[논문]국내 다목적저동차의 오염물질 배출특성 연구

정성운; 류정호; 유영숙; 임철수

문제 정의

본 연구는 경유 및 LPG 다목적자동차(RV)의 배출 가스 규제항목인 CO, HC, NOx, PM 등의 배출 계수 산정을 위한 중요한 단계로 차속별, 연료유형별, 주행 거리별, 규제연식별, 연비특성별로 배출특성을 파악하였다.
본 연구에서는 경유 및 LPG 다목적 자동차(RV)의 배출 가스 규제항목의 배출계수 산정을 위한 중요단계로 차속별, 연료유형별, 주행거리별, 규제연식별, 연비 특성별로 배출특성을 파악하여 향후 다목적자동차 (RV)에 대한 효율적인 대기질관리에 기초자료를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 다목적자동차(RV)의 배출 특성을 조사하기 위해 국내에 등록된 경유 및 LPG 다목적 자동차 (RV)의 점유율 등을 고려하여 차종을 선정하였고 다목적자동차(RV) 배출가스 보증기간인 80, 000 km 미만과 80, 000 km 이상으로 구분하여 (환경부, 2004), 선정한 대표차종을 시험하여 온실가스 및 규제 물질의 배출특성을 조사하였다. 본 연구에서는 경유 차량 15대, LPG차량 6대로 총 21대를 시험하였다 표 1).

제안 방법

다목적자동차 (RV)의 배출가스 규제항목인 CO, HC, NOx, PM 등의 배출특성을 분석하였다. 우선 차 속별로는 경 유와 LPG 모두 첫 저 속모드인 4.
측정한다. 먼저, 항온항습실에서 무게를 측정한 여지를 PM 시료 채취 장치 (Horiba사, MEXA-9100D accessory) 필터 홀더에 장착한 후, 배기관에서 배출 가스를 일정 유량 등속 흡인하여 입자상물질 시료를 채취한다. 이때에 필터를 통과하는 배출가스의 온도를 50℃ 이내로 유지하여야 한다.
배출가스 측정은 시험자동차가 차대동력계의 롤러 위에서 각 모드별로 주행할 때 배기관으로부터 배출되는 가스를 정용량시료채취장치 (CVS : Constant volume sampler)에서 일정량의 공기로 희석한 후 시료 채취 백에 채취하여 배출가스 분석기로 분석하였다. 운전보조장치 (Driver aid)는 운전자가 자동차로 도로에서 주행하는 상태로 운전 할 수 있도록 화면에 운행상태를 표시해 주는 장치이다 또한 시료 채취 장치 (Constant volume sampler)는 자동차 배출가스를 공기와 희석하여 채취할 수 있는 장치이며 희석 터널은 고온에 의한 입자상물질의 변화를 배제시키고 대기조건으로 제어하기 위해 시료채취온도가 항상 52 ℃ 이내로 유지되도록 외부공기와 배기가스를 희석시키는 기능을 한다.
배출가스 측정은 차대동력계상에서 실시하였다. 측정 장치는 주로 차대동력겨】, 보조운전장치, 시료 채취 장치, 희석터널, 입자상물질 측정장치 및 배출가스 분석기 등으로 구성되어 있다.
본 연구에서 실험한 경유차량 15대와 LPG차량 6 대 중 엔진배기량이 중형으로 동일한 차량을 대상으로 경유 및 LPG차량에 대해 비교하였다(그림 8).
입자상물질을 채취한 여지는 포집 된 부분이 묻지 않도록 petridish에 넣어 보관한다. 샘플 여지를 무게측정실내에서 상대습도 50%, 20℃로 24 ±4시간 동안 항온항습시킨 다음 측정 전·후 무게 차를 구한다.
이 장치들은 희석터널에서 배기가스의 일부를 채취하여 외부공기로 희석시킨 후, 입자상 물질은 테프론이 코팅된 유리섬유 여지 (\|, 70mm)에 포집하는 장치이다. 여과지에 포집된 입자상물질의 무게를 측정하기 위해서는 마이크로 밸런스(SACD-WC) 를 사용하며, 여과지에 포집된 입자상물질의 정확한 측정을 위하여 온도 20±5℃ 및 상대습도 47±5% 로 유지 된 무게측정실 (weighing chamber)내에서 측정하였다.
5년을 고려하여 '00년 전 . 후로 구분하여 비교하였다(환경부, 2004). 디젤기관은 80, 000 km이상이 80, 000km 미만보다 NOx, PMe 1.

대상 데이터

다목적자동차 (RV)에서 배출되는 규제항목의 배출 특성을 조사하기 위해 서울시내의 일정구간을 운행하여 차속별로 분류시켜 만든 대표차속별 주행모드를 이용하였다. 이 주행모드는 1999년 국립 환경 과학원에서 개발한 것으로 총 15개의 각기 다른 대표차 속으로 이루어져 있으며, 이 중 본 연구에 사용된 대표차 속은 10개 단일모드로 대표차속은 4.
배출특성을 조사하였다. 본 연구에서는 경유 차량 15대, LPG차량 6대로 총 21대를 시험하였다 표 1).

