LPG 차량에 대한 잘못된 지식

[늘푸른숲]

1. LPG 차량에 대한 잘못된 지식

언제인가 인터넷의 지식iN에는 유용한 정보들을 먼저 찾아 보는 만물창고 같은 곳이 되었다.

하지만, 그 지식들 중에는 잘못 와전되어 중,고등학교 수준의 과학 상식에도 못 미치는 정보가 많습니다.

그 오인된 정보들 중에 특히  "날씨가 추우면 엘피지 가스가 얼게되어서 시동이 잘 안걸린다"는 지식을

다시금 올바로 고쳐 놓아 "엘피지 가스는 날씨가 추워도 자연적인 저온에서는 절대 얼지 않는다" 는

정확한 정보와 지식이 검색되었으면 하는 바램입니다.

2. LPG란 무엇인가?

액화석유가스 LPG( : Liquefied  Petroleum Gas ) 유전에서 원유 채취시 혹은 원유를 정제시 나오는

탄화수소를 비교적 낮은 압력을 가하여 냉각.액화 시킨 것으로, 자동차에 사용하는 LPG는

 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한다.

가정에서 혹은 식당에서 사용하는 LPG는 주로 프로판을

자동차와 가스라이터등에서는 부탄이 사용된다.

3.  LPG 의 특성 .

    가. LP가스의 비중

         비중이란 기준이 되는 유체와의 동일 부피 상태하에서의 무게 비를 말한다.

         LP가스의 비중은 일반적으로 0 'C , 1 기압(표준상태)인 공기의 무게에 대한 같은 부피의 무게비로

         LP가스의 비중은 1보다 크며 공기보다 무겁기 때문에 누출시 바닥과 낮은 곳에 가라앉아 있게된다.

         프로판 비중 1.52

         부   탄 비중   2  

   나. 비점 

         액체는 열을 가하면 그 열을 흡수하여 액체표면에서 기체가 되어 날아가 버린다.

         이 표면의 액체가 날아가는 것을 증발이라고 한다.

         액체를 계속 가열하여 온도를 계속 높여 주면 액체의 표면뿐만 아니라 액체의 내부에서도

         왕성하게 증발하게 되며 (물의 경우 끓는 현상) 이 현상을 비등이라고 한다. 다시 말해 비점.

         표준 대기압의 1기압상태에서

         물의 비점은         100 'C 가된다.

         프로판의 비점은  -42.1 'C

         부탄의 비점은      - 0.5 'C  

         이 이야기는 물은 100도에서 끓게 되고, 프로판은 영하 42도에서 끓고,

         부탄은 영하 1도만 되어도 끓어 버리게 된다는 말이다.

    다. 증기압

       소형 라이터 가스와 자동차는 부탄이 사용된다고 위에서 말씀드렸습니다. 

         하지만 담배를 피는 사람들이 가지고 다니는 라이터는 왜 끓지 않고 액상태를 유지할까요?

         그건 막힌 라이터 공간에서 증발된 부탄 가스의 증기압이 부탄이 액체 상태를 유지하도록

         가압하고 있기 때문입니다.

        이때의 액 상태를 유지하고 있는 압력을 증기압 또는 포화증기압이라고 하며

        증기압은 액체의 상태에 따라 다르다.

4. LP 가스의 연료 공급

       엔진은 연료가 있어야 구동되는 기관이다. 엔진이 회전 중이라도 연료 공급이 중지되면

       엔진은 정지해 버리게 된다.  LPG를 사용하는 자동차의 연료 탱크는 우리가 알고 있는 연료 펌프가 없다.

       물론 신형 자동차(LPI,LPGI)는 탱크내부에 연료 펌프를 가지고 있다.

       LPG 자동차의 연료 즉 LP가스의 공급은 연료탱크 안의 증기압으로 이루어 진다.

       날씨가 추워지는 겨울 영하의 날씨가 되었다면

       자동차 LPG 탱크안의 증기압은 얼마가 될까?

       부탄가스의 0 'C 상태의 증기압은 0.25 kg/cm' 이다.

5. 추우면 시동이 왜 안걸리는가?

        4번 항목의 영하상태의 부탄가스 압력은 0.25 kg/cm' 이다.

        LPG  자동차의 연료 시스템은 간략하게 아래와 같다.

 연료탱크  -> 긴급차단 솔레노이드 밸브  ->기화기 ( 1차 감압실 -> 2차 감압실 )  -> 믹서 -> 엔진

         연료탱크의 0.25 kg/cm' 의 압력은

         1차 감압실을 통과하여야 2차로 감압되어 믹서를 통해 엔진으로 들어간다.

         하지만 LPG 자동차 기화기의 1차실의 기준 감압은 0.3 kg/cm' 으로

         영하상태의 외기 온도 조건의

         부탄가스 증기압인 0.25 kg/cm'의 압력은 연료 공급이 불가능하게 된다.

         설사 공급이 된다 하여도 증발이 부족한 상태가 되어

         액체 상태로 흘러 들어가게 되어 적정한 공연비를 벗어나게 되며 정상적으로 점화되지 않는다.

6. 추울 때 시동이 걸리기 위해서는 어떤 처리를 해야 하나?

         추울 날씨에 시동이 걸리기 위한 연료 공급을 해 줄 수 있는 증기압이 유지되도록

         부탄보다 비점이 낮은 프로판을 일정 비율 혼합해서 사용해 주면 됩니다.

         엘피지 충전소에서는 평균 외기 온도에 따라 LP 가스의 조성을 바꾸어서 자동차에 충전되도록

         하고 있으며 겨울철에는 일반적으로 프로판 70% 부탄 30%의 혼합기체를 저장하고 있습니다.

         일반적으로 11월 부터 다음해 3월 까지 겨울용 가스를 공급합니다.

7.  LPG 의 빙점은 몇 도 인가?

         그렇다면 LPG 가스의 어는점 혹은 고체에서 유체로 녹는  융점은 몇 도 일까?

         부탄-138.4 'C

         프로판은 -188.7 'C 이다.

         즉 자연상태의 최저온으로는 절대 자동차에 탑재된 연료인 LPG를 얼어서 움직이지 않도록 할 수 없다.

        결론적으로 LPG 가스는 영하 40도가 되어도 절대 얼지 않는다는 것입니다.

        영하로 떨어지는 날씨에 시동이 잘 안걸리는 LPG 자동차들은 연료탱크의 증기압이

        불충분하여 기화작용과 증발작용이 원할하지 않아

        연료가 적절히 엔진으로 공급되지 않고 착화하기 쉬운 기체상태로 공급되지 않기 때문입니다.