아래 글은 제가 보는 책의 일부를 발췌해

가감해서 올린 글 입니다...

질문과 부합 될지는 모르지만..

디젤의 매연에 대한 글 이니 참고 하시기 바랍니다..



디젤엔진 배출가스에 대하여



배출가스의 근원





자동차의 배출가스는 크게 가솔린과 디젤자동차의 배출가스로

대별되어 있으며 이들의 배기가스 성분은 약간씩 차이가 있

답니다..



이들의 근본적인 차이는 연료의 연소방식 차이에 따른 공해배출물의 특성에 있으며, 가솔린 엔진의 경우 CO, HC, NOx가 주 배출물인 반면, 디젤엔진은 CO와 HC 농도는 가솔린 엔진에 비해 상대적으로 적으나 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)이 주 유해가스로 생성되며, 이들의 저감이 관심의 이라고 할 수 있죠..



디젤엔진 연소는 가솔린엔진 연소와 달리 고온,고압의 압축 공기중에 분사노즐을 통해 고압으로 연료가 연소행정 직전에 연소실내에 분사되어 공급됨으로서, 공기와 연료가 충분하게 혼합되기 전에 연소가 시작되며 따라서 공연비 분포가 불균일하고 연소과정이 매우 복잡합니다...

배기가스 생성과정은 분사된 연료의 분포와 시간이 지남에 따라 공기와의 혼합에 의하여 형성된 공연비분포가 어떻게 변하는냐에 따라 크게 영향을 받는것 이구요...



디젤엔진의 유해 배출가스로 저감에 관심을 기울여야 할 성분은



질소산화물(Nox)



배기가스중의 공기과잉으로 가솔린엔진과 같은 삼원촉매(3 way catalyst)를 사용하지 못하므로 아직 효과적인 대책이 없고 현재 디젤엔진의 중요한 과제로 남아 있습니다..



입자상 물질(PM)



소위 디젤흑연으로 종래에는 배출가스 농도 또는 빛의 투과도로 표시했으나 현재는 배출량을 중량으로 규제합니다...

보통 PM이라 칭하구요.

디젤자동차에서 배출되는 입자상물질의 대부분은 평균직경이 0.1~0.3um인 아주 작은 입자로서 대기 중에 배출되면 큰 입자보다 오랫동안 대기중에 떠돌아 다니며 호흡에 의해 폐 깊숙히 침착되어 암을 유발시키는 것으로 알려져 있습니다..



설파이트(So2)



연료(경유)중에 포함된 유황성분에 기인되며 연료정제 단계에서 저 유황화 하는 것이 좋구요.



이산화탄소(CO2)



가솔린과 마찬가지로 석유계 연료를 사용하므로 탄소의 산화로 이산화탄소(CO2)가 발생합니다...

이산화탄소는 그 자체로는 독성이 없으나 지구온난화의 주범으로 알려져 있어 배출량 규제가 엄격해 지고 있으며, 저감방법으로는 현재까지는 연료사용의 억제 또는 연료소비율 저감 밖엔 방법이 없구요...







디젤 배출가스 생성 메커니즘





질소산화물(Nox)의 생성



질소산화물은 공기중의 질소분자와 산소가 고온상태에서 결합하여 생성되는 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)를 말하며 NO가 대부분을 차지하고 있답니다..



디젤엔진의 질소산화물은 그 반응에 따라서 Thermal NO와 연료중에 포함된 질소가 산화하여 생기는 Fuel No로 나누어 지는데 대부분의 NO는 Thermal NO이며 생성메커니즘은 다음과 같습니다..

NO의 발생은 젤도비치 메카니즘(Zeldovich mechanism)에 의한 것으로 공기과잉 연소시에 질소분자가 해리하여 NO가 생성되는 반응기구를 갖는데. (N2 + O →NO + N)

이 해리 NO의 생성은 강한 흡열반응으로서 온도가 높으면 지수함수적으로 증가하며 팽창행정중 온도가 내려가도 그대로 배출되는 특성이 있다. 즉 NO 발생농도는 연소온도에 크게 지배되며, 반응시간과 산소농도도 중요한 인자입니다.



