▣ 유로6 도입(2014년~)
2014년 유로6 기준이 도입되면서 자동차 제조사들은 디젤차의 배기가스를 줄이기 위해 다양한 배기가스 저감장치를 개발하여 장착하고 있습니다.
유로6란? 유럽연합에서 1992년 처음 시행한 디젤차의 배기가스 규제로서 2020년 현재 5번의 버전업을 통해 유로6까지 오게 되었습니다.
디젤차에서 나오는 주요 배기가스는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 미세먼지(PM), 탄화수소(HC)이며 유로 규제 단계가 올라갈수록 배출량을 줄이는 방향으로 가게 됩니다.
* 유로1 ~ 유로6 규제 내용(표)
현재는 유로6가 적용되고 있으며, 자동차 제조사들은 유럽시장에 자동차를 판매하기 위해서는 배기가스 배출량에 대한 유로6 규제를 충족해야 합니다.
유로1~6에 대한 규제는 유럽뿐만 아니라 한국 등 여러 국가에서 적용하여 사용되고 있습니다.
국가별로 유로3~5, PNLT, P-5/6, EPA2010 등 배기가스 배출관련 다양한 규제를 적용하고 있습니다.
주요 자동차 소비국인 미국/캐나다, 유럽연합 등은 유로6(북미는 EPA2010)을 만족해야 하니, 자동차 제조사들에서는 해당 규제를 만족하기 위해 SCR, DPF, EGR등의 배기가스 저감장치를 적용하고 있습니다.
▣ 디젤차에 요소수를 넣는 이유(배기가스 저감장치)
요소수를 사용하는 배기가스 저감장치는 SCR타입이 장착된 디젤차량에 한하여 요소수를 넣어줘야 합니다.
(DFP, EGR 장착 차량은 요소수를 넣지 않습니다.)
SCR이란 Selective Catalyst Reduction의 이니셜 글자를 딴 것으로 '선택적 촉매 저감장치' 로 볼 수 있습니다.
요소수를 사용하는 배기가스 저감방식은 연소가 일어난 후 발생되는 질소산화물이 요소수와 만나 질소와 물로 분리되는 변환시키는 형태입니다.
차량의 상태에 따라 요소수를 선택적으로 분사하여 질소산화물을 줄이는 방식으로 배기가스에 포함된 질소산화물을 효과적으로 줄일 수 있는 장치입니다.
이와 같은 방식으로 사용되는 요소수는 사용할수록 양이 줄어들기 때문에 요소수가 부족하지 않게 넣어줘야 합니다.
요소수가 일정 기준이하로 줄어들 경우 경고등이 뜨게 됩니다.
요소수는 보통 계기판에 잔량이 나오게 되며 부족할 경우 차량에서 친절하게 요소수가 부족하다는 알람이 뜨며, 일정 킬로 수 이상 주행시 시동이 걸리지 않거나 속도가 제한되는 경우도 있으니, 차량별로 요소수가 부족하지 않게 요소수를 보충해 줘야 합니다.
요소수를 넣는 방법은 자동차 주유구 옆에(혹은 트렁크 부근) DEF, Adblue(애드블루) 등의 표기가 있는 주입구가 있습니다. 트럭의 경우에는 주유구 주변이 아닌 다른 위치에 별도의 요소수 주입구가 설치되어 있는 경우도 있습니다.
주유구 주변에 있다보니 헷갈리지 않도록 주의해야 합니다. 요소수와 연료를 절대 혼입해서는 안됩니다.
요소수는 주유소나 마트, 인터넷 쇼핑몰 등에서 구입하시면 됩니다. 요소수의 경우 차량의 종류나 운전 습관, 운행 주기 등에 따라 다르기 때문에 보통 15,000km내외 혹은 1년 정도 주기로 보충해 주시면 됩니다. (경고등이 뜬다면 바로 최대한 빠른 기간 내에 보충해 주셔야 하고요!)
* 현재 자동차 업계에서 디젤차량뿐만 아니라 가솔린 차량에도 SCR 방식을 적용하기위해 개발하고 있다고 합니다.
▣ 주요 배기가스 저감창치별 구조/원리 및 장단점
1. SCR : 위에서 설명한 내용 참조하시면 됩니다.
- 장점 : 질소산화물의90% 이상을 저감할 수 있다.
엔진의 출력과 연비에 미치는 영향이 적다.(별도의 저감장치 형태로 작동하는 구조)
- 단점 : 요소수 탱크 등 저감장치를 설치하기 위한 별도의 공간 확보 필요
제작 단가가 높고, 요소수 비용이 든다.
- 장착 대상 차량 : 대형 트럭 및 중/대형 승용차 및 SUV (예시 : 싼타페TM)
2. EGR : Exhaust Gas Recirculation / 배기가스 재순환 장치
- 구조와 원리 : 엔진의 배기가스 일부를 엔진 실린더 내부로 재순환 시키면서 배기가스의 재연소 및 연소지연을 통한
질소산화물 및 탄화수소, 미세먼지 등을 줄이는 방식
- 장점 : 배기가스 저감장치를 별도로 설치하지 않기 때문에 구조가 간단하며 설치공간이 적다.
디젤차량 뿐만 아니라 가솔린 차량에도 적용 가능
- 단점 : 연소 과정에서의 배기가스 흡기로 인한 출력 손실 및 연비 감소
SCR 대비 배기가스 저감효과가 적다.
- 장착 대상 차량 : 2000cc급 이하 승용 차량(웬만한 가솔린 차량)
EGR의 경우 내부EGR과 외부 EGR 방식이 있습니다.
- 내부EGR : 엔진 실린더의 흡기/배기 밸브 타이밍을 조절해 배기가스의 일부를 흡기구 쪽으로 보내는 방식
- 외부EGR : 위 그림과 같이 배기포트와 흡기구를 연결하는 배관과 밸브/조정장치를 통해 흡기구 쪽으로 순환
3. DPF : Diesel Particulate Filter / 디젤 분진 필터
- 구조와 원리 : 엔진에서 발생된 배기가스의 탄화수소 찌꺼기 및 유해물질, 미세먼지 등을 필터로 포집/저장한 뒤
특정 상태에 도달하면 고온(500~600도씨)으로 포집된 물질을 태워서 오염물질 배출을 줄이는 장치
- 장점 : DPF에 대한 특별한 장점을 꼽기는 어려울 것 같습니다. DPF는 유로4~5 수준의 기준을 맞추기 위해
차종별로 DPF와 EGR을 혼합하여 사용하고 있습니다.
- 단점 : 포집된 탄화수소, 미세먼지 등을 태우기 위해 특정 조건(고온)이 되어야 합니다. 차량의 운행시간이 짧거나 엔진
출력을 낮게 사용할 경우 DPF활성화가 되지 않아 퇴적된 포집물질로 인해 필터가 막힐 수 있습니다.
필터가 막힐 경우 차량을 고출력으로 운행하여 DPF가 작동하게 하거나(보통 DPF가 터진다고 합니다.), 별도의
정비를 받아 DPF 청소를 해줘야 합니다.
(일부 대형차량의 경우 별도의 버너를 통해 DPF를 연소시키기도 합니다)
또한, DPF 활성화시 엔진에 연료를 과급하는 방식을 쓰기 때문에 다소 연비가 떨어질 수 있습니다.