이론/모형

배출가스 측정장치 (Horiba사, MEXA-9200D, 7200)는 배출가스 중 CO, THC, NOx를 분석할 수 있는 장치로서, 분석원리는 CO는 비 분산 적외선 분석법 (NDIR, Nondispersive infrared), THC는 열식불꽃 이온화 검출 기법 (HF1D, Heated flame ionization detector), NOx는 화학발광법 (CLD, Chemiluminescence detector)을 사용하였다. 분석장치 및 차대동력계 제어 장치를 그림 3~4에 나타내었다.
입자상물질은 차대동력계에서 주행할 때 배출 가스를 일정비율로 공기와 희석시켜 입자상물질을 채취하는 방식 (Horiba사, MEXA-9100D accessory)을 이용하였다. 이 장치들은 희석터널에서 배기가스의 일부를 채취하여 외부공기로 희석시킨 후, 입자상 물질은 테프론이 코팅된 유리섬유 여지 (\|, 70mm)에 포집하는 장치이다.

성능/효과

1. 차속별로는 경유와 LPG 모두 첫 저속 모드에서 높게 배출되고 차속이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여주며, 특히 10km/h 이후에는 배출량이 급격히 감소하는데 이는 공회전 및 감속이 많은 저속모드는 불완전연소가 많기에 오염물질이 높게 배출되며, 운행 및 가속이 많은 고속모드는 엔진 및 촉매의 온도가 높아짐에 따라 완전연소로 변환하는 비율이 증가함에 따라 배출량이 낮아지는 것으로 사료된다.
2. 연료유형별로는 엔진배기량이 중형인 LPG 차량이 경유차량보다 CO의 경우 약 7~17배, HC의 경우 약 4~24배 높은 배출량을 보이는데 이는 디젤 기관이 LPG기관보다 희박상태에서 운전하기 때문이며 NOx의 경우 경유차량이 LPG차량보다 약 1~4배 높은 배출량을 나타내는데 이는 고압축비와 희박 연소를 하는 디젤기관이 예혼합을 하는 LPG 기관보다 높은 연소온도를 갖기에 유리하므로 NOx 배출량이 높은 것으로 사료된다.
4. 연비특성별로는 차속이 증가함에 따라 연비가 개선되고 오염물질 배출량도 낮아지며 특히 경제속도 60~80km/h 사이에서는 연비가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 본 연구는 향후 다목적 자동차(RV)의 정확한 배출계수 산정 및 자동차 오염물질 배출 계수 산정 모델인 Mobile6와 Copertlll 분석에 활용되어질 것으로 기대되어진다.
특히 10 km/h 이상에서는 오염물질이 급격 감소되며 연비의 경우 자동차 경제속도인 60~80km/h 사이에서 연비가 가장 좋은 것으로 확인된다. 디젤 기관은 65 km/h 이 상에서 다시 연비 가 나빠지는 반면 LPG 기관은 100km까지 좋은 연비가 유지되는 것으로 나타났으며 연식규제별 연비를 조사한 결과, 연식에 따른 큰 차이를 보이지 않았다.
디젤기관은 80, 000 km 이상이 80, 000 km 미만보다 PM, NOx는 1.1 ~ 1.5배 (그림 9), CO, HC는 1」~3배 높았으며 LPG기관은 CO는 1 ~2.1 배, HC 는 2.6~4.2배 (그림 10), NOx는 2.1 ~4.6배 높게 배출되었다. 이는 일반적으로 주행거리가 증가하면 촉매 장치를 오랫동안 사용해서 노후화되었기에 촉매의 활성도가 저하되어 제 기능을 발휘하지 못하므로 높게 배출되는 것으로 사료된다(전민선 등, 2005; 정성운 등, 2005).
후로 구분하여 비교하였다(환경부, 2004). 디젤기관은 80, 000 km이상이 80, 000km 미만보다 NOx, PMe 1.1 ~ 1.6배 (그림 11), CO는 1.2~2.3배, HC는 2.1 ~3.9배 높았으며, LPG기관은 CO는 1 ~3.6배, HC는 2~2.8배 (그림 (2), NOx는 1.6~3.6배 높게 배출되었다. 이는 촉매의 배출효과 저감 및 후처리 장치(디젤 산화 촉매 장치 (Diesel oxidation catalyst, DOC), 삼원 촉매 장치 (Three-way catalyst, TWC)) 적용기술 수준의 향상으로 사료된다.

후속연구

연비특성별로는 차속이 증가함에 따라 연비가 개선되고 오염물질 배출량도 낮아지며 특히 경제속도 60~80km/h 사이에서는 연비가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 본 연구는 향후 다목적 자동차(RV)의 정확한 배출계수 산정 및 자동차 오염물질 배출 계수 산정 모델인 Mobile6와 Copertlll 분석에 활용되어질 것으로 기대되어진다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

국내 다목적저동차의 오염물질 배출특성 연구
A Study on the Exhaust Characteristics of Pollutants from Recreational Vehicle (RV) in Korea 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

국내 다목적저동차의 오염물질 배출특성 연구 A Study on the Exhaust Characteristics of Pollutants from Recreational Vehicle (RV) in Korea 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

후속연구

참고문헌 (9)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

정성운 (13) 류정호 (14) 유영숙 (11) 임철수 (14)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

국내 다목적저동차의 오염물질 배출특성 연구
A Study on the Exhaust Characteristics of Pollutants from Recreational Vehicle (RV) in Korea 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper