경유차는 휘발유차에 비해 높은 연비와 출력, 상대적으로 저렴한 연료로 한 때 휘발유 차량보다 높은 판매량을 기록하는 등 인기 차종이었지만 자동차 배출가스기준이 강화됨과 동시에 전기차와 같은 친환경차가 대세가 되면서 최근 찬밥신세로 전락하고 있습니다. 

디젤게이트 사건이후 환경오염의 주범으로 낙인이 찍힌데다 연이은 경유차 화재사건에 이어 기름값마저 휘발유보다 비싸지면서 경유차 운전자들의 고민이 이만저만이 아니지요. 특히 유로6 EURO6) 배기가스 환경기준을 적용하고 있는 최근의 경유차들은 질소산화물(NOx)을 줄이기 위한 요소수를 추가로 주입해야 하면서 신경써야할게 많아졌습니다.

유로6 EURO6) 배기가스 환경기준은 질소산화물(NOx) 배출량을 0.4g/kWh이하, 일산화탄소(CO)는 1.5g/kWh이하,
미세먼지(PM) 0.01g/kWh이하, 탄화수소(CO2)는 0.13g/kWh이하를 유지해야 하지요. 이를 위해 유로6 기준을 만족하는 배기가스 저감장치에는 기존 DPF(디젤매연저감장치)와 함께 요소수(암모니아수)와 촉매의 환원반응을 이용해 질소산화물(NOx)을 질소와 산소로 환원하는 SCR(선택적 환원촉매)을 추가로 장착되었습니다.

SCR(Selective Catalytic Reduction)은 내연기관의 고질적 문제인 질소산화물(NOx)을 식물에 좋은 질소와 환경오염을 주지않는 산소로 환원하여 주는 장치로, 환원작용을 하기 위해 정화장치 전단에 PM센서를 부착해 매연이 쌓이는걸 확인하고 NOx센서가 질소산화물(NOx) 퇴적량을 측정해 요소수를 분사해 줍니다. 정화장치 후단에도 PM센서와 NOx센서에서 정화된 질소산화물(NOx)을 측정하지요.

SCR 및 DPF 방식은 기존 EGR 및 DPF 방식에 비해 출력감소가 적고 배기가스 재순환시 카본이 적게 발생하지만 정기적으로 관리하지 않으면 많은 문제점을 야기합니다. 시간이 지날수록 PM 양이 증가하고 불규칙한 공연비에 의해 잦은 DPF 재생이 일어나고 고온으로 인해 NOx가 증가함에 따라 요소수의 분사주기가 짧아지는 증상이 많아지기 때문입니다.

배기가스가 원활하게 순환하지 않으면 많은 연료를 사용하게 되고 엔진에 열이 많이 발생하며 DPF 재생과 SCR 재생을 위해 요소수를 과다 분사해 고장을 발생시키는 원인이 됩니다. 따라서 도징(요소수 분사) 인젝터의 클리닝이 필수적일 수밖에 없습니다. 또한 연료인젝터의 연료분사와 공기의 흐름을 좋게 하기위해 인젝터 클리닝 및 분사량 조정이 필요합니다. 

연료 인젝터 샹태를 주기적으로 점검해 연료분사량과 분사상태를 최상의 상태로 유지해야 경유차의 매력인 높은 연비를 유지할 수 있는 것이지요. 원활한 연료분사와 공기흐름을 위해서는 흡기 클리닝도 함께 병행되어야 합니다. 흡기 매니폴드와 인젝터 분사량 조정 후에는 기존 불완전연소에 의해 많이 생긴 DPF와 SCR의 PM 점검과 클리닝이 필요하고, 또한 DPF와 SCR의 막힘 정도를 점검해야 합니다.

요소수 과다분사가 발생하지 않기 위해서는 흡기시스템과 연료분사시스템이 엔진이 정상 연소될 수 있도록 해야함은 물론 배기가 원활하게 이루어져야 하는데 어느 한곳이라도 문제가 생기면 연소상태가 안 좋아질 수가 있습니다. 정상적이지 못한 인젝션 반응으로 인해 배출가스가 증가하게 되고 매연 증가 또한 많아질 수밖에 없습니다.

매연의 증가는 DPF의 재생주기와 관련이 많습니다. DPF는 매연을 걸러내고 걸러진 매연을 태워내는 과정을 통해 재생을 하는데, 매연 증가량에 비례해 DPF의 재생주기가 달라지게 됩니다. 매연 증가가 많아지거나 차량 운행거리가 증가하면 할수록 DPF의 애쉬(ASH)가 많이 쌓여 DPF의 체적이 감소하게 되며, DPF의 재생이 더욱 자주 일어나게 됩니다.

DPF의 재생온도는 일반적으로 650℃ 내외로 매연의 포집이 많아져 재생이 일어나게 되면 DPF 재생과정 중 NOx의 양이 자연스럽게 증가할 수밖에 없습니다. 또한 연료인젝터의 성능저하로 인해 DPF의 재생시간이 길어지게 되는데, 이 또한 NOx의 발생량과 비례하게 됩니다. 이로 인해 요소수 분사량이 더욱 증가해 최적의 조건보다 많은 요수수를 분사하게 됩니다. 요소수 분사는 환원반응이 주목적인데, 필요 이상의 분사는 SCR에 요소수 결정이 남게 되어 SCR 환원을 방해하는 원인이 되기도 합니다.

SCR 효율 저하로 인해 NOx와의 반응이 저하되면 SCR 후단 검출 센서의 NOx 검출량이 증가하게 되고 이로 인해 요소수 분사량을 더욱 늘리게 되면서 필요이상의 요소수를 분사하게 됩니다.ﾠ따라서 배출가스 억제를 위한 기본적인 제어시스템의 점검과 관리는 필수적이라 할 수 있습니다. 연료분사의 균형 및 DPF 재생주기의 최적화는 적은 연료로 최대의 엔진효율을 발휘할 수 있게 해 줍니다. 

연료소비의 최적화는 요소수 분사를 최적화함으로써 연료비와 요소수 사용을 줄일 수 있지요. 최상의 차량 상태를 유지하기 위해서는 주기적으로 차량상태를 점검하고 흡배기시스템의 클리닝 주기와 조정주기를 놓치지 않아야 합니다. 점검방법은 관련부품을 꼭 탈거하지 않아도 엔진진단기를 통해 분석할 수 있으므로 3년에 한 번 정도는 전문점에서 검사를 받는 것이 좋습니다.ﾠ

김아롱 더모빌리언스 편집장/rongs104@themobilians.com

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