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옥탄가와 세탄가의 의미 및 추정방법

전문가 제언: ○ 가솔린엔진은 불꽃 점화방식이기 때문에 원하지 않는 점화로 인한 노킹(Knocking)이 발생하여 위험해지거나 엔진에 무리를 줄 수 있다. 자동차용 휘발유의 엔진 안티노킹(Anti-knocking)을 나타내는 척도로서 옥탄가가 이용되고 있다. 옥탄가는 휘발유의 실제 성능을 나타내는 척도이며 가솔린의 성능평가에서 가장 중요시되는 척도 중의 하나이다.

○ 가솔린엔진의 안티노킹을 평가하는 수치인 옥탄가는 가장 노킹이 발생하기 쉬운 헵탄의 옥탄가를 0으로 하고, 노킹이 발생하기 어려운 이소옥탄의 옥탄가를 100으로 하여 결정한다. 즉, 옥탄가 80은 이소옥탄 80%와 헵탄 20%를 혼합한 가솔린에 해당하는 만큼의 안티노킹 성능이 나온다는 것을 의미한다.

○ 노킹은 가솔린과 공기를 실린더 내에서 압축시켰을 때 적정한 폭발시점에 도달하기 전에 점화되어 연소가 시작되면 미연소가스가 자연 발화하여 폭발적으로 연소되는 현상이며 연소효율과 엔진효율을 저해시키는 주원인이다. 옥탄가 향상을 위하여 기존에는 4에틸 납이나 4메틸 납을 사용하였으나 납 성분의 오염 방지를 위해 최근에는 이용되지 않고 MTBE(Methyl Tertiary-Butyl Ether)가 사용되고 있다.

○ 세탄가는 디젤엔진용 연료의 점화성을 평가하기 위한 측정치이다. 디젤엔진의 연소는 실린더 내에서 압축공기에 의해 자연 점화되는 방식이며 연료가 분사된 후부터 점화에 이르기까지 시간 지연이 발생한다. 점화시간이 지연되면 엔진효율이 떨어지고 점화와 동시에 그때까지 분사된 연료가 순간적으로 연소되기 때문에 실린더 내부의 온도와 압력의 급상승으로 진동과 소음이 발생하는데 이것을 디젤 노킹이라고 한다.

○ 세탄가는 발화성이 좋은 세탄을 100, 발화성이 나쁜 알파 메틸나프탈렌을 0으로 하여 일정한 용적비율로 혼합하여 표준연료를 만들고 착화성이 표준연료와 같을 때 세탄의 혼합비율(%)을 세탄가로 정하며 실제 시험은 옥탄가와 같이 CFR 엔진을 사용한다. 이 자료는 옥탄가와 세탄가의 의미와 추정방법에 대해 자세히 서술하고 있어 자동차와 연료효율에 관한 지식을 얻을 수 있는 좋은 참고자료이다.

저자: Yuta Mitsui and Masayuki Kagami
자료유형: 학술정보