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이소부탄올 혼합 디젤유를 사용하는 디젤 엔진의 성능 및 배기 특성

전문가 제언: ○ 이 연구의 목적은 이소부탄올-디젤유의 혼합 연료가 디젤 엔진의 대체 연료로 적합한가를 조사하고 이들의 엔진 성능에 대한 영향, 배출 가스, 제동력, 제동 연료 소비율(BSFC: Break Specific Fuel Consumption), 제동 열효율(BTE: Break Thermal Efficiency), CO, 탄화수소(HC: Hydrocarbon) 및 NOx의 배출을 실험적으로 결정하는 데 있다.

○ 이 목적을 위하여 이소부탄올 함량이 5, 10, 15 및 20%인 4종의 이소부탄올-디젤 연료 혼합 연료를 만들어 전 출력으로 1,200에서 2,800rpm까지 200rpm 간격으로 디젤 엔진을 운전하며 4기통 엔진에 연료를 직접 주입시켜 시험하였다.

○ 시험 결과를 기준으로 디젤유를 사용한 엔진 성능과 비교하였다. 이소부탄올 함량이 10%까지의 혼합유의 제동력은 기준보다 약간 감소되었으나 이소부탄올 함량이 15% 및 20%인 혼합유에서는 기준보다 제동력이 상당히 감소되었다.

○ BSFC는 이소부탄올의 함량이 증가됨에 따라 증가하였다. 비록 디젤 연료가 가장 높은 BTE을 나타내나 이소부탄올 10%를 함유한 혼합 연료는 엔진 속도가 고속인 경우에 BTE의 개선이 약간 있었다. 시험 결과는 또한 디젤 연료에 비하여 혼합 연료에서 CO, NOx의 배출이 감소되고 HC의 배출이 현저하게 증가됨을 나타냈다.

○ 우리나라에서는 LG화학이 공업 원료로서 석유 제품으로부터 이소부탄올을 생산하여 일부는 수출하고 일부는 내수용으로 사용하나, 연료유로 사용하지는 않는다.

○ 여기서 다룬 이소부탄올은 곡물로부터 생산하여 재생 에너지로 압축 엔진의 혼합 연료유로 사용되는 경우로 외국에서는 포스트석유 시대에 대비하여 차량 연료로 재생 에너지인 이소부탄올의 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이소부탄올이 자동차 대체 연료로 사용되기에는 아직까지 많은 어려운 과제가 남아 있다고 생각된다.

저자: Murat Karabektas , Murat Hosoz
자료유형: 학술정보