점차 강화되는 배출가스 규제와 적은 연료로 많은 거리를 주행할 수 있는 고효율 자동차에 대한 요구로 에너지소비효율에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 국내의 에너지소비효율은 도심주행모드와 고속도로 모드를 주행하여 복합연비로 산정하고 5-Cycle 보정식을 이용하여 최종 에너지소비효율을 표시하고 있다. 에너지소비효율의 경우 카본발란스법에 의하여 산출되는데 이때 배출가스에 의해 계산이 됨에 따라 연소에 사용되는 연료는 자동차 성능과 에너지소비효율에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 자동차 연료의 경우 국내에서는 석유 및 석유대체연료 사업법 품질기준에 따라 국내에 유통되고 있는데 정유사의 정제 방법이나 원유에 따라 품질 기준 내에서 물성 차이를 보일 수 있다. 일정 품질기준을 정하고 있음에 따라 연료별 큰 차이는 나지 않을 것으로 보이나 자동차의 성능에는 영향을 미칠 수 있어 그에 따른 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 시중에서 유통되고 있는 연료 중 여름철에 판매되는 경유를 정유사 직영점을 통해 구매하였으며, 각 시료별 물성을 분석하고 그에 따른 에너지소비효율을 측정하였다. 에너지소 비효율의 경우 현행 경유 자동차의 에너지소비효율 산정식과 휘발유 에너지소비효율에서 사용되는 산출식을 이용하여 물성 적용에 따른 변화를 살펴보았다. 그 결과 시료별 밀도는 최대 약 0.9%의 차이를 보였으며, 순발열량은 1.6%의 차이를 보였으며, 현행 에너지소비효율 산출 결과에서는 도심모드에서 약 1%, 고속모드에서 1.4% 차이를 보였다. 휘발유 산출식을 이용한 산출에서는 현행 에너지소비효율 산출때 보다 약 6%정도 낮은 수치를 보였으며, 각 시료별 에너지소비효율은 최대 도심과 고속에서 최대 약 1.4%의 차이를 보였다.
점차 강화되는 배출가스 규제와 적은 연료로 많은 거리를 주행할 수 있는 고효율 자동차에 대한 요구로 에너지소비효율에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 국내의 에너지소비효율은 도심주행모드와 고속도로 모드를 주행하여 복합연비로 산정하고 5-Cycle 보정식을 이용하여 최종 에너지소비효율을 표시하고 있다. 에너지소비효율의 경우 카본발란스법에 의하여 산출되는데 이때 배출가스에 의해 계산이 됨에 따라 연소에 사용되는 연료는 자동차 성능과 에너지소비효율에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 자동차 연료의 경우 국내에서는 석유 및 석유대체연료 사업법 품질기준에 따라 국내에 유통되고 있는데 정유사의 정제 방법이나 원유에 따라 품질 기준 내에서 물성 차이를 보일 수 있다. 일정 품질기준을 정하고 있음에 따라 연료별 큰 차이는 나지 않을 것으로 보이나 자동차의 성능에는 영향을 미칠 수 있어 그에 따른 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 시중에서 유통되고 있는 연료 중 여름철에 판매되는 경유를 정유사 직영점을 통해 구매하였으며, 각 시료별 물성을 분석하고 그에 따른 에너지소비효율을 측정하였다. 에너지소 비효율의 경우 현행 경유 자동차의 에너지소비효율 산정식과 휘발유 에너지소비효율에서 사용되는 산출식을 이용하여 물성 적용에 따른 변화를 살펴보았다. 그 결과 시료별 밀도는 최대 약 0.9%의 차이를 보였으며, 순발열량은 1.6%의 차이를 보였으며, 현행 에너지소비효율 산출 결과에서는 도심모드에서 약 1%, 고속모드에서 1.4% 차이를 보였다. 휘발유 산출식을 이용한 산출에서는 현행 에너지소비효율 산출때 보다 약 6%정도 낮은 수치를 보였으며, 각 시료별 에너지소비효율은 최대 도심과 고속에서 최대 약 1.4%의 차이를 보였다.
Increasing emissions regulations and demand of high-efficiency cars that travels a lot of distance with less fuel, there is growing interest in Energy Consumption Efficiency. Korean energy consumption efficiency compute combined Fuel Economy by driven city & highway driving mode and present final En...
