배출가스 저감장치(DPF)의 원리

 

배출가스 규제가 점차 강화되면서 이제는 이슈가 많다. 유로6은 마이크로연기 입자가 50%, 질소산화물이 80%가량 나오는 PM을 줄여야 하므로 자동차 업체들이 디젤엔진 배기가스 저감장치에 더욱 관심을 두고 있다고 밝혔다. 오늘 나는 배기가스의 미세한 그을음 입자의 배출량을 줄이는 장치인 PDF를 소개하려고 한다.배출가스 규제가 점차 강화되면서 이제는 이슈가 많다. 유로6은 마이크로연기 입자가 50%, 질소산화물이 80%가량 나오는 PM을 줄여야 하므로 자동차 업체들이 디젤엔진 배기가스 저감장치에 더욱 관심을 두고 있다고 밝혔다. 오늘 나는 배기가스의 미세한 그을음 입자의 배출량을 줄이는 장치인 PDF를 소개하려고 한다.배출가스 규제가 점차 강화되면서 이제는 이슈가 많다. 유로6은 마이크로연기 입자가 50%, 질소산화물이 80%가량 나오는 PM을 줄여야 하므로 자동차 업체들이 디젤엔진 배기가스 저감장치에 더욱 관심을 두고 있다고 밝혔다. 오늘 나는 배기가스의 미세한 그을음 입자의 배출량을 줄이는 장치인 PDF를 소개하려고 한다.  디젤차 필수품! PDF란 무엇인가?PDF는 경유차의 배기가스에 미세한 그을음 입자인 PM을 포획(물질 내 미량 성분을 분리·수집)해 연소·제거하는 배기가스 후처리 장치다. 도로에서는 PM(미세 그을음 입자)이 일반적이라고 생각되지만 PDF를 통해 50~80%까지 줄일 수 있다. 2005년부터 디젤 차량에 의무적으로 탑재된 PDF는 제조사별로 PDF(레오 삼성, 쉐보레), CPF(현대·기아차), CD-PPF(쌍용자동차) 등으로 불리기도 한다.

 

PDF는 경유차의 배기가스에 미세한 그을음 입자인 PM을 포획(물질 내 미량 성분을 분리·수집)해 연소·제거하는 배기가스 후처리 장치다. 도로에서는 PM(미세 그을음 입자)이 일반적이라고 생각되지만 PDF를 통해 50~80%까지 줄일 수 있다. 2005년부터 디젤 차량에 의무적으로 탑재된 PDF는 제조사별로 PDF(레오 삼성, 쉐보레), CPF(현대·기아차), CD-PPF(쌍용자동차) 등으로 불리기도 한다.   PDF 구성이란?PDF에는 여러 종류가 있는데, 그중에서도 벌집 형태의 세라믹 PDF가 일반적이다. 이 세라믹 PDF는 대형 주택, 세라믹 경력, 세라믹 플러그로 구성되어 있다. 세라믹 플러그는 통로 양쪽 끝을 번갈아 막고, 열린 통로에서 나오는 배기가스는 세라믹 경력에 의해 부서진 모공을 거쳐 인근 통로를 통해 배출된다.PDF에는 여러 종류가 있는데, 그중에서도 벌집 형태의 세라믹 PDF가 일반적이다. 이 세라믹 PDF는 대형 주택, 세라믹 경력, 세라믹 플러그로 구성되어 있다. 세라믹 플러그는 통로 양쪽 끝을 번갈아 막고, 열린 통로에서 나오는 배기가스는 세라믹 경력에 의해 부서진 모공을 거쳐 인근 통로를 통해 배출된다.   배기가스, PDF는 어떻게 재생되는가?PDF가 재생이라고 부르는 원리는 첫째, 배기가스의 PM(미세 그을음 입자)을 필터 벽면(위 세라믹 경력)에 포획한다. 수집된 PM은 CO2와 H2O로 침전, 산화, 방전되어 그을음과 연기를 감소시킨다.PDF가 재생이라고 부르는 원리는 첫째, 배기가스의 PM(미세 그을음 입자)을 필터 벽면(위 세라믹 경력)에 포획한다. 수집된 PM은 CO2와 H2O로 침전, 산화, 방전되어 그을음과 연기를 감소시킨다.  배기가스는 자발적으로 축적된 PM(미세 그을음 입자)을 태울 수 있는 충분한 산소를 함유하고 있는데, 이를 재생이라고 한다. 여기서 PDF "재생"은 일반적으로 배기가스가 600°C 이상일 경우 PM(미세 그을음 입자)을 태우지만, 이러한 고온은 최대 출력에서만 가능하다. 따라서 PDF가 정상적으로 작동하려면 PM(미세 그을음 입자)의 연소 온도를 낮추거나 배기가스 온도를 높여야 한다.배기가스는 자발적으로 축적된 PM(미세 그을음 입자)을 태울 수 있는 충분한 산소를 함유하고 있는데, 이를 재생이라고 한다. 여기서 PDF "재생"은 일반적으로 배기가스가 600°C 이상일 경우 PM(미세 그을음 입자)을 태우지만, 이러한 고온은 최대 출력에서만 가능하다.

