154-154 2021 [추계학술대회]
| 제목 | 연비개선을 위한 촉매재생시간 단축이 삼원촉매성능에 미치는 영향과 대응방안 |
|---|---|
| 분야 | 에너지 및 배기 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 이준( 희성촉매), 송진우( 희성촉매) |
| Key Words | TWC(삼원촉매), WCC(Warm-up Catalytic Converter), UCC(Underfloor Catalytic Converter), OSC(Oxygen Storage Capacity) |
| 초록 |
지구온난화의 주원인으로 알려진 이산화탄소의 주요배출원 중 하나인 내연기관 자동차의 이산화탄소 배출량에 대한 규제는 지속적으로 강화되어 자동차업체들은 이를 대응하기 위한 연구개발에 막대한 비용과 인력을 투자하고 있다. 내연기관 가솔린엔진차량의 이산화탄소 배출량 감소, 즉 연비개선을 위해 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그 중에서 연료차단이라는 기술은 가솔린엔진 차량에서 운전도중 동력이 불필요한 경우에 연료의 공급을 순간적으로 중단시킴으로써 연료 사용량을 감소시키는 방법이다. 연료차단 후에는 공기에 노출되어 산화상태가 된 촉매를 환원시키기 위하여 WCC 전후단에 위치한 O2 sensor의 피드백을 받아 과량의 연료를 분사하는 촉매재생과정을 거치게 된다. 촉매재생시간을 단축시키면 추가적인 연비개선 가능하지만, 촉매의 환원이 불완전하게 이루어지기 때문에 질소산화물 배출량이 증가하는 문제점을 가지고 있다. 먼저 촉매재생시간을 단축시키기 위하여 WCC Rear brick 후단에 위치한 Rear O2 sensor를 WCC Front brick 후단으로 이동시켰을 때 촉매성능의 변화를 살펴보고, O2 sensor의 피드백을 받지 못하여 환원이 되기 어려운 UCC 촉매의 OSC 함량을 감소시킨 촉매를 설계하여 동일한 WCC 촉매를 장착한 조건에서 OSC 함량을 유지한 UCC 촉매와 비교 평가를 진행하였다. Rear O2 sensor 위치 변경 시 촉매재생시간이 단축되는 연비개선효과와 WCC 후단 및 UCC 후단에서 측정된 질소산화물 배출량이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 그리고 UCC 촉매의 OSC 함량을 변화시킨 촉매시스템간 비교를 했을 때, WCC 후단의 배출량은 유사하며 UCC 촉매의 OSC 함량을 감소시킨 촉매시스템이 OSC 함량을 유지한 촉매시스템 대비 UCC 후단 질소산화물 배출량이 저감되는 결과를 얻을 수 있었다. 향후 WCC 촉매의 OSC 함량 저감 및 UCC 촉매의 성능개선을 통하여 질소산화물 배출량을 추가적으로 저감할 수 있을 것으로 판단되며 이를 통하여 촉매재생시간단축에 의한 연비개선에 기여할 수 있을 것으로 예상된다. |
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