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국내 소형자동차의 실제 도로 주행 배출가스 특성에 관한 연구
A Study on the Emission Characteristics of Korean Light-duty Vehicles in Real-road Driving Conditions 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.21 no.6, 2013년, pp.123 - 134  

박준홍 (국립환경과학원 교통환경연구소) ,  이종태 (국립환경과학원 교통환경연구소) ,  김선문 (국립환경과학원 교통환경연구소) ,  김정수 (국립환경과학원 교통환경연구소) ,  안근환 (국립환경과학원 교통환경연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Strengthening vehicle emission regulation is one of important policies to improve air quality in urban area. Due to the limitation of specified driving cycles for certification test to reflect real driving conditions, additional off-cycle emission regulations have been adopted in US and being develo...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 PEMS를 이용하여 국내 자동차의 실제 도로 주행 배출가스 수준에 대하여 조사하였다. PEMS는 대형차에서 결함확인검사 제도의 수단으로 먼저 도입되었다.
  • 20)에 따르면 RPA는 식 (1)과 같이 정의되는데, 특정 주행구간의 부하를 나타내는 변수로 폭넓게 사용된다. 본 연구에서는 국내 인증시험 모드와 도로 주행 경로에서의 차속, RPA 특성을 비교하였다. 이를 통해 인증시험과 실제 도로 주행 간의 주행패턴 차이를 고찰하였다.
  • 본 연구에서는 시험에 사용한 PEMS의 기본적인 신뢰성을 평가하였다. 차대동력계에서 다양한 주행모드를 이용하여 주행하고, 이때의 배출가스를 CVS와 PEMS로 동시 분석하여 그 결과를 비교하였다.
  • 배출가스 인증시험의 경우 공차상태에서 휘발유 및 가스차는 2명의 탑승자 중량(136kg), 경유차는 운전자와 일반 적재물 중량(100kg)이 포함된다. 본 연구에서는 시험차량의 중량 증가를 최소화하기 위하여 뒷 좌석, 스패어 타이어 등을 탈거하였다. 그럼에도 PEMS 장착시 인증시험에서 규정하는 시험중량 보다는 약 100kg 정도 증가하였다.
  • 그 결과 경유자동차의 NOx는 실제 도로 주행 조건에서 NEDC 배출허용기준의 4~7배 수준으로 배출됨을 확인하였다. 이 연구 결과는 유럽에서 실제 도로 주행 배출가스 시험방법으로 PEMS를 추진하게 된 기초 자료가 되었다. 본 연구에서도 EC-JRC에서 제안한 연구 방법을 토대로 하여 국내 소형차 3대에 대해 실제 도로 주행 배출가스 평가를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대기환경보전법에 따라 배출가스 인증 제도를 시행하는 이유는? 자동차에서 배출되는 대기오염물질을 저감하기 위하여 국내에서는 대기환경보전법에 따라 배출가스 인증 제도를 시행하고 있다.1) 배출가스 인증은 개발이 완료된 자동차에 대해서 규정된 인증 시험 방법에 따라 배출가스 시험을 수행하고, 내구성을 포함한 시험결과가 배출허용기준 이내 인지를 확인하는 제도이다.
배출가스 인증은 무엇인가? 자동차에서 배출되는 대기오염물질을 저감하기 위하여 국내에서는 대기환경보전법에 따라 배출가스 인증 제도를 시행하고 있다.1) 배출가스 인증은 개발이 완료된 자동차에 대해서 규정된 인증 시험 방법에 따라 배출가스 시험을 수행하고, 내구성을 포함한 시험결과가 배출허용기준 이내 인지를 확인하는 제도이다. 자동차 대기오염물질의 저감을 위해 배출허용기준은 지속적으로 강화되어왔다.
2000년 이후 국내 소형차 배출허용기준의 변화는 어떠한가? 1에는 2000년 이후의 주요 대기오염물질에 대한 국내 소형차 배출허용기준의 변화를 나타내었다. 국내 소형차 배출허용기준은 지난 10여년 동안 NMHC와 NOx는 약 5.3~8.4배 강화되었고, 경유차의 PM은 약 22배 강화되었다. 그러나 이러한 배출허용기준 강화정책의 효과가 실제 도로주행조건에서도 그대로 나타나는지에 대해서는 상당한 의문이 제기되고 있다.
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참고문헌 (22)

  1. Korean Ministry of Environment, Regulation of Exhaust Gases from Automobiles, Ships, Etc, Clean Air Conservation Act Chapter 4, 2009. 

  2. California Air Resource Board, The California Low Emission Vehicle Regulations, 2008. 

  3. UN ECE Regulation No.83, Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles with Regards to the Emission of Pollutants according to Engine Fuel Requirements, 2011. 

