< IT기술로 배출가스(매연) 개선 >

1. 배출가스의 현주소
    독일의 자동차 메이커들이 1990년부터 자동차 제조기술, 생산비용, 배기가스 정화장치 등을 은밀하게 담합하였고, 유로(1~6)를 강화한 것은 환경규제 보다는 일본이나 미국 등 경쟁국의 EU진입을 견제하기 위한 수단이었는데 유로5까지는 DPF장치(배기가스후처리장치)만으로 배출가스를 줄일 수 있었으나 유로6에서는 불가능하여 SCR(요소수를 사용)방식을 도입하여 해결하려고 하였다는 것입니다. 

그래서 메르세데스-벤츠차의 경우 배출가스 개선을 위해 E350d의 독일 판매를 중단하고 E350d에 적용된 요소수환원장치(SCR)의 촉매 용량을 늘려 질소산화물 처리 능력을 높인다고 하는데 대용량 촉매의 적용은 요소수 미립화가 가능해 적은 양의 요소수를 사용하면서도 질소산화물 처리 효율을 높이는 것이 가능하기 때문이라는 것이지요. 

이러한 내용들은 인터넷이나 신문지상에 나오는 흔한 기사들인데 여기서 의문이 되는 것은 과연 “배출가스 질을 꼭 물리적으로 줄여야만 개선이 가능한가” 하는 것입니다. 

자동차 배출가스와 연비는 상호 연관성이 있습니다.
연료형자동차의 배출가스는 엔진에서 연료가 폭발 후 나오는 엔진가스를 배기장치에서 다시 걸러낸 후 대기 밖으로 배출시키는 방식으로 이를 연소후처리방식(External Process System) 이라 합니다.
    * 엔진가스 : 엔진에서 연소 후 바로 나오는 가스
    * 배출가스 : 엔진가스가 배기장치를 거쳐 대기 밖으로 나오는 가스

그런데 지금까지의 배출가스 개선방식은 엔진가스를 줄이려는 노력 보다는 배기기능(필터기능)을 과도하게 강화시켜 배출가스만 개선시키려다 보니 흡·배기 간의 공기 유속(流速)에 차이가 생겨 “엔진출력에 영향을 주게 되고 또한 차년식과 운전조건에 따라 개선효율이 달라”지므로 지속적인 배출가스 질 개선이 쉽지가 않다는 것입니다. 

2. 동작개요 
   이러한 물리적인 방식의 결점을 보완하기 위해 전자제어기술을 이용하여 배출가스 질을 개선하는 방식을 개발하게 되었고 이 방식을 연소내처리방식(Internal Process System)”이라고 하며, 이에 대하여 간략히 설명을 드리고자 합니다.

연료형자동차는 여러 기술분야를 집대성하여 하드웨어로 제작하고 소프트웨어로 동작하도록 설계하고 있지만 동작과정에 새로운 “제3의 소프트웨어 영역” 이 생겨나고 있습니다.

이 제3의 소프트웨어 영역이란 용량(C) 유도(L) 저항(R) 절연(Z)등을 가지고 있는 부품과 선로에 전기를 흐르게 하면 용량성(Xc) 유도성(Xl) 저항성(Ro) 절연성(Zo)등의 새로운 분포정수 영역이 생겨납니다.
    * 자동차를 전자화함에 따라 생겨나는 새로운 영역임

이들 분포정수는 부품 질, 온. 습도, 엔진열 등에 따라 수치가 수시로 변하면서 기존의 신호와 데이터들을 변형(왜곡, 지연, 가감 등) 시켜 엔진동작을 방해하여 손실을 증가시키기 때문에 차 년식이 증가할수록 연비와 배출가스 질이 나빠지게 되는 것입니다.
     * 성능(100%) = 효율(%) +손실(%)에서 손실 증가가 원인

3. 개선 개요와 효과 
  가. 개선개요
       * 제3의 소프트웨어 영역을 전자적으로(등가적으로) 제거 또는 억제 시켜 “제어신호(데이터 포함)와 전압을 안정화”시키고
       * 배기기능의 정보를 연소기능으로 피드백(Feed Back)시켜 “엔진과 배기장치를 하나의 시스템”으로 동작하도록 등가적으로 구성시켜 줌으로써 
연비와 배출가스 질을 동시에 개선 시켜주는 ”네트워크기술”입니다.

참고로 독일 자동차 메이커들이 디젤차의 엔진 소프트웨어를 개선한다고 하였다는데 “소프트웨어 개선기술과 네트워크기술은 동작원리가 전혀 다르다”는 것입니다.
  나. 효과 
       이 방식은 차를 운행할수록 운행학습에 의한 효과가 증대되며, 또한 과도한 운행이나 연식이 증가할수록 나빠지는 배출가스 질을 “최대 50~70%까지 개선” 시킬 수가 있습니다. 

또한 지금까지 자동차를 고정시키고 측정하던 시험실방식에서는 연소내처리방식이 별 효과를 나타낼 수가 없었지만 '국제표준배출가스시험방법( WLTP)'이나 실 도로 배출가스 규제(RDE-LDV)방식 등의 새로운 방식에서는 탁월한 효과를 낼 수가 있습니다.

4. 결론
   연소내처리방식(Internal Process System)은 연소후처리방식(External Process System)의 결점을 보완하여 “연비와 배출가스를 획기적으로 개선” 시킬 수 있는 새로운 IT(VAD)기술입니다.

또한 설치가 용이하고, 무게도 미약하며(150g), 별도의 유지관리가 불필요하므로 배기장치의 제조 및 관리비용을 획기적으로 줄 일 수 있으며, 동일 제품으로 모든 자동차에 장착이 가능합니다.
<제공 = VAD>