질소산화물은 대기중에서 각종 탄화수소(HC)와 함께 햇빛과 반응하여 광화학반응을 일으켜 오존을 생성하구요.





입자상 물질(PM)의 생성



입자상 물질은 우리가 눈으로 볼 수있는 입자성을 띠고있으며.

이들은 주로 불완전 연소시 발생하며 나쁜 연료와 윤활유도 원인이되니다...

입자상 물질의 입자는 75%이상이 직경 1um이하의 미세입자이기 때문에 기관지 등에 침투하여 장기간 잠재하며 특히 폐암의 원인으로 판명되고 있어 위해성에 대한 논란이 가중되고 있습니다..



배기가스 온도가 500도 이상의 고온시 배출되는 입자상 물질은 대부분 직경 0.1~0.3um의 탄소 입자덩어리로서 "드라이 수트(dry soot)"로 불리며 배기온도 500도 이하에서는 유기성용제로 제거할 수 있는 성분인 SOF(soluble organic fraction)가 입자상 물질에 흡착되어 있으며 "웨트 수트(wet soot)"이고.

SOF는 액상의 미연 탄화수소로서 연료의 미연분과 연소실내로 흡입된 오일의 미연분으로 구성됩니다..



입자상 물질은 국소적인 과농혼합기 상태의 공기부족상태에서 연료가 연소할 때 불완전연소, 열분해에 의해 생긴 물질을 미립자핵으로 하여 응집, 표면성장하여 합체 되면서 생성이 되고

디젤연소기간중에는 확산연소중에 대량 생성되며 연소후기에 화염중에 공기를 도입하면 재연소가 일어나 급격히 감소하므로 그 생성을 억제할 수가 있습니다..

엔진 연소실내의 연소온도, 혼합기 운동형태, 연료성분, 확산속도, 반응시간, 연료미립도 등의 요인에 따라 크게 변화되며.





설페이트(So2)



설페이트는 연소중 유황성분이 산화한 것으로 물과 결합한 유산미스트 상태로 되어있습니다.





탄화수소(HC)의 생성



탄화수소는 연료의 미연소에 의해 발생되는 것으로, 연소실 벽면이나 공연비가 농후한 상태에서 산소부족으로 생성되기도 하고 연료가 기화하여 산화되지 않은채 배출되기도 하고.

연료의 주유시 증발이나 또는 일산화탄소와 같이 연료가 불완전 연소할 때도 발생합니다.



디젤엔진의 연소시 연료분사노즐에서 분무된 연료의 착화는 이론공연비(λ=1)보다 약간 희박한 점에서 발생하며, 희박연소한계(A/F 40)선 바깥영역은 자연발화가 일어나지 못합니다..

이와 같은 초희박영역에서는 반응이 제대로 끝나지 못하여 미연소연료(HC)가 생성되며.



초희박영역에서의 탄화수소 발생농도는 착화지연기간동안 분사되는 연료량과 분사된 연료가 공기와의 혼합되는 비율에 크게 지배된다. 즉, 착화지연기간에 분사되는 연료가 많거나 또는 착화지연기간이 길면은 탄화수소 발생량이 증가합니다.



반면 분사된 연료가 과농하게 되는 경우는 노즐의 섹 체적(sac volume)에 남아 있던 연료가 연소과정 후기에 느린 속도로 분사되는 경우와, 연료가 처음부터 연소실에 과도하게 공급되는 경우의 두 가지로 볼 수 있습니다..

특히 섹 체적과 탄화수소 발생량은 거의 비례하는 경향을 가지고 있습니다..



일산화탄소(CO)의 생성



일산화탄소는 연료가 충분한 상태에서 공기 부족으로 인한 불완전 연소시 발생하며.

디젤엔진은 대부분 희박한 공연비영역에서 작동하기 때문에 일산화탄소는 크게 문제시되지 안습니다...



구럼

뿅







----------------김인극 님이 쓰신 글입니다.-----------------

나왔는데요.

싼타페,트라제,카렌스는 생산 중단 위기에

몰렸다고 하는데요.

우리 코란도는..????

매연이 뭔지...

답답해 지는 순간..

어케 해야 하나요..??

배기까스 기준은..??

횡설수설..





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