 

따라서 PDF가 정상적으로 작동하려면 PM(미세 그을음 입자)의 연소 온도를 낮추거나 배기가스 온도를 높여야 한다.   PDF의 원활한 작동? 마이크로소프트 입자의 연소 온도를 낮추십시오!PM의 연소 온도를 낮추는 한 가지 방법은 세륨이나 금속 복합 첨가물을 첨가하여 PM의 연소 온도를 약 450~500℃로 낮추는 것이다.PM의 연소 온도를 낮추는 한 가지 방법은 세륨이나 금속 복합 첨가물을 첨가하여 PM의 연소 온도를 약 450~500℃로 낮추는 것이다.  또는 필터에 백금을 코팅하여 PM(미세 그을음 입자)의 연소를 촉진할 수 있다. 촉매 PDF 방식은 적층 계보다 효과가 작지만 재축적은 거의 없다고 한다.또는 필터에 백금을 코팅하여 PM(미세 그을음 입자)의 연소를 촉진할 수 있다. 촉매 PDF 방식은 적층 계보다 효과가 작지만 재축적은 거의 없다고 한다.또는 필터에 백금을 코팅하여 PM(미세 그을음 입자)의 연소를 촉진할 수 있다. 촉매 PDF 방식은 적층 계보다 효과가 작지만 재축적은 거의 없다고 한다.PDF가 원활하게 작동하도록 하는 또 다른 방법? 배기가스의 온도를 올리자!단, 적층 시스템과 촉매 PDF 모두 근본적인 재생을 위해 배기가스 온도를 높이기 위한 추가 조치가 필요하다. 통상 DOC이라는 장치가 PDF 앞에 설치돼 HC와 CO를 줄이고 반응열로 배기가스의 온도를 높인다. 다음번에는 이 DOC을 자세히 살펴봅시다.단, 적층 시스템과 촉매 PDF 모두 근본적인 재생을 위해 배기가스 온도를 높이기 위한 추가 조치가 필요하다. 통상 DOC이라는 장치가 PDF 앞에 설치돼 HC와 CO를 줄이고 반응열로 배기가스의 온도를 높인다. 다음번에는 이 DOC을 자세히 살펴봅시다.  또한 PM(미세 그을음 입자) 포화 수준이 일정 수준에 도달하면 엔진 연소를 제어하여 능동 재생 시스템을 활성화할 수 있다. 예를 들어 연료 주입을 지연시키고 매연과 연기가 연소할 수 있는 수준까지 배기가스의 온도를 높인다. 또 다른 방법은 일부 대형 차량이 버너를 사용하여 필터를 재생(소각)하도록 하는 것이다.또한 PM(미세 그을음 입자) 포화 수준이 일정 수준에 도달하면 엔진 연소를 제어하여 능동 재생 시스템을 활성화할 수 있다. 예를 들어 연료 주입을 지연시키고 매연과 연기가 연소할 수 있는 수준까지 배기가스의 온도를 높인다. 또 다른 방법은 일부 대형 차량이 버너를 사용하여 필터를 재생(소각)하도록 하는 것이다.

