자동차 엔진관련 용어 |

[김기사]

DPF (Diesel Particulate Filter)



디젤엔진에서 배출되는 파티큐레이트(PM)를 걸러주는 후처리 장치로서 DPF 시스템은 세라믹 필터와 재생장치로 구성된다. 재생장치는 전기히터 방식, 버너방식, 역풍 방식, 연료첨가제 방식, 첨가제 방식 등이 있다.



MCC (Manifold Catalystic Converter)



배기관 접합부에 내장형으로 설치하는 형식의 촉매장치이다. 주철제 배기관내에 내열성 코어를 조립한 구조이며 펠리트 식(Pelette type)과 모노리스 식(Monolith type)이 있다.



Lean NOx 촉매



배기가스 규제가 ULEV 수준으로 엄격해 지면서 희박연소 가솔린엔진에서 Lean NOx촉매를 사용하는 것처럼 디젤엔진에서도 사용이 고려되고 있다. 현재 연구되는 시스템은 SCR(Selective Catalytic Reduction)시스템과 DeNOx촉매가 있는데 정화효율을 더욱 높여야 한다.



디젤 산화촉매



디젤 산화촉매는 배출가스중 미연가스 성분인 HC 30-80%, CO의 40-90%를 저감하고 SOF도 50-80% 제거하여 전체 PM의 약50%를 저감한다. 그러나 400℃ 이상의 고온에서 배출가스 성분에 포함되는 Sulfur dioxide로부터 황산을 생성하기 때문에 연료의 저유황화가 필수적으로 요구된다.



전기가열식 촉매 (EHC: Electrically Heated Catalysts)



냉간시동후 1-2분 동안은 촉매의 정화효율이 낮고, 공연비가 농후한 상태로 운전되기 때문에 HC, CO이 배출량이 상당히 많다. 따라서 이러한 배출물을 줄이려면 촉매를 빨리 정화효율이 좋은 온도까지 상승시켜야 하며, 이런하 목적으로 전기에너지로 금속촉매 담체를 가열시켜 냉간 시동시 HC, CO 배출량을 줄이도록 한 촉매가 EHC 이다.



유닛 인젝터(Unit Injector)



디젤엔진에서 분사펌프와 노즐이 분리되어 있는 것을 일체로 한 것으로 노즐과 같이 엔진의 각 실린더에 부착된다. 분사 고압파이프가 없으므로 Dead volume이 작으며 고압으로 분사하기 용이하다. 또한 연료의 통로가 짧으므로 펌프에서의 압송시간이 단축되어 시간지연, 잔압, 반사파등 이상 분사를 일으키는 원인이 제거되는 장점이 있다.



파일럿 분사 (Pilot Injection)



디젤엔진에서 착화지연 기간중에 약간의 연료를 분사한 후 이것을 착화원으로 하여 그후의 주분사를 빠르게 착화연소시키는 것을 말한다. 연소 초기의 급격한 실린더 압력 상승이 억제되므로 디젤 녹크가 경감되어 소음이 감소하므로 최근 신개발 직분 디젤엔진에 많이 채용되고 있다.



미국의 대기정화법(Clean Air Act)



90년 10월 미국은 대기정화법규를 강화하여 연차적으로 LEV(Low Emission Vehicle), ULEV(Ultra Low Emission Vehicle)과 대체연료 자동차 및 ZEV(Zero Emission Vehicle) 등 무공해 자동차의 개발을 촉구하고 있다.

'93년 부터 '98년까지 연차적으로 적용되는 배기가스규제는 0.25HC('93), TLEV(Transitional Low Emission Vehicle; 0.125HC, '94), LEV(0.075HC,'97), ULEV(0.040HC,'97), ZEV('98) 등으로 강화되고 있으며, 특히 캘리포니아 지역에서는 년도별로 이 지역에서 판매되는 자동차의 일정비율을 무공해 자동차로 구성 할 것을 요구하고 있다.



FLEXIBLE FLYWHEEL



얇은 철판으로 만든 플레이트(Plate)와 그것에 붙어있는 주철로 만든 Mass(Clutch의 Bushing면도 겸함) 로 구성되며, 플레이트는 Crank Shaft Rear면에 플라이휘일 볼트로 체결되어 있음. 부착된 Mass는 크랭크샤프트에 대하여 회전방향으로는 강성이 있지만 트러스트방향(크랭크의 길이방향)으로는 유연한 구조로 되어있다.

