완벽한 내연기관 차량은 정확한 양의 연료와 공기를 연소실에 넣을 수 있으며 물과 이산화탄소만 반환합니다. 연소되지 않은 연료나 산소는 없을 것입니다. 또한 산화물(더 높은 온도에서 켜진 "과활성" 산소)이 질소 및 탄소와 결합하여 산화질소(NOx) 및 일산화탄소(CO)를 형성하지 않도록 적절한 온도에 있을 것입니다. 이 완벽한 자동차에는 배기가스 제어 장치가 필요하지 않습니다.
불행히도, 우리는 아직 거기에 없습니다. 그 동안 우리는 배기가스 재순환 시스템(EGR), 2차 공기 분사 및 촉매 변환기를 보유하고 있습니다.
EGR 시스템
EGR 시스템은 소량의 불활성 가스를 연소실에 넣어 공기-연료 혼합물을 물에 적시고 NOx가 형성되지 않는 수준으로 온도를 낮춥니다. 배기 가스는 일반적으로 연소되지 않기 때문에 연소 온도를 낮추고 엔진에서 배출되는 NOx를 줄입니다.
구형 EGR 시스템과 달리 최신 EGR 시스템은 감속 또는 닫힌 스로틀 조건뿐만 아니라 지속적으로 작동합니다. 배기 및 흡기 캠축 모두에 가변 밸브 타이밍이 있는 최신 차량은 흡기 행정 동안 소량의 배기 가스가 챔버로 다시 흡입되도록 타이밍을 조정할 수 있습니다.
2차 공기 분사 시스템
2차 공기 분사 시스템은 외부 공기를 배기 흐름으로 펌핑하여 미연소 연료를 연소할 수 있도록 합니다. 초기 공기 시스템에는 벨트 구동식 공기 펌프가 있습니다. 최신 흡기 공기 시스템은 배기 펄스에 의해 생성된 진공을 사용하여 공기를 파이프로 끌어들입니다. 최신 시스템은 전기 모터를 사용하여 공기를 펌핑합니다. 이러한 시스템은 촉매 변환기의 수명에 매우 중요합니다.
전기 모터 시스템은 GM LS 시리즈, Toyota V8s 및 캘리포니아 배기가스 배출 포드 3.8 V6 및 2.0 4기통과 같은 많은 신차에서 찾을 수 있습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 엔진 작동의 처음 20~120초 동안 공기를 배기 매니폴드로 하류로 보내어 시동 시 풍부하게 작동하여 생성된 탄화수소와 일산화탄소를 산화시켜 활성화됩니다. 시스템은 냉각수 온도, 공기 온도 및 산소 센서와 같은 입력을 사용하여 정확한 양의 공기를 주입합니다.
촉매 변환기
이상적인 조건에서 삼원 촉매는 NOx 배출량의 50~95%와 연소되지 않은 연료의 99.9% 사이를 감소시킬 수 있습니다. 오염물질의 마지막 종착지이며, 상류의 배출 시스템이 손상되면 배기관 배출 증가를 보상할 수 있을 뿐입니다.
진단
고배기량 차량을 올바르게 진단하려면 흡기에서 배기관까지 전체 시스템을 보는 엔지니어처럼 보아야 합니다. 차량을 설계할 때 지정된 배출 수준을 충족해야 합니다. 이를 위해 엔지니어링 팀은 시스템의 균형을 맞추고 가격이 적당하도록 조화롭게 작동하도록 할 것입니다.
