유로6 (Euro6) 이야기 2편 - 트랙스 디젤의 LNT
안녕하세요. 북극여우입니다.
지난 시간에는 유로6 디젤의 규제 관련 법규를 설명드렸는데요(아래 링크에서 해당 글을 보실 수 있습니다). 이번에는 배기가스 규제를 맞추기 위한 기술인 LNT에 대하여 설명을 드리고자 합니다.
유로6 디젤 규제를 맞추기 위한 방법의 하나는 LNT(Lean NOx trap) 입니다. 풀어서 말하면 질소산화물을 일시적으로 잡아두는 장치입니다. 이 장치가 트랙스 1.6L 디젤에 적용이 되어 있습니다.
유해배기가스의 정화원리
일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)와 같은 배기가스를 정화하기 위해서는 산소(O2)결합을 이용한 산화반응이 사용됩니다. 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)를 산소(O2)와 결합시켜서 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 바꾸는 것입니다. 그러나 질소산화물(NOx)을 정화하기 위해서는 환원반응 즉 산소(O2)를 떼어내는 반응이 필요합니다. 이렇게 산소(O2)를 떼어낼 때 필요한 물질을 환원제라고 하는데 환원제로 배기가스에 있는 일산화탄소(CO)를 이용하는 방법이 있습니다. 이 방법을 바로 LNT (Lean NOx Trap)이라고 합니다. LNT로 질소산화물(NOx)을 정화하면 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 물(H2O)이 나옵니다. 이러한 LNT 외에도 질소산화물(NOx)을 정화하는 방법으로 SCR(Selective Catalytic Reduction)이 있는데 이는 외부 저장 탱크에서 유레아의 암모니아(NH3)를 이용해 질소산화물을 정화하는 방법입니다. SCR에 관해서는 다음편에서 좀 더 자세히 설명하도록 하겠습니다.
LNT (Lean NOx Trap)에 대해 좀 더 자세히 설명을 하겠습니다. Lean 이란 공기/연료의 비율 중 공기가 많은 상태를 의미합니다. 다른 말로는 희박 연소라고도 합니다. 이 상태에서는 질소산화물(NOx)이 다량으로 발생됩니다. 발생한 질소산화물(NOx)을 촉매에 잠시 붙잡아 두었다가 (Trap) 연소실 조건을 Rich, 다시말해 공기/연료의 비율 중 연료가 많은 상태로 의도적으로 만든 후, 불완전 연소로 남은 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)를 이용하여 질소산화물(NOx)을 질소(N2)와 이산화탄소(CO2) 그리고 물(H2O)로 정화합니다.
LNT 방식은 별도의 추가적인 장치없이 기존의 정화장치를 이용하는 장점이 있으나 EMS 의 정확한 'Lean/Rich control', 공기/연료의 비율 중 연료의 비율에 대하여 민감한 조정을 필요로 합니다.
트랙스 디젤은 독일 오펠에서 개발된 1.6리터 CD Ti 디젤엔진과 3세대 6단 자동변속기가 탑재되었습니다. 먼저 유럽에서 유로6 디젤법규에 대응을 시작하면서 엔진과 미션의 조합이 검증되었습니다. 트랙스 디젤은 최고 출력 135마력, 최대 토크 32.8kg.m로 국내의 1.6L 디젤 동종차량 대비 마력과 토크에서 앞서는 수치로 성능 역시 뛰어납니다.
뛰어난 성능은 물론이거니와 환경에 미치는 영향까지 고려해야 하는 현대 자동차 산업에서 관련 기술의 중요성은 앞으로 점점 더 증가할 것입니다.
이번 포스팅에서는 유로6 배기가스 규제를 충족하기 위한 기술인 LNT를 트랙스 디젤을 통해 살펴봤습니다. 다음편에서는 올란도 디젤에 적용되어 유로6(Euro6) 배기가스 법규에 대응하는 또다른 기술인 SCR에 대하여 설명을 드리겠습니다.
이상, 북극여우였습니다.