이 플랙시블 플라이휠의 목적은 플라이휠 면의 흔들림에 따른 Power Train의 진동을 억제하는 것이다. 크랭크샤프트는 연소에 의한 폭발력을 피스톤→콘로드→크랭크 핀의 순서로 받아서 굽힘력을 받으며, 크랭크가 구부러져서 회전하면, 여기에 붙어있는 플라이휠 면도 흔들리면서 회전하고, POWER TRAIN을 진동하게 한다.



이 때 플렉시블 플라이휠을 사용하면, 크랭크가 흔들려서 플레이트가 진동해도 유연한 구조로 붙어있는 MASS는 자신의 회전관성에 의해 진동을 발생하지 않고 회전하게 되는 것이다.



듀얼모드 댐퍼



크랭크샤프트 댐퍼의 일종으로 비틀림진동외에 굽힘진동도 감쇄하는 타입을 듀얼모드 댐퍼라고 부른다. 일반적인 댐퍼의 외주 질량외에 내주 질량을 부가해서 듀얼모드로 한 것으로 크랭크축 선단의 굽힘진동을 동시에 억제하므로 소음억제에 효과가 있다.



스퀴시(SQUISH)



피스톤과 실린더헤드사이의 좁은 공간에서 압축행정 말기에 피스톤의 상승운동으로 발생 하는 연소실 내측으로의 가스의 유동으로 연소실 중앙으로 향하는 난류를 생성시켜 화염전파속도의 증대로 KNOCKING을 방지하며, SQUISH부는 1-2mm의 좁은 폭이고, 실린더 헤드도 150-200℃로 저온이기 때문에 END GAS의 自發火를 방지한다.



도요타 엔진의 경우 저중속 토오크를 중시하는 세단형차에는 스퀴시를 넓게(FULL SQUISH AREA) 두어 단시간에 연소가 이루어지게 하며 고속성능을 중시하는 SPORTY CAR 종류는 스퀴시를 줄이고 밸브면적을 크게하여 단시간에 다량의 공기가 흡입 및 배출되도록 하는 설계를 한다.



스월포트(SWIRL PORT)



스월이란 흡기가 연소실로 들어갈때 실린더축을 중심으로 회전하면서 들어가는 현상으로 공기,연료의 원활한 혼합과 연소속도를 빠르게함. 이와같은 스월이 발생하도록 설계된 흡기포트를 스월포트라 한다.



옥탄가



녹킹이 일어나기 어려운 성질을 내폭성이라고 하며, 내폭성은 연소실 형상 및 연료의 성질과 관련이 있다.

이중 연료의 내폭성을 나타내는 척도가 옥탄가이다. 옥탄가 결정은 내폭성이 큰 이소옥탄의 값을 100으로 하고, 반대로 내폭성이 아주 작은 정헵탄의 값을 0으로 해서, 어떤 연료의 내폭성이 이소옥탄 x%와 정헵탄 (1-x)%의 혼합연료와 같을 때, 이 연료의 옥탄가를 x로 정한다. 실제시험은 C.F.R(Cooperative Fuel Research)기관이라고 부르는 가변압축비 기관을 이용하며, 압축비를 변화하면서 표준연료와 측정연료의 녹킹을 일으키는 상황을 비교하여 구한다. 일반적으로 가솔린은 옥탄가가 낮기 때문에 (55-65 정도) 여러 가지 첨가제를 사용하며, 과거에는 4에틸납을 주로 사용했으나, 최근에는 납이 인체에 유해하기 때문에 벤젠이나 톨루엔등을 사용한다.



세탄가



압축착화기관에서 사용되는 연료는 발화성이 발화지연에 큰 영향을 주며, 디젤연료의 착화성의 우열을 나타내는 지표가 세탄가이다.

세탄가는 발화성이 좋은 세탄과 발화성이 나쁜 알파-메틸나프탈렌의 세탄가를 각각 100과 0으로 하여, 일정한 용적비율로 섞어 표준연료를 만들고, 어떤 연료의 착화성이 세탄 x%의 표준연료와 동일할 때 이 연료의 세탄가를 x라고 정한다.

실제시험은 옥탄가 측정과 마찬가지로 C.F.R 디젤기관을 사용하며, 세탄가를 높이기 위한 발화촉진제로는 아초산아밀이나 아초산에틸렌 등이 사용된다. 그러나 세탄가가 너무 높으면 조기연소 문제가 생기기 때문에 디젤엔진의 경우 약 40-60정도가 적당하다.



공기과잉율



엔진에 공급되는 공기와 연료의 질량비를 공연비라고 하며, 실제 운전에서 흡입된 공기량을 이론상 완전연소에 필요한 공기량으로 나눈값을 "공기 과잉율"이라고 한다.

공기과잉율, λ = 실제 흡입공기량/이론상 필요한 공기량 한편, 공기과잉율의 역수를 당량비라고 한다