[정비글] 현대디젤지게차 후처리 장치 관련 설명글 입니다

[현대지게차(주)형제중기/김선호과장]

안녕하세요 (주)형제중기 현대지게차 경기북부 대리점 김선호 과장 입니다

오늘 설명글은 후처리 장치 관련 설명글입니다

국내 배기가스 규제 4단계가 끝나고 5단계를 충족하기 위하여 현대지게차에서 출시되는 디젤지게차

모델들이 규제에 맞춰 모두 바뀌게 되었습니다

기존 장비 모델들에 장착되어있던 후처리 장치에 DPF,DOC,EGR,SCR 등 이 추가로 장착되었습니다

오늘은 생소하게 느껴질 수 있는 배기가스 저감장치(후처리장치)의 종류에 대하여 간략하게

알아 보겠습니다

배기가스 저감장치는 장비에서 배출되는 질소산화물 등 대기오염 물질을 줄이기 위해 부착하는 장치로

크게 SCR(선택적 촉매 환원법,요소수주입), EGR(배기가스 재순환 장치), DPF(디젤 매립자 필터)

등 이 있습니다

디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 일반적으로 이산화탄소의 배출량이 적고 열효율이 높으며 내구성이 좋지만,

디젤엔진의 내구진행시 미세먼지로 알려진 입자상 물질과 일산화질소나, 이산화질소와 같은

질소산화물이 많이 배출됩니다

이런 물질들은 인체에 유해할 뿐 만 아니라 대기오염의 주요 원인이 됩니다

이에 따라 디젤엔진이 배출하는 오염 물질을 줄이기 위한 기술 개발들이 계속 이루어 지고 있고

디젤엔진 장비에 후처리 장치가 장착되는 이유 입니다

이러한 저감장치(후처리장치)에는 SCR,EGR,DPF,DOC 등이 있습니다

엔진에서 배출되는 배기가스는 크게 질소화합물,미세입자들이 배출이 되는데

SCR과EGR은 질소화합물을, DPF는 배기가스 후처리 장치로 미세매연 입자를 주로 처리 합니다

먼저, SCR 장치에 대해 알아 보겠습니다

1.SCR(선택적 촉매 환원) 장치

SCR(Selective Catalyst Reduction)은 선책적 촉매 환원법을 의미합니다, 질소산화물(NOx)를 촉매 하기 위해서

선택적으로 암모니아(NH3요소수)와 반응 시켜

물과 질소로 환원 시키는 방법 입니다

요소수라고 부르는 유레아(Urea) 수용액이 환원제가 되어 다량 발생하는 일산화탄소를 줄이는데

일산화탄소를 줄이는 수치로는 약 65~85%의 감소 효과가 있는 것으로 알려져있습니다

SCR은 연료를 추가적으로 분사하거나,EGR(배기가스 재순환)장치를 통한

축적물을 만들지 않는다는 점에서 연비 개선은 물론,

엔진 내부를 오랫동안 깨끗하게 유지할 수 있다는 장점이 있습니다

2.EGR(배기가스 재순환 장치)

EGR(Exhaust Gas Recirculation)은 배기가스 재순환 장치로, 엔진에서 연소한 배기가스 일부를

다시, 엔진으로 재순환시켜 연소실 온도를 낮추고, 이로 인해 질소산화물 억제를 유도하는 저감 장치 입니다

즉, 배기가스가 재순환하면 연소실 온도가 낮아지고 이과정에서 질소산화물 배출되어 줄어드는 원리 입니다

질소산화물은 연소 온도가 2,000℃ 를 넘으면 급격히 증가하므로 질소 산화물을 감소시키기

위해서는 연소 최고 온도를 낮추어야 합니다

배기가스의 일부(혼합기의 약 15%)를 재순환 시키면 연소실 내에 불활성 가스인 이산화탄소가 유입되어

폭발행정(동력행정) 시의 연소 온도가 낮아지게 되어

질소산화물의 양은 많이 감소하게 됩니다

EGR은 엔진제어장치(ECU)의 입력 신호에 따라 개폐되는 EGR밸브, 흡기관과 배기관 사이의

EGR통로, 연소실로 재순환되는 배기가스 온도를 낮추기 위한 별도의 EGR 냉각기로 구성됩니다

ECU 앤진 제어 장치

EGR은 항상 작동하는 것이 아니라 출력이 필요한 상황에는 엔진 제어장치인

ECU(Electronic Control Unit)을 통해 밸브를 닫아 순수 연료만을

연소시키고, 출력이 필요하지 않을 때에는 밸브를 열어 불연소 가스를 주입 합니다

EGR은 엔진 구동시 흡기 쪽으로 공기가 유입되어 터보차저를 통과 하게 됩니다 그다음,

체크 밸브에서 재순환가스와 혼합된 뒤 엔진에서 가스가 연소합니다

이곳에서 연소한 가스 중 일부는 배출되며 일부는 순환됩니다

이후 높은 온도의 배기가스가 그대로 흡기 쪽으로 재순환 될 경우

연소실의 온도를 높일 수 있기 때문에, 흡기쪽으로 재순환 되기 전 에 냉각기가 작동되어

배기가스를 냉각 시키게 합니다

3. DPF(디젤 미립자 필터)

DPF(Disel Particulate Filter)는 디젤 미립자 필터로, 디젤 차량의 배기가스 중 미세매연 입자

(PM: Particulate Matter) 를 포집 물질 속 미량 성분을 분리하여 모은 후

연소시켜 제거하는 배기가스 후처리 장치 입니다

미세매연 입자는 도로에서 흔히 볼 수 있는 매연이라고 볼 수 있는데, DPF를 통해 50~80%까지

줄일 수 있습니다

DPF 에서 재생이라고 부르는 원리는 배기가스 중의 미세매연 입자가 필터 벽면에 포집되어

포짐된 미세매연 입자는 퇴적되고, 산화되어 이산화탄소,물로 배출 되면서

배출되는 원리 입니다

배기가스에는 퇴적된 미세매연 입자를 자체적으로 연소시킬 만큼 충분한 양의 산소가

포함되어 있는데, 여기서 이 연소 과정을 '재생' 이라고 합니다

일반적으로 DPF 앞에 DOC 라는 장치가 장착되는데, 이 장치는 탄화수소,일산화탄소를 줄이고

그 반응열로 배기가스 온도를 높이는 역할을 합니다

또한 DPF 가 장착된 장비에는 반드시 전용 엔진오일을 사용해야 합니다

일반 엔진오일을 사용해도 당장은 문제가 발생하지 않지만,

장시간 사용 시에는 고장의 원인이 될 수 있습니다 따라서, 오일 품질 기준인 ACEA 등급 중 C 등급

오일을 사용 해야 합니다

이상으로 장비의 장착된 후처리 장치에 대하여 간략하게 알아 보았습니다

생소하고 어렵게 느껴질수도 있는 후처리 장치로 인해 불편하신 분들은 망설이지 마시고 연락주세요

친절하게 상담 도와드리겠습니다

감사합니다.

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유익한 정보 감사드립니다~