 

또한 PM(미세 그을음 입자) 포화 수준이 일정 수준에 도달하면 엔진 연소를 제어하여 능동 재생 시스템을 활성화할 수 있다. 예를 들어 연료 주입을 지연시키고 매연과 연기가 연소할 수 있는 수준까지 배기가스의 온도를 높인다. 또 다른 방법은 일부 대형 차량이 버너를 사용하여 필터를 재생(소각)하도록 하는 것이다.  PDF는 어떤 재료로 만들어졌는가?PM(미세 그을음 입자)이 연소하면서 필터 온도가 1 상승하기 때문에 PDF는 내열성 물질이 필요하다. 촉매 경력이라고 알려진 세라믹 외에도, 소결 금속이 사용된다. 소결 금속 필터는 열전도율이 높아 연소 및 제거가 동등하다는 장점이 있다고 한다.PM(미세 그을음 입자)이 연소하면서 필터 온도가 1 상승하기 때문에 PDF는 내열성 물질이 필요하다. 촉매 경력이라고 알려진 세라믹 외에도, 소결 금속이 사용된다. 소결 금속 필터는 열전도율이 높아 연소 및 제거가 동등하다는 장점이 있다고 한다.PM(미세 그을음 입자)이 연소하면서 필터 온도가 1 상승하기 때문에 PDF는 내열성 물질이 필요하다. 촉매 경력이라고 알려진 세라믹 외에도, 소결 금속이 사용된다. 소결 금속 필터는 열전도율이 높아 연소 및 제거가 동등하다는 장점이 있다고 한다.PM(미세 그을음 입자)이 연소하면서 필터 온도가 1 상승하기 때문에 PDF는 내열성 물질이 필요하다. 촉매 경력이라고 알려진 세라믹 외에도, 소결 금속이 사용된다.

 

소결 금속 필터는 열전도율이 높아 연소 및 제거가 동등하다는 장점이 있다고 한다.PDF 자동차, 석유 선택도 중요한가?PDF 차량도 전용 엔진 오일을 사용해야 한다. 정상적인 엔진 오일을 사용해도 즉각적인 문제가 발생하지 않지만 사용해도 고장이 발생할 수 있다. 따라서 유럽자동차공업협회가 만든 ACEA 석유품질 기준 중 C등급 기름을 사용해야 한다.PDF 차량도 전용 엔진 오일을 사용해야 한다. 정상적인 엔진 오일을 사용해도 즉각적인 문제가 발생하지 않지만 사용해도 고장이 발생할 수 있다. 따라서 유럽자동차공업협회가 만든 ACEA 석유품질 기준 중 C등급 기름을 사용해야 한다.    PDF의 미래는?경유차가 환경에 부정적인 영향을 미친다는 인식은 검은 그을음과 함께 PM의 영향이 컸다. 다만 PDF를 통해 휘발유 차량과 같은 수준으로 PM(미세 그을음 입자) 배출량을 줄이는 기술이 지속해서 개발되고 있다.경유차가 환경에 부정적인 영향을 미친다는 인식은 검은 그을음과 함께 PM의 영향이 컸다. 다만 PDF를 통해 휘발유 차량과 같은 수준으로 PM(미세 그을음 입자) 배출량을 줄이는 기술이 지속해서 개발되고 있다.  최근에는 가스에 에너지를 더하고 전자와 핵으로 분리하는 기술로 그을음과 연기를 최대 95%까지 줄이는 플라스마 PDF가 개발됐다. 기존 대형트럭 이외에는 탑재할 수 없었던 버너의 10분의 1 규모로 소형차에서도 탑재할 수 있게 됐다. '깨끗한 디젤'이라는 타이틀을 박탈당한 경유차가 앞으로 명예를 되찾을 수 있을지 지켜보자. 그것이 자동차에 대한 당신의 열정을 지탱해 준 VIXX 엔진 오일 및 휠 삶이었습니다.