개념 한 쪽
대기환경기사 자동차 대책 — 배출가스 저감장치와 운전형태별 배출
자동차 대책 세트는 「무엇으로 줄이고, 어느 운전 상태에서 가장 많이 나오는가」를 묻는다. 장치 이름과 기능을 정확히 연결하는 문제와, 엔진 가동형태별 배출량을 비교하는 문제가 짝을 이룬다. 약어를 다른 계통의 장치와 바꿔 놓는 것이 대표적인 함정이다.
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뜻
저감 장치는 기능으로 갈린다. 입자상물질(PM) 여과장치는 디젤 차량의 매연을 잡는 필터이고, 후처리 버너는 배기가스의 온도를 높여 촉매를 작동시키거나 가연성 물질을 태우는 장치다. 디젤 산화촉매(DOC)는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)를 이산화탄소와 물로 바꾸는 역할을 한다. 질소산화물(NOx)을 질소(N2)로 환원하는 것은 선택적 촉매 환원(SCR)이나 농축 촉매 환원(LNT) 장치이고, EBD는 전자식 제동력 분배 장치로 브레이크를 밟을 때 앞바퀴와 뒷바퀴에 가는 힘을 조절하는 장치다. EBD를 배기가스 정화 장치로 적은 선지가 대표적인 오답이다.
운전 형태는 배출량 곡선을 바꾼다. 탄화수소는 감속할 때 가장 많이 나온다. 감속 시에는 스로틀 밸브가 닫혀 공기 공급이 줄어드는 반면 엔진은 계속 돌아 연소 온도가 낮아지고, 연소실 벽면에서 불이 꺼지는 퀜칭 효과까지 겹쳐 미연소 탄화수소가 대량 배출된다. 정속 주행은 연소 효율이 비교적 좋고, 가속 시에는 과농한 혼합비 때문에 일산화탄소와 질소산화물이 많아진다. 그래서 「탄화수소가 가장 많은 가동형태」를 물으면 감속을 고르고, 감속에서 배출이 가장 적은 물질을 고르는 문제와 헷갈리지 않아야 한다.
자동차 대책은 배출 경로마다 장치를 붙여 줄이는 일이다. 배기관 쪽은 촉매와 여과장치로 줄이고, 연료를 다루는 자리에서는 휘발유 증기가 주된 오염물질로 관리된다. 주유소에서 문제가 되는 물질이 휘발유 증기라는 점도 이 갈래에서 함께 나온다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 장치-기능 짝 — PM 여과장치·후처리 버너·DOC의 기능은 맞고, EBD를 배기가스 정화 장치로 적거나 NOx 환원 장치를 EBD로 적은 선지가 오답이다. ② 운전형태 비교 — 탄화수소 최대 배출을 감속으로, 일산화탄소·질소산화물 최대를 가속으로 가른다. ③ 배출 경로 — 주유소처럼 연료를 다루는 자리에서 문제가 되는 물질이 휘발유 증기라는 점을 다른 물질과 바꿔 놓는다.
자주 묻는 물음
- 자동차에서 탄화수소는 어느 운전 상태에서 가장 많이 나오나요?
- 감속할 때입니다. 스로틀 밸브가 닫혀 공기 공급이 줄어드는 반면 엔진은 돌아 연소 온도가 낮아져 불완전 연소가 일어나고, 연소실 벽면에서 불이 꺼지는 퀜칭 효과까지 겹치기 때문입니다. 정속 주행은 연소 효율이 좋고, 가속 시에는 과농 혼합비로 일산화탄소와 질소산화물이 많아집니다.
- 질소산화물을 질소로 환원하는 장치는 무엇인가요?
- 선택적 촉매 환원(SCR)이나 농축 촉매 환원(LNT) 장치입니다. EBD는 전자식 제동력 분배 장치로 브레이크 계통이며 배기가스를 정화하는 장치가 아닙니다. 디젤 산화촉매(DOC)는 일산화탄소와 탄화수소를 이산화탄소와 물로 바꾸는 역할을 합니다.
- 자동차 배출가스 저감장치에는 어떤 것이 있나요?
- 입자상물질 여과장치는 디젤 차량의 매연을 잡는 필터이고, 후처리 버너는 배기가스 온도를 높여 촉매를 작동시키거나 가연성 물질을 태우며, 디젤 산화촉매는 일산화탄소와 탄화수소를 이산화탄소와 물로 바꿉니다. 질소산화물 환원은 SCR·LNT가 맡습니다.
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