가솔린엔진의 열효율 향상기술

전문가 제언

○ 최근 에너지 안보문제에 대한 대응과 지구 온난화가 큰 환경문제로 제기되면서 탄화수소계 화석연료를 사용하는 자동차에서의 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 연비의 규제가 강화되고 있다. 자동차 연비 개선을 위해서는 엔진의 최고 열효율을 높여야 하며, 엔진 열효율을 높이는 방법으로는 아트킨슨(Atkinson) 사이클 엔진 또는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)을 활용하는 방법과 과급 희박연소(lean burn)의 적용이 실용화되고 있다.

○ 희박연소 엔진에서는 연소 상태를 안정화시키기 위해 흡입공기의 난류강도를 증가시켜 혼합기의 급속연소를 이루는 것이 필요하다. 따라서 흡기포트의 적절한 설계와 연소실 형상의 최적 설계를 통하여 연소실내에서 강한 스월(swirl) 또는 텀블(tumble) 유동을 발생시키도록 한다. 희박 연소는 과잉 공기공급으로 연소가스의 온도가 낮아지고 비열비가 높아져 엔진의 열효율이 증가되고 연비 향상을 이룰 수 있다.

○ 또한 하이브리드는 전기 모터라는 보조기구를 사용함으로써 엔진에 대한 요구를 줄여주는 시스템이다. 그 좋은 예가 아트킨슨 사이클과 밀러 사이클이다. 이들은 엔진이 약한 영역을 모터로부터 도움을 받고 엔진은 당장에 최대의 효율을 낼 수 있기 때문에 이론적인 열효율에 가까워질 수 있고 연비의 향상과 CO2 배출량의 저감이 가능하게 된다.

○ 현대기아차는 2010년 1월 쏘나타 2.4에 처음으로 GDi 엔진을 적용하였다. GDi 엔진은 고압의 연료를 실린더 내에 직접 분사하는 방식으로 정밀하게 연료의 양을 제어할 수 있기 때문에 열효율 향상으로 연비가 좋아지고 배기가스 배출량도 줄이는 등 친환경 엔진으로 부각되고 있다. 현대기아차는 금년 초 미국 자동차전문 기관인 '워즈오토'(Ward's Auto)로부터 소형 엔진인 감마 엔진이 10대 최고엔진에 선정되면서 현대기아차의 엔진 기술이 세계적으로 주목받고 있다.

저자

Koichi Nakata

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2011

권(호)

65(9)

잡지명

自動車技術

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

17~21

분석자

나*주

분석물

• 가솔린엔진의 열효율 향상기술.pdf [290,852 byte]

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