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□배기가스 정화장치
자동차 연료 연소가스의 유해성분 대책에는 발생하지 않게 방지하는 기술과 발생후 처리하는 기술의 두가지가 있다. 발생방지 기술로서는 배기성분 검출과 피드백에 의한 혼합기 적정화, 연소실 개량과 점화시기 적정화에 의한 연소속도 개선, ERG에 의한 연소온도 저감 등이 있다. 또 발생후 처리 기술로서는 서멀리액터(미연소가스 연소장치), 산화촉매, 삼원촉매 등이 있다.

□O₂센서(Sensor)
공기와 개솔린이 섞인 혼합기의 산소농도를 측정하는 감지기다. 삼원촉매의 경우 공기와 개솔린의 농도 혼합비가 좋으면 정화율이 극히 좋아지므로 산소농도를 재어 그에 따라 연료와의 혼합비율을 컨트롤 하는 것이다.

□서멀 리액터(thermal reactor)
열반응연소기를 말한다. 이그조스트 포트 바로 아래에 달아 공기를 분사하여 열반응 연소로 HC나 CO를 줄이는 것이다.

□2차 공기
서멀리액터나 산화촉매는 엔진에서 개솔린이 연소할 때 잔류가스 성분을 배기시킨뒤 완전히 재연소(산화)시키는 원리로 되어있다. 이때 연소가 쉽게 이루어지도록 배기관에 산소를 보급하는 공기를 2차공기라 한다.

□EGR
Ex Gas Recirculation의 약자로 배기재순환을 말한다. 배기가스 중 ${NO}_{x}$의 발생은 특히 연소온도와 관계가 있다. 이미 한번 연소한 배기가스는 불활성가스에서 엔진에 흡입되어도 산소가 없어 연소되지 않는다. 그래서 흡수하는 공기에 배기관의 일부가스를 혼입하면 연소온도가 내려가 ${NO}_{x}$가 줄게된다.

□블로우 바이 가스(blow bye gas)
엔진이 회전중 피스톤이 내려갈 때 오일 팬에 공기압력이 생겨 뜨거워진 오일을 머금은 가스가 방출된다. 이 가스를 블로우 바이가스라 한다. 이를 대기속으로 방산하지 않고 에어클리너로 빨아들이게 하고 있다.

□증발가스방지장치
주차중인 자동차의 개솔린 탱크에서 가스가 증발하는 것을 막는 장치다. 탱크의 공기구멍(브리저 파이프)을 밀폐하여 활성탄 필터를 통해 대기속에 방출되게 한다. 엔진이 가동하고 있는 동안은 이를 에어클리너로 빨아들이게 된다.

□배기장치
실린더 안에서 폭발한 연소가스를 그대로밖으로 배출하면 급격히 팽창하여 큰 소리를 낼뿐만 아니라 화재 위험도 있다. 그 때문에 배출가스를 파이프에 모아 식혀가면서 배기소음을 낮추는 것이 배기계통이다.

□매니폴드(manifold)
실린더에 혼합기를 불어놓고 배출가스를 모아 밖으로 내보내는 얼개다. 흡입용을 인테이크 매니폴드, 배출용을 이그조스트매니폴드라 한다. 이 두가지가 세팅되어 있는 것도 있고 별도로 달린것도 있다. 이그조스트 매니폴드의 구조는 한곳에 압력이 몰리지 않게 매끈한 형상으로 설계되어 있다. 또 인테이크 매니폴드를 뜨겁게 하여 혼합기가 잘 기화되도록 하기위한 히트컨트롤 댐퍼를 붙인것도 있다.
 

매니폴드


□머플러(muffler·소음기)
배출가스가 이그조스트 밸브를 통과할때는 온도가 섭씨 6백-8백도나 되고 압력은 3~5㎏/㎠이나 되는 고온고압상태다. 속도는 거의 음속에 가깝다. 이 상태로 그대로 대기속에 방출되면 큰 폭발음을 일으키므로 배출가스의 온도를 낮추고 압력을 내리게 하는것이 머플러다. 차종에 따라 구조나 부착위치가 다르나 일반적으로 두께 1㎜전후의 강판으로 만든 원통형의 내부를 몇 부분으로 구분하여 각 부분을 가스가 지날 때마다 압력과 온도가 내려가 차츰 줄어들게 설계되어 있다. 서브머플러는 이그조스트 매니폴드와 머플러의 중간에 있어 소음효과를 높이면서 배출가스속의 수증기를 제거해 머플러의 부식을 막는 역할도 한다.
 

배기가스 그림.

1987년 04월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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