불꽃점화방식 천연가스 엔진의 기술동향

전문가 제언

○ 최근 각국에서 공기의 품질이 심각한 문제로 대두되면서 내연기관엔진의 배기가스에 관심이 모이고 있으며, 미국과 유럽을 중심으로 배기규제를 점차 강화하고 있다. 천연가스는 수소-탄소비(H/C ratio, 4.0) 및 옥탄가( 130)가 상대적으로 높다는 특성 때문에, 향후 엄격한 엔진배기가스 규제에 대응할 수 있는 우수한 대체연료로 각광을 받고 있다.

○ 천연가스를 차량에 탑재하는 방식에 따라 CNG(Compressed Natural Gas)와 LNG(Liquefied Natural Gas)로 나눌 수 있다. LNG는 극저온 액화기술의 애로가 있다. CNG는 천연 가스를 압축한 뒤 고압용기에 충전하여 이용하는 방법으로서 대부분 CNG차량을 이용한다.

○ 천연가스는 벤젠과 같은 방향제성분이 없고, 불순물이 거의 없기 때문에 디젤보다 미립자물질(PM: Particulate Matter)을 적게 생성하고, 화염속도가 느리고 저온연소이기 때문에 질소산화물(NOx: Nitrogen Oxides)배출이 상대적으로 적다. 천연가스엔진의 CO₂배출량은 동일한 출력일 때 가솔린엔진보다 약 20%이상 줄일 수 있다.

○ 천연가스엔진은 연소 및 배기 특성에 따라 희박연소조건(lean burn condition)과 화학적 완전연소조건(stoichiometric condition)의 2가지 형태로 작동할 수 있다. 이 연구 분석은 천연가스엔진의 작동영역, 연비, 배기가스, 지시평균유효압력(IMEP: Indicated Mean Effective Pressure)하에서 완전연소를 달성할 수 있는 전략에 대해 설명한다.

○ 유럽에서는 Iveco사, Ricardo사, Volvo사 등이 선도적으로 천연가스엔진을 개발하고 ENGVA(유럽천연가스자동차협회) 등을 중심으로 보급에 주력하고 있다. 미국은 SWRI사, Cummins사 등이, 일본은 자동차연구소와 업체가 통상산업성의 주도하에 개발 및 보급에 전력을 다하고 있다. 국내 자동차업체도 버스 트럭 등에 일부 탑재 운영하고 있으나, 향후 배기규제에 대응할 수 있는 대체연료기술의 개발에 선도적으로 참여할 필요가 있다.

저자

Haeng Muk Cho, Bang-Quan He

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2007

권(호)

48

잡지명

Energy Conversion and Management

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

608~618

분석자

나*주

분석물

• 불꽃점화방식 천연가스 엔진의 기술동향.pdf [304,566 byte]

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