2013.05.07 08:17
디젤 엔진의 DEF-SCR 시스템


안녕하세요, 토비토커 지고릴라입니다.

고등학교(아주 먼 옛날)때 교과서에서 봤던 기억이납니다. 히에론왕이 자신의 금관이 순금인지 아니면 은이 섞여 있는지 확인하기 위해서 아르키메데스에게 확인을 요청했죠. 그리고 확인 중에 비중의 원리를 발견하게 되었습니다. 그때 유명한 말이 유레카(Eureka)입니다. 이로 인해서 시간이 지난 지금 Eureka의 뜻은 '알겠어', '바로 이거야'라는 뜻으로 사용되고 있습니다.

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아마도 한국지엠 쉐보레 자동차 엔진니어들은 제가 이번에 포스팅
유레아(Urea)를 발견하는 순간 유레카를 외쳤을 거에요(저 혼자만의 추측 ^^)


미래 자동차,연료,연료 경제성,엔진 효율


여러분들은 자동차의 미래에 대해서 어떻게 생각하세요? 지고릴라가 생각하는 자동차의 미래 모습은 좀 더 좋은 연료 경제성 을 가지는 것입니다. (Better Fuel Economy)


방법은 여러가지가 있겠지만 결국 정답은 필요하지 않을 때 엔진의 작동을 멈추는 것, 운동에너지의 재사용, 엔진을 좀 더 효율적으로 사용하는 것, 다른 에너지원의 개발 등이 아닐까 합니다. 

그리고 또 다른 자동차의 미래는 환경 보존입니다 (Environmental Preservation). 이미 유럽에서는 자동차의 배기가스 규제를 뜻하는 Euro 6가 2016년부터 점진적으로 적용될 예정입니다.

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* EURO로 뒤에 붙어있는 숫자는 EU(유럽연합)에서 채택하고 있는 자동차 배기가스 규제 기준을 의미합니다. 유럽연합은 1992년 Euro 1을 시작으로 3~5년 주기로 배기가스 규제를 강화하고 있습니다.


디젤엔진은 가솔린엔진보다 효율이 뛰어난 것으로 알려졌지만, 환경유해물질 배출로 인해 차량에 제한적으로 적용되고 있습니다. 그래서 고연비와 환경보호라는 두가지 조건을 만족시키기 위해 클린(Clean) 디젤엔진이 개발되었는데요, 이는 환경유해물질 배출을 없애는 장치가 부착되어 주목받고 있습니다. 

어른곰님이 애기하는 가솔린엔진과 디젤엔진의 차이는 무엇일까요?

 엔진

디젤엔진 

가솔린엔진 

 가격

비싸다 

덜 비싸다 

 정숙성

덜 조용하다 

조용하다 

토크 

가솔린보다 높다 

디젤보다 낮다 

연료비 

가솔린보다 저렴하다 

디젤보다 비싸다 

매연 

가솔린보다 더 

디젤보다 조금 

주 장착차량 

경상용차 

승용차 


자 그럼 디젤엔진에만 들어가는 유레아 시스템에 대해서 알아 보겠습니다. 정확히 말씀드리자면 DEF-SCR 시스템 입니다.

먼저 용어에 대해서 알아보겠습니다.

* 요소(Urea, (NH2)2CO): 질소산화물로 물에 잘 녹고, 열을 가하면 암모니아가 발생.

* DEF(Diesel Exhaust Fluid): 요소(Urea) 32.5%와 중성화된 물 67.5%의 혼합물(어는점 -11도). 저온에서는 요소가 응결되고 고온에서는 암모니아로 증발되는 특성. 암모니아이기 때문에 냄새가 있지만 마신다고 죽는 것은 아님. 부식성 있음. 직사광선이 없는 곳에 보관 필요.

* SCR(Seletive Catalytic Redution): SCR로 들어온 DEF를 기화시켜 암모니아(NH3)와 CO2를 분해시킴. 그 다음 NOX와 반응하여 무해한 N2(질소)와 H2O(물)로 전화시키는 장치 * 본래 질소는 건조한 공기에 78%함유되어 있는 원소로 사람에게는 무해하고 식물에게는 매우 유익한 원소.

유튜브에 있는 DEF 동영상 입니다. 한번 보시죠.


DEF-SCR 시스템이란 위 동영상에서 보시는것 처럼 디젤차량에서 Exhaust Pipe를 통해 배출되는 NOX을 저감시키는 장치입니다. SCR의 정의에서 말씀드린 것처럼 여러가지 화학반응을 통해서 유해한 질소산화물(NOX)을 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 변화시키는 것입니다.


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또한 위에 보시는 것처럼 DEF 탱크에서 DEF Pipe를 통해 DEF Injector까지 전달되고, SCR Catalyst를 통해 화학반응을 일으킵니다. 그리고 Exhaust line을 통해 질소와 물을 내보내며, 
DEF의 낮은 어는점(-11도)이라는 특성으로 시동이 꺼진 후 Pipe의 DEF 잔량을 역회전시켜 다시 DEF Tank로 들어오게 하는 시스템 입니다.

유레아 시스템에 대해서 알아보았습니다. 여러분들에 이해를 돕기 위해서 예상 질문과 답변을 만들어 보았습니다.

예상 질문 1 : DEF 냄새는 어떤가요?

답변 : 약간의 톡 쏘는 냄새가 납니다. 하지만 인체 그리고 자연에 무해합니다.

예상 질문 2 : DEF는 부식성이 있나요?

답변 : DEF는 부식성이 있습니다. 그렇기에 만약 차량에 묻었을 경우에는 반드시 닦아내야 합니다.

예상 질문 3 : DEF는 차량이 운행될 때 얼마나 사용되나요?

답변 : 연료소비에 년간 2%를 사용합니다. 예를 들어 트랙스를 년간 80,000Km 사용하게되면 복합연비 12.2Km/L로 년간 6,557 L를 사용하게 됩니다. 그러면 여기에 2%, 즉 년간 131L가 필요하게 됩니다.

예상 질문 4 : DEF가 없는 상태에서 차량이 운행되면 어떻게 되나요?

답변 : 우선 자동차내 계기판에 반드시 DEF양이 표시되어 있어야 합니다. 연료와 같이 양이 많지 않게되면 경고등이 들어오겠죠. 만약 완전 없는 상태라면 엔진의 힘이 줄어들게 됩니다.


지금까지 유레아에 대해 알아보았습니다. 가까운 미래에는 쉐보레 제품에서 유레아 시스템을 보실수 있을 것입니다. 쉐보레는 미래의 신기술 도입을 위해 꾸준한 노력을 기울이고 있습니다.

 

이상 토비토커 지고릴라 였습니다.

 



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  1. supercharged 2013.05.07 13:01 신고
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    성지예감



    유레카는 맨날 보면서 뭔 소린가 했는데,간단명료하게 설명 해 주셨네요^^

  2. 산타페 2013.12.19 13:59 신고
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    정비학원에서 배울땐 잘 몰랐는데 여기서 보니 이제야 이해가 가는군요 ^^