오늘날 자동차에 요구되는 조건은 힘(출력), 안전성, 경제성(연비) 및 저 공해성이다. 아무리 힘이 좋고 안전하게 만들어졌다 하더라도 연료가 많이 소비되면 소비자들로부터 호감을 얻을 수 없 으며 공해를 많이 배출하게 되면 법에 의해 도로상을 주행할 수 없게 된다. 그러므로 오늘날 자동차 제작사는 저공해, 고연비자동차 개발에 온갖 힘을 쏟고 있다. 오늘날 자동차는 오염물질의 배출을 저감시키기 위하여 엔진개량, 연료개량 및 후처리기술을 적용하고 있지만 자동차의 급 격한 증가에 따라 연료소비량이 증가하고 아울러 오염물질의 배출량이 증가하여 대기를 오염시 킨다. 여기서는 자동차의 연료소비량을 감소시키기 위한 대책의 일환으로 실시하고 있는 정부 공인 표준연비에 대하여 알아보고 오염물질 배출량과의 관계 및 연비 향상대책에 대하여 고찰 해보고자 한다.
Greenhouse gas is the big issue of the whole world. So foreign countries, EU, USA, Japan, China and Korea made the policy for reducing greenhouse gas. For calculation of reduction, it is necessary to know the quantity of current greenhouse emission per year in Korea. It is not reflected real driving condition for measuring the Fuel economy and greenhouse gas. The subject of this study is to figure out the characteristics which influence on greenhouse gas in real driving condition. And final goal is applying the policy greenhouse emission reduction.
시험방법 중 현재 국내 자동차 연비계산 방법은 차대동력계에 시험차량을 설치한 후, 주어진 시험모드(FTP-75 & HWFET 모드 등)에 따라 차량을 주행하여 측정되어지는 배출가스 결과를 가지고 계산에 의해 연비를 구하는 방식인 카본발란스 측정법(Carbon balance method)을 이용하고 있다. 이때 사용하고 있는 카본발란스 측정법은 시험방법 개발 당시의 표준연료에 대해 연료물성을 구하고, 이때 구하여진 상수 값과 시험에서 측정되어진 THC, CO, $CO_2$ 값을 가지고 계산하게 된다. 그러므로 시험할 때마다 매번 바뀌게 되는 사용 연료의 연료물성 특성은 정확히 고려되지 않게 된다. 주어진 시험연료에 따라 엔진성능 및 배출가스 결과가 변하게 되고, 많은 대체연료가 나오고 있는 현 시점에서 시험연료의 물성 특성을 연비계산 시에도 고려해야만 된다고 생각된다. 본 연구에서는 기존에 사용하고 있는 카본발란스법과 실제 시험에 사용된 연료의 유량을 측정하는 유량측정 방법을 이용한 결과를 비교하여, 시험에 사용된 연료의 물성 특성을 고려할 수 있는 방법을 연구함으로서, 다양해지고 있는 연료의 물성 특성을 고려해 줄 수 있는 개선된 연비측정 방법을 검토해 보고자 한다.
이산화탄소는 지구온난화를 일으키는 온실가스의 하나의 주요요인으로 생각되어진다. $CO_2$는 탄화수소를 연료로 사용하는 연소에서 배기가스의 주성분이다. 자동차의 $CO_2$ 배출물에 대한 규제는 최근에 더욱 절박하게 대두되어 왔다. 이러한 심각한 규제는 배기가스를 저감하는 대체연료를 개발할 수 있는 자동차 제품들에게 요구되는 것이다. 본 논문은 가솔린, 디젤, LPG 자동차를 사용하여, FTP-75와 NEDC(ECE15+EUDC) 모두에 따라서 $CO_2$ 배출물과 연료소비율(연비)과의 상관관계를 검토했다. 이 논문을 통해서 탄소중량비가 낮은 연료 일수록 $CO_2$ 발생량의 감소율이 큰 것을 알 수 있다. 사용한 연료에 따라서 $CO_2$ 배출량과 연비와의 관계를 함수로 표현할 수 있었으며, 높은 상관관계를 갖는 것을 알 수 있었다. LPG차량은 휘발유와 디젤차량보다 $CO_2$ 배출량이 적게 배출되는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 자동차가 정지하면 지정된 수초이내에 자동차의 공회전 상태를 자동적으로 정지시키고, 운전자가 출발하고자 할 때는 약속된 전기신호로 엔진의 시동을 거는 차량용 공회전 자동정지 제어시스템을 개발하였다. 이 장치는 다수의 선별된 엔진제어유닛과 변속기제어유닛의 전기신호를 입력신호로 하는 마이크로프로세서와 기타 주변 전자회로로 구성되어 있으며 자동차의 운전상태를 인식할 뿐 아니라 냉각수 온도에 따라 그 작동을 조정하고 재시동시 연료분사스킵 기법을 적용하여 자동차의 연료절약 및 유해배출가스를 저감하는 효과를 가지고 있다. 국내의 자동차 연비 및 유해배출가스측정 공인기관에서 ECE15+EUDC모드에서 본 제어시스템 장착차량의 주행시험을 실시하여 그 효과를 확인하였고 실차 적용가능성을 확보하였다.
This paper was focused on the particulate matter (PM) on the gasoline and bio ethanol. Bio ethanol as a clean fuel is considered one of the alternative fuels that decreased the PM emission from the vehicle. Particle formation in SI engine was depended on the fuel and engine operating condition. In this paper, Particle number concentration behaviors were analyzed by DMS500 (Differential Mobility Spectrometer) and CPC (Condensation Particle Counter) instrument which was recommended by PMP (Particle Measurement Programme). Particle emissions were measured with various engine operating variables such as air excess ratio ($\lambda$), spark timing and intake valve opening (IVO) at part load condition. In vehicle test, the number of particulate matter was analyzed with golden particle measurement system, which was consist of CVS (Constant Volume Sampler), particle number counter and particle number diluter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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