자동차 업체의 기술 개발 동향 - 배출가스 , 연비 부분 -

자동차 업체의 기술 개발 동향- 배출가스 , 연비 부분 -

에너지 전환 발표 발표자 박상현

2006. 5. 15

박상현 김민형 이삭 설안숙 황지수 조원규

CONTENTS

01 Introduction

02 Reduction of exhaust gas

03 Reduction of fuel

04 Conclusion

배기가스배기가스 연비연비

EU 한국일본미국

Introduction

Introduction

인구2 억 9 천 7 백만명세계 자동차 시장7000 만대자동차 시장1600 만대국내시장145 만대

USA

Introduction

OBD SYSTEM 의 등장 (1991 년 )

CARB (Califonia Air Resource Board)

(OBD) On Board Diagnostics

1. 캘리포니아 주 모든 차량에 장착 의무화

2. 전자 장치나 센서의 이상 여부를 계기판의 Check Engine 을

통해 이상여부를 즉시 알려줌으로써 신속하게 정비소로 유도

1. 1991 년 모든 자동차에 OBD 1 의 장착 의무화

2. 1996 년 모든 가솔린 차량 1997 년 모든 디젤차량에 OBD 2 시스템 장착

의무화

현재 미국 전역 및 Canada 에서 장착 차량만 판매 가능

Reduction of exhaust gas

1. 연소 전

O2 Sensor

2. 연소 후

EGR Valve

PCV

Catalystic Converter

Perfect Combustion Imperfect Combustion

4 가지 연소 요소가

완벽한 비율로 연소될때

CO2, H2O 생성

4 가지 연소 요소 중

밸런스가 맞지 않을때

CO, HC, NOx 생성

Combustion Element

1.Air (78% N2 , 21% O2 )

2.Gasoline (Fuel)

3. Heat (2000 °C)

4. Ignition Spark

Exhaust Gas

O2 Sensor

재료에 따라 Zr 또는 Titanium

외기 산소와 배기가스 산소의 차에 따라 0.1V~ 0.9 V 전압 발생

희박하면 0.9 V , 농후하면 0.1V 이상연소일때는 0.5 V

산소 센서 (O2 Sensor) 혼합비 14.7 유지

O2 Sensor

Computer

삼원촉매 (Catalyst)

Catalystic Converter

백금 팔라듐 로듐

NONOX X

CO HC-CO HC- 산화제 산화제

CO HCCO HCNOx - NOx - 환원제환원제 CO a COCO a CO22

HC a HHC a H22OO NOX a NNOX a N

350~500350~500°C 고온 고온 작동작동

촉매 컨버터

PCV

PCV (Positive Crankcase Ventilation) CO 재순환

EGR Valve

EGR Valve (NoX 감소 )

고온 고압시 연소 중고온 고압시 연소 중NOx NOx 생성생성

부하가 많이 걸리지 부하가 많이 걸리지 않는않는 Idle Idle 상태나 상태나 정속주행 상태에서 정속주행 상태에서 EEGR VGR Valvealve 가 작동하여 가 작동하여 연소실의 온도를 연소실의 온도를 낮춰줌낮춰줌

급감속 또는 가속 구급감속 또는 가속 구간에서는 작동 안함간에서는 작동 안함

OBD-II System Configuration ExampleOBD-II System Configuration ExampleDownstream O2 SensorDownstream O2 Sensor

Upstream O2 Sensor

Idle Speed Actuator

Mass Air Flow Sensor

Throttle Position Sensor

Intake Air Temp. Sensor

Camshaft Position Sensor

Injectors

Coolant Temperature Sensor

Crankshaft Position Sensor

Canister Purge Solenoid

Fuel Tank Pressure SensorFuel Tank Pressure Sensor

Canister Close ValveCanister Close Valve

Canister

FuelTank

ECU

OBD II

Reduction of Fuel

VIS (Variable Induction System) VVT (Variable Valve Timing)

Honda (V-tec)

Lean Burn GDI (Gasoline Direct Injection)

VIS

VIS (RPM-ECU-VIS) 효율 8% 정도 증가

valveLOW

High

LOW

High

VVT

VVT (RPM 에 따라 밸브 타이밍 조절 )

Technology of engine

LEAN LEAN BURNBURN

14.7 22 - 23

Lean Burn

Air : Fuel = Air : Fuel = 22 22 : 1: 1

Lean Burn

Lean Burn

Condition for apply L/B

1. Temperature ↑ 75°C 2. Speed ↑ 35km 3. Angle of throttle 33°~90°

NO Apply L/B

1. Idle2. Acceleration

Lean Burn

Avante Lean Burn 시장 외면

GDIGDI

GASOLINE DIRECT INJECTIONGASOLINE DIRECT INJECTION

개발 목적

GDI

1. 초 희박 연소 (40~50) 를 통한 연료 절감 - Diesel 보다도 좋은 연료 효율

2. Torque 는 기존의 MPI 엔진보다 높은 파워를 구현

1. Mitsubishi 사가 엔진 , 전장 개발

2. 현대차가 차체 생산

3. Mitsubishi Proudia 모델 현대 EQUS 4.5 모델

History

Why? Tumble

2- Mode (Injection)

Toque-Rpm

Process

GDI

4 Characteristic

Intake manifold-Up straight intake port

Injector-High pressure

Injector pump-High pressure fuel pump

Piston-Curved top ‘bowl’ piston

GDI : MPI

Fuel Comsumption

GDI

GDI

GDI

Hyundai EQUS GDI 4.5 MPI 4.5 엔진으로 교체

Conclusion

Hybrid ElectricFuel cellGDI