Increasing emissions regulations and demand of high-efficiency cars that travels a lot of distance with less fuel, there is growing interest in Energy Consumption Efficiency. Korean energy consumption efficiency compute combined Fuel Economy by driven city & highway driving mode and present final Energy Consumption Efficiency as using 5-cycle correction formula. Energy consumption efficiency is computed Carbon-balance-method, when used burning fuel play a key role in vehicle performance & Energy Consumption Efficiency. In Korea, vehicle fuel is circulate by Petroleum and Petroleum Alternative Business Act, there is property difference in quality standard because petroleum sector's refine method or type of crude oil. It does not appear a big difference according to fuel, because it sets steady quality standard, it may affect the performance of automobile. Thus, in research We purchase a few diesel fuel which circulated in the market in summer season though directly-managed-gas station by petroleum sector, resolve property each of fuel, we compute Fuel Economy each of them. We analyze into change depend on applying for property as nowadays utilizing Energy Consumption Efficiency calculating formula of gasoline and diesel fuel. As result, Density each of sample fuel has a maximum difference roughly 0.9%, net heat value each of sample fuel has difference 1.6%, result of current Energy Consumption Efficiency each of sample fuel has a difference roughly 1% at city drive mode, 1.4% at highway drive mode. Result of use gasoline calculator formula shows less 6% result than nowadays utilizing Energy Consumption Efficiency calculating formula, each of sample's Energy Consumption Efficiency shows maximum roughly 1.4% result in city & highway drive mode.
Increasing emissions regulations and demand of high-efficiency cars that travels a lot of distance with less fuel, there is growing interest in Energy Consumption Efficiency. Korean energy consumption efficiency compute combined Fuel Economy by driven city & highway driving mode and present final Energy Consumption Efficiency as using 5-cycle correction formula. Energy consumption efficiency is computed Carbon-balance-method, when used burning fuel play a key role in vehicle performance & Energy Consumption Efficiency. In Korea, vehicle fuel is circulate by Petroleum and Petroleum Alternative Business Act, there is property difference in quality standard because petroleum sector's refine method or type of crude oil. It does not appear a big difference according to fuel, because it sets steady quality standard, it may affect the performance of automobile. Thus, in research We purchase a few diesel fuel which circulated in the market in summer season though directly-managed-gas station by petroleum sector, resolve property each of fuel, we compute Fuel Economy each of them. We analyze into change depend on applying for property as nowadays utilizing Energy Consumption Efficiency calculating formula of gasoline and diesel fuel. As result, Density each of sample fuel has a maximum difference roughly 0.9%, net heat value each of sample fuel has difference 1.6%, result of current Energy Consumption Efficiency each of sample fuel has a difference roughly 1% at city drive mode, 1.4% at highway drive mode. Result of use gasoline calculator formula shows less 6% result than nowadays utilizing Energy Consumption Efficiency calculating formula, each of sample's Energy Consumption Efficiency shows maximum roughly 1.4% result in city & highway drive mode.
그러나 국내에 유통되고 있는 경유의 경우 모든 물성 값이 상수로 고정되어 있어 실제 물성을 반영 하였을 시 연비에 어느 정도 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다. 그러나, 실제 물성값을 사용하기 위하여는 다양한 연구가 필요하나 아직 그에 따른 연구가 활발히 이루어지지 않아 본 연구에서는 경유의 물성을 측정하여 휘발유자동차 에너지소비효율에 적용시키고 실제 어느 정도의 차이가 발생하는지에 대한 실험적 연구를 수행하였다.
제안 방법
시험의 대표성 및 객관성을 확보하기 위해 공인된 시험법인 에너지소비효율측정방법 및 대기환 경보전법의 배출가스 시험방법을 구현할 수 있는 차대동력계 시스템을 이용하였다. 또한, 차대동력계 시스템의 경우 매년 정도검사를 실시하여 시험의 정확성을 유지하였다.
여름철 국내에서 판매되고 있는 자동차용 경유를 구매하고 그에 따른 밀도, 순발열량 등 물성 차이를 살펴보고, 이를 시험차량에 적용하여 차량의 배출가스, 에너지소비효율을 시험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 연료는 국내 시중에 판매되고 있는 경유 중 4종을 동일 날짜에 구매 하여 사용하였으며, 시중의 주유소 중 직영점을 통하여 구매하였다. 시험에 사용된 연료가 국내에 판매되는 연료를 모두 대표할 수는 없으나 유통되고 있는 경유에 대한 물성차이와 성능을 확인하고자 하였다.
본 연구에 사용된 차량은 1,582 cc급 자동차를 선정하였고, 시험에 사용된 차량의 제원은 Table 1과 같다.
