* 불완전 연소: 이상적으로 연소는 연료(보통 탄화수소)를 산소와 함께 완벽하게 연소시켜 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)만 생성합니다. 그러나 이것이 완벽하게 일어나는 경우는 거의 없습니다. 불완전 연소로 인해 다음이 생성됩니다.
* 일산화탄소(CO): 연료를 완전히 산화시킬 만큼 산소가 충분하지 않을 때 형성되는 매우 독성이 강한 가스입니다.
* 탄화수소(HC): 연소되지 않거나 부분적으로 연소된 연료 분자는 연소실을 빠져나갑니다. 이는 스모그 형성에 영향을 미치는 유해한 오염 물질입니다.
* 미세먼지(PM): 불완전 연소로 인해 생성되는 작은 고체 또는 액체 입자(그을음), 특히 디젤 엔진에서 흔히 발생합니다. 이는 호흡기 문제의 원인이 됩니다.
* 질소산화물(NOx): 이는 공기 중의 질소가 고온의 연소에서 산소와 반응할 때 형성됩니다. NOx 가스는 산성비와 스모그를 유발합니다. 연료 효율성을 목표로 하는 희박 연소 엔진에서 흔히 볼 수 있는 높은 연소 온도는 NOx 배출을 증가시킵니다.
* 연료 불순물: 연료 자체에는 황과 같은 불순물이 포함되어 있을 수 있습니다. 황 함유 연료를 연소하면 산성비의 주요 원인인 이산화황(SO2)이 생성됩니다. 현대 연료는 과거보다 유황 함량이 훨씬 낮지만 이는 여전히 중요한 요소입니다.
* 엔진 설계 및 작동: 화학 공정은 기본이지만 엔진 설계 및 작동은 배출 수준에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들면:
* 디젤 엔진: 연소 온도가 낮을수록 가솔린 엔진에 비해 NOx는 적게 발생하지만 PM은 더 많이 발생합니다.
* 가솔린 엔진: 디젤 엔진보다 NOx와 HC를 더 많이 생성하지만 PM은 더 적게 생성하는 경향이 있습니다.
* 오래된 엔진: 현대적인 배출 제어 기술이 부족하면 최신 엔진보다 훨씬 더 많은 배출이 발생합니다.
정리하자면, 배기가스 배출은 불완전 연소와 불순물로 인해 발생하는 연소 과정 자체의 피할 수 없는 부산물입니다. 배출가스의 구체적인 구성과 양은 엔진 유형, 사용된 연료, 엔진 설계 및 작동 매개변수에 따라 달라집니다. 배출 제어 기술은 이러한 유해한 오염 물질을 완화하는 데 매우 중요합니다.
