 확실하다. 하지만 그 중간단계인 저공해차에 대한 접근방식은 조금씩 다르다. 미국은 휘발유 엔진의 연비 향상, 일본은 휘발유 엔진+전기모터를 이용한 하이브리드카의 연구에 집중하고 있다. 이에 반해 유럽은 저연비 디젤 엔진 개발에 힘을 쏟고 있다. |
다른 방법은 엔진 구조를 바꾸는 것이다. 피스톤 안쪽을 파내 압축비를 높이는 것과 동시에 실린더 안에서 공기가 소용돌이를 일으키도록 리엔트라(Reentrant) 형태의 연소실을 쓴다. 흡기가 빠른 소용돌이를 일으키면 고회전에서 연소가 잘 되지만 NOx는 증가한다. 때문에 저속에서는 큰 소용돌이를 만들고 고속에서는 많은 공기를 들여 보내는 가변 흡기 시스템이 쓰는 것이다.
연소 후의 처리 기술
산화촉매·DPF·SCR
출력이 올라가면 어느 정도는 배출가스가 늘어난다. 때문에 배출가스의 오염물질을 촉매와 필터를 이용해 거르는 후처리 기술이 필요하다. 휘발유 엔진에는 백금과 로듐, 팔라듐 등을 고온의 배기가스로 가열해 CO, HC 등을 공기 중의 산소와 반응시켜 CO₂와 물(H₂O)로 되돌리는 삼원촉매장치가 달린다.
디젤 엔진은 이런 산화촉매 외에 NOx와 PM을 줄이기 위한 별도의 촉매가 필요하다. NOx 산화촉매는 배기가스 중에 포함된 HC를 이용해 질소와 이산화탄소, 물 같은 무해한 물질로 바꾼다. 연소가 잘될 때는 HC의 농도가 떨어지기 때문에 ECU에서 주분사를 한 직후(배출가스가 나가기 전) 약간의 연료를 뿜는 포스트 인젝션(post-injection)으로 필터에 HC를 공급한다.
최근 벤츠가 대형 트럭에 달기로 한 NOx 저감기술은 SCR(Selective Catalytic Reduction)이다. 요소(Urea)를 물과 섞어 배출가스에 뿌리면 촉매에 의해 NOx는 물과 질소로 바뀌는데 정화율이 70% 이상인 것으로 알려졌다.
PM을 줄이기 위해서는 DPF(Diesel Particulate Filter Trap)를 단다. CRT(Continuously Reganerative Trap)는 촉매 내부에 PM을 잡아 두고, 일정 기간이 지나면 PM을 촉매 안에서 태워 재생하는 기술이다. CRT는 현재 폭스바겐, 푸조 등이 실용화해 입자상 물질을 70% 이상 줄였다. CRT는 값이 비싸고 재생 기술이 필요한 단점이 있다. 가장 먼저 DPF를 쓴 푸조는 필터 안에 PM을 모았다가 주행거리가 12만km 정도 되면 교체하는 방식을 도입하고, 현재는 연료에 철이나 세륨을 더해 필터를 청소하는 CRT 방식을 내놓았다. 폭스바겐과 BMW, 벤츠에서는 700km 정도마다 자체정화가 이뤄지는 CRT를 단 차를 내놓았다.
유럽 메이커의 후처리 기술은 우리에게도 시급하다. 엔진 구조나 연료분사 시스템은 일정 수준에 올랐으나 아직 국내에는 DPF 필터를 단 차가 없다. 유럽 수출과 엄격해진 국내 기준에 맞추기 위해서는 우리도 관심을 가져야 한다.
연료의 개선
대안이 될 수 있는 바이오 디젤
매연을 줄이기 위해서는 황(S)의 양을 줄이는 것이 중요하다. 연료에 포함된 황은 연소 과정을 거치면서 이산화황(SO₂) 등으로 바뀐다. 이것은 산성비의 원인이 되는 것은 물론이고 촉매 등 배출가스 정화장치에 악영향을 미친다.
특히 디젤 엔진은 배기가스를 재순환시키는 EGR의 역할이 중요하다. 연소실을 빠져 나가면서 SO₂로 바뀐 황은 공기 중의 수분과 결합해 황산으로 변해 금속을 부식시킨다. 산화촉매 등의 후처리 장치를 단 차는 황 함유량이 50ppm 이하인 연료를 써야 효과를 볼 수 있다.
또 경유의 대부분을 구성하는 세탄(Cetane) 비율을 높이면 분자의 미립화가 쉬워 오염물질을 상당히 줄일 수 있다. 유럽을 중심으로 연구가 활발한 바이오 디젤(Bio diesel)은 세탄가가 높고, 쓰고 남은 콩기름이나 옥수수유 등에서 추출할 수 있어 재활용의 이점도 있다.
다임러크라이슬러와 폭스바겐은 선디젤(Sun diesel)이라는 이름으로 바이오 디젤 공장을 만들었다. 연구 결과에 따르면 유로Ⅲ 기준에 맞는 디젤차에 선디젤을 쓰면 기계적인 변화 없이 유로Ⅳ 수준을 만족시킬 수 있다고 한다. ‘공장-연료-엔진-배출가스’의 과정에서 CO₂가 더 늘어나지 않아 획기적인 방법으로 평가받고 있다.