자동차공학)디젤 엔진의 EGR시스템

자동차의 배기가스 재순환(EGR, exhaust gas recirculation) 시스템은 배기가스 중에서 NOx를 가장 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로 특히 디젤 승용차에 많이 적용되고 있다.

 

 EGR 시스템의 작동원리는 배기가스가 흡기에 혼입됨으로써 혼합기의 열용량이 증대되어 연소가스의 온도상승을 억제할 수 있으며 또한 공기 과잉률을 낮추어 열적(thermal) NOx 발생을 줄이려는 것이다. 또 EGR은 촉매장치에서 NOx의 환원반응의 부하를 대폭 줄여 주는 역할도 한다. EGR시스템은 독자적으로 설치되어 있으나, 가솔린 엔진의 VVT(가변 밸브 타이밍) 시스템에서는 내부 EGR을 행하고 있다. 이것은 밸브 개폐 타이밍을 조절하여 실린더에서 연소된 배기가스를 완전히 배출하지 않고 흡기행정 중 다시 유입시키는 방법이다.

 

디젤 엔진에서 EGR에 의한 NOx 저감 효과는 가솔린 엔진과 차이가 있다. 가솔린 엔진에서는 EGR가스가 연료 혼합기와 균일하게 혼합되기 때문에 연소화염을 효율적으로 냉각시킨다. 반면 디젤 엔진은 연료 혼합기가 공간적으로 매우 불균일하기 때문에 EGR가스가 연소화염을 냉각시키는데 는 공간적 제한을 받는다 따라서 디젤 엔진에서 EGR에 의한 NOx 저감 메커니즘은 연소 온도를 낮춤에 있지 않고 산소농도를 저감 시킴으로써 NOx의 발생을 줄이는 것이다.

 

항목	가솔린	디젤
공연비(A/F)	변화 적음	변화 폭이 큼
연료량	변화 적음	변화 없음
흡기공기량, 배기가스량	변화 없음	EGR에 따라 감소
엔진흡기량, 엔진배기량	EGR에 따라 증가	변화 없음
흡입 산소 농도, 이산화 농도	EGR에 따라 감소, 증가	EGR에 따라 감소, 증가
배기 산소 농도, 이산화 농도	변화 적음, 변화 적음	EGR에 따라 감소, 증가
이산화탄소 배출량	변화 없음	변화 없음