데이터처리
배출가스 측정 장치 (HORIBA사 MEXA series)는 자동차의 배출가스중 CO, THC, NOx, CO2, CH4를 분석할 수 있는 장치로 분석원리는 CO 및 CO2가 비분산적외 선분석법 (NDIR, Nondispersive Infrared), THC는 열식불꽃이온화 검출기법 (HFID, Heated Flame Ionization Detector), NOx는 화학 발광법 (CLD, Chemiluminescence Detector), CH4는 GC-FID (Gas chroomatography-FID)을 사용한 다. 이렇게 검출된 배출가스는 데이터 가공장치를 통하여 배출가스농도와 카본밸런스법에 의해 연비를 산출하게 되며, 아래 식에 의해 경유자동차에 대한 에너지소비효율을 산정하게 된다.
이론/모형
연료의 물성은 「석유 및 석유대체연료 사업법」에 따라 실시하였으며, 상세 시험법은 Table 2와 같다.
성능/효과
1. 밀도의 경우 4개 시료에서 최대 약 0.9%의 차이를 보였으며, 순발열량은 1.6%, 원소분 석에서 탄소는 최대 약 1.8%, 수소는 11.7%의 차이를 보였다.
2. 주행에 영향을 미칠 수 있는 증류성상의 경우 10% 유출온도가 약 4.8%, 50% 유출온 도가 5.5%, 세탄지수의 경우에는 최대 약 7%의 차이를 보였다.
3. 현행 경유자동차의 에너지소비효율의 경우 4개 시료에서 도심모드의 경우 약 1%, 고속모드에서는 1.4%의 차이를 보였다.
4. 휘발유 자동차의 에너지소비효율과 같이 경유에 대한 물성을 적용하여 에너지소비효율을 계산한 결과 현행보다 약 6%정도 낮은 에너지소비효율을 나타냈다.
5. 물성을 반영한 에너지소비효율은 도심모드는 D, A ,C ,B 순으로 높은 에너지소비효 율을 나타내었으며, 고속모드에서는 A, C, B, D 순으로 높게 나타났다. 두 시험 모드 에서 각 시료별 최대 약 1.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자동차의 연료가 품질 기준 내에서 물성 차이를 보이기 때문에 자동차에 미치는 영향은?
자동차 연료의 경우 국내에서는 석유 및 석유대체연료 사업법 품질기준에 따라 국내에 유통되고 있는데 정유사의 정제 방법이나 원유에 따라 품질 기준 내에서 물성 차이를 보일 수 있다. 일정 품질기준을 정하고 있음에 따라 연료별 큰 차이는 나지 않을 것으로 보이나 자동차의 성능에는 영향을 미칠 수 있어 그에 따른 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 시중에서 유통되고 있는 연료 중 여름철에 판매되는 경유를 정유사 직영점을 통해 구매하였으며, 각 시료별 물성을 분석하고 그에 따른 에너지소비효율을 측정하였다.
DPF는 어디에 사용되는가?
가솔린 엔진의 경우 촉매의 정화효율을 높이기 위하여 이론공연비에서의 연소 제어가 반드시 필요하게 되며, 이때 연료에 대한 물성은 이론공연비 제어를 위한 매우 중요한 요소로 작용한다. 또한, 경유 차량의 경우에도 후처리 장치로 사용되는 DPF(Diesel Particle Filter)의 경우 황성분이 필터에 점착하여 필터를 막히게 함으로 써, 수명을 줄어들게 만들고 성능저하, 필터의 깨짐 등의 영향을 미침에 따라 연료의 품질기준은 차량의 설계 시 매우 중요한 요소로 작용하게 된다.
국내에 유통되고 있는 경유자동차의 경우 에너지 소비효율은 어떻게 산정되는가?
국내에 판매되는 연료유의 경우 각 정유사별로 원유를 전량 수입·생산함으로 원유성상에 따라 롯트별로 석유제품 품질이 상이하여 품질기준 내에서 연료의 품질이 달라질 수 있는데, 품질기준내 상이한 연료 품질기준이 자동차의 효율과 배출가스에 영향에 미치는 영향이 어느 정도인지에 대한 자료는 부족한 실정이다. 자동차의 에너지소비효율은 흔히 연비 또는 에너지소비효율 이라는 말로 통용되고 있는데, 국내에 유통되고 있는 경유자동차의 경우 에너지 소비효율은 Carbon Balance에 의하여 아래 식과 같이 배출가스를 측정한 후 산정됨에 따라 경유자동차에 대한 에너 지소비효율은 배출가스에 의해 산정되고 있다. 그러나 국내에 유통되고 있는 경유의 경우 모든 물성 값이 상수로 고정되어 있어 실제 물성을 반영 하였을 시 연비에 어느 정도 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다.
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