엔진튜닝과 환경오염 그리고 촉매장치

자동차의 연료인 휘발유는 주로 수소(H)와 탄소(C)로 이루어져 있다고 합니다. 즉 휘발유 자체가 바로 탄화수소(HC)로서 유해한 것입니다.

만약 엔진의 연소실에서 완전 연소가 이루어진다면 이들이 대기중의 21%를 차지하고 있는 산소와 결합하여 인체에 무해한 물(H2O)와 이산화탄소(CO2)로 변형되어 배출되어야 합니다.
H + H + O = H2O : C + O + 0 = C02

하지만 연소에는 여러가지 요인이 영향을 미쳐 실제로 완전연소는 불가능하고 연소되지 않거나 반쯤 연소되는 경우가 있습니다. 이 경우에 발생하는 인체에 해로운 가스가 바로 미연소된 탄화수소(HC)와 반연소된 일산화탄소(CO)입니다.

그리고 또 하나의 원치 않는 불청객이 바로 대기의 78%를 차지하고 있는 질소(N)가 뜨거운 온도와 고압에 의하여 산소와 결합하면서 생성되는 질소산화물(NOx)입니다.

이들은 서로 성질이 상반되어 하나가 줄어 들면 다른 것이 증가하는 특성이 있어서 아무리 엔진을 잘 만들어도 이들을 모두 완전히 제거할 수는 없으며 다만 공기와 연료의 혼합비에 따라서 많이 배출되는 종류가 달라진다고 합니다.

예를 들면 혼합비를 낮추어(17 : 1에서 12.5 : 1로) 연료의 비중을 높이면 질소산화물(NOx)은 감소하나 미연소되는 탄화수소(HC)가 증가하며 혼합비를 높여(12.5 : 1에서 17 : 1로) 공기비율을 높이면 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)는 감소하나 그대신 질소산화물(NOx)은 증가합니다. 그리고 그 이상으로(17 : 1 이상) 혼합비를 계속 높이면 질소산화물(NOx)과 일산화탄소(CO)는 감소하지만 탄화수소(HC)는 급증하게 되는 것입니다.

연비가 가장 경제적이라는 이론 혼합비(15 : 1에서 16 : 1사이)에서는 일산화탄소와 탄화수소는 줄어들지만 질소산화물(NOx)이 크게 배출되고 출력을 높이기 위하여 혼합비(최대 출력은 12.5 : 1 부근임)를 낮추어 연료 공급을 높인 튜닝카들은 일산화탄소(CO) 배출량이 매우 많게 됩니다.

좀더 자세히 살펴보면 엔진이 저온일 때는 NOx는 감소하나 미연소 HC나 반연소 CO가 많이 배출되며 엔진이 고온일 때는 그 반대가 됩니다. 급 가속이나 감속을 할 때는 연소가 불안정하여 HC와 CO가 많이 발생하게 됩니다. 그리고 공회전(idling)시나 저회전시에도 HC와 CO의 발생이 늘어나며 고회전시는 CO와 NOx는 줄어드나 HC는 늘어납니다.

그외 엔진 튜닝 여하에 따라서 변화하는 것을 살펴보면 점화시기를 당기면 CO는 줄어드나 NOx와 HC는 늘어나며 압축비가 높아져도 NOx와 HC의 발생량이 증가합니다. 냉각수 온도나 낮으면 NOx는 감소하나 HC는 증가며 오버랩을 많이 주면 배기 가스가 재순환되는 효과가 있어 NOx의 발생을 억제할 수는 있으나 저속 운전할 때는 일부 혼합기가 그대로 배출되어 HC가 크게 늘어납니다.

  

거의 모든 자동차에는 배기라인 가운데에 이런 촉매장치가 달려 있습니다. 용량이 크고 성능이

좋은 제품으로 교체하면 엔진튜닝으로 증가되는 유해물질 방출을 감소시킬 수 있는 것입니다.

그러므로 이들 유해가스가 대기중으로 그대로 방출되는 것을 방지하기 위하여 여러가지 장치가 차량에 장착되어 있지만 대개 출력 감소를 담보하고 있습니다. 출력도 높이면서 유해가스를 줄이는 방법으로는 좋은 품질의 플러그와 플러그 케이블을 사용하는 방법과 고성능 촉매 장치를 사용하는 것입니다. 특히 인체에 치명적인 일산화탄소(CO)를 많이 배출하는 농후한 혼합비를 사용하는 튜닝차량들에게는 고성능 촉매 장치가 반드시 필요한 것입니다.

 

 

-- 튜닝앤코리아 --