  4. R. Joumard, M. Andre, R. Vidon, P. Tassel and C. Pruvost, "Influence of Driving Cycles on Unit Emissions from Passenger Cars," Atmospheric Environment, Vol.34, pp.4621-4628, 2000. 

  5. L. Pelkmans and P. Debal, "Comparison of On-road Emissions with Emissions Measured on Chassis Dynamometer Test Cycles," Transportation Research Part D, Vol.11, pp.233-241, 2006. 

  6. M. Andre, R. Joumard, R. Vidon, P. Tassel and P. Perret, "Real-world European Driving Cycles, for Measuring Pollutant Emissions from High- and Low-powered Cars," Atmospheric Environment, Vol.40, pp.5944-5953, 2006. 

  7. CARS21 High Level Group, On the Competitiveness and Sustainable Growth of the Automotive Industry in the European Union, Final Report, pp.60-62, 2012. 

  8. Seoul Metropolitan Government, http://cleanair.seoul.go.kr, 2013. 

  9. US EPA, Motor Vehicle Emissions Federal Test Procedure Revisions; Final Regulations, Federal Register, Vol.61, No.205, pp.54851-54906, 1996. 

  10. EU, On the Approval of Motor Vehicles with Respect to Emissions from Light Passenger and Commercial Vehicles (Euro5 and Euro 6) and on Access to Vehicle Repair and Maintenance Information, Regulation (EC) No. 715/2007, 2007. 

  11. US EPA, "Control of Emissions of Air Pollution from New Motor Vehicles; In-use Testing for Heavy-duty Diesel Engines and Vehicles," Federal Register, Vol.70, No.113, pp.34594-34626, 2005. 

  12. EU, Implementing and Amending Regulation (EC) No. 595/2009 of the European Parliament and of the Council with Respect to Emissions from Heavy Duty Vehicles (EURO VI) and Amending Annexes I and III to Directive 2007/46/EC of the European Parliament and of the Council, Regulation (EC) No. 582/2011, 2011. 

  13. M. Weiss, P. Bonnel, R. Hummel, U. Manfredi, R. Colombo, G. Lanappe, P. Le Lijour and M. Sculati, Analyzing On-road Emisions of Light-duty Vehicles with Portable Emissions Measurement Systems (PEMS), JRC Scientific and Technical Reports, EUR 24697 EN, 2011. 

  14. M. Weiss, P. Bonnel, R. Hummel, A. Provenza and U. Manfredi, "On-road Emissions of Light-duty Vehicles in Europe," Environmental Science and Technology, Vol.45, pp.8575-8581, 2011. 

  15. US EPA, In-use Testing for Heavy-duty Diesel Engines and Vehicles; Emission Measurement Accuracy Margins for Portable Emissions Measurement Systems and Program Revisions, Federal Register, Vol.61, No.205, 2008. 

  16. P. Bonnel, J. Kubelt and A. Provenza, "Heavy-duty Engines Conformity Testing Based on PEMS," EUR 24921 EN ISBN 978-92-79-1039-6, 2011. 

  17. E. K. Nam, A. Mitchea and C. Ensfield, "Dynamometer and On-board Emissions Testing of the Honda Insight and Toyota Prius," SAE 2005-01-0681, 2005. 

  18. T. Lee, J. Keel, J. Park, Y. Park, J. Hong and D. Lee, "Speed-based Emission Factor regarding Vehicle Specific Power and Acceleration during On-road Driving," Transactions of KSAE, Vol.19, No.1, pp.73-81, 2011. 

  19. J. Park, J. Lee, T. Lee, J. Kim, J. Kim and J. Kil, "An Analysis on the Emission Reduction Effect of Diesel Light-duty Truck by Introducing Electronic Toll Collection System on Highways," J. KOSAE, Vol.28, No.5, pp.506-517, 2012. 

  20. J. Demuynck, D. Bosteels, M. De Paepe, C. Favre, J. May and S. Verhelst, "Recommendations for the New WLTP Cycle Based on an Analysis of Vehicle Emission Measurements on NEDC and CADC," Energy Policy, Vol.49, pp.234-242, 2012. 

  21. B. C. Shade, D. K. Carder, G. J. Thompson and M. Gautam, "A Work-based Window Method for Calculating In-use Brake-specific NOx Emissions of Heavy-duty Diesel Engines," SAE 2208-01-1301, 2008. 

  22. National Institute of Environmental Research, "A Study on the National Emission Inventory for Air Pollutant by Transportation Type(II)," NIER No. 2009-14-1070, 2009. 

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