디젤 자동차의 요소수와 SCR

안녕하세요 @tttaek 입니다.

최근에 디젤 차량을 구매하신분들은 주유구에 플러그가 하나 더 있는걸 보셨을겁니다.

요즘 디젤 차량들은 소위 "오줌통"을 달고 나오는데요.
오늘은 SCR과 요소수에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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요소수를 왜 넣을까??

디젤엔진은 국내보다는 유럽에서 더 일찍 많이 사용됐습니다. 실용저인 차량을 추구하는 유럽에서는 시끄럽지만 높은 연비, 고출력인 디젤엔진을 긍정적으로 받아들였죠.

하지만 이런 디젤 엔진이 대기오염에 큰 영향을 준다는걸 알게 되면서 EURO1이라는 배기규제가 생겨났고 배기규제는 점점 더 강화 되면서 현재는 EURO6까지 등장하게 되었죠
EURO6의 등장과 함께 나온게 요소수이며, 기계적인 방식으론 한계에 다다른 디젤 엔진이 도입한 화학적 방법입니다.

배기가스 정화 기술은 어떤게 있을까?

본격적으로 SCR에 대해 이야기하기전에 배기가스 정화기술에 어떤게 있는지부터 알아보겠습니다

<1) DPF( Diesel Particulate Filter)>

가장 먼저 설명 드릴 내용은 DPF입니다. DPF는 디젤 미립자 필터라고도 하는데요, EURO4이후 차량에 많이 적용된 기술입니다.
배기가스에 포함된 미세먼지를 필터로 걸러주고, 미세먼지를 주기적으로 태워주는 역할을 하는 부품입니다.

좀 더 자세히 설명을 하면 엔진의 배기행정때 실린더로 연료를 분사하여 DPF로 흘려보냅니다. 고온 상태의 배기가스(미세먼지+산소+질소산화물)와 연료가 혼합되면서 타버리는게 되는거죠. DPF는 기능만큼 가격도 비싸며, 고열에 노출되므로 냉각도 중요한 부품입니다. 몇 년전 말리부의 시동꺼짐 문제가 이슈였는데, DPF의 냉각문제가 원인으로 밝혀졌었죠.

<2) EGR (Exhaust Gas Recirculation)>

배기가스 재순환 장치라고 하며, 배기가스를 냉각시켜 일반공기와 혼합후 다시 엔진으로 주입하는 기능입니다. DPF가 미세먼지를 없앤다면, EGR은 질소산화물(녹스, 낙스, NOx)를 줄이는 장치입니다. 최근에 BMW 화재문제때문에 뉴스에서 많이들 보고 들으셨을거예요^^
(이 내용은 다음 포스팅때 다뤄볼게요)

이 기능은 가솔린엔진, 디젤엔진 모두 적용됩니다. 가솔린엔진은 배기가스 저감 + 연비상승을 위해 적용하지만, 디젤엔진은 연비 효과는 없으며, 순전히 배기가스 규제를 대응하기 위해 적용중인 기술입니다.

하지만 이 기술은 언발을 녹이기 위해 오줌을 싸고, 그 오줌을 닦기 위해 다시 물을 뿌리는... 눈가림식 기술이라고 생각됩니다.
NOX 저감을 위해 EGR을 적용하고, 출력저하+연비하락+매연증가가 발생하고 매연으로 인해 DPF 기능 저하발생하고, DPF 재생을 위해 연비 추가 분사, 결국 LNT적용까지 하는 문제가 발생하게 되는거죠.

<3) SCR (Selective Catalytic Reduction)>

마지막으로 오늘의 메인 주제 오줌통 아니....SCR 입니다.ㅎㅎ

SCR의 원리는 엔진 연소 후 배기가스에 포함된 질소산화물을 화학적 방식으로 질소와 물로 환원시키는 방식입니다. 질소산화물 환원 장치라고 생각하시면 쉬울듯 하네요.

여담으로 오줌통이라는 별명을 가진 이유를 말해보면, 요소수 안에 35%정도의 요소를 포함하고 있는데요, 사람의 소변에도 요소가 포함되어 있어서 이런말이 나온것 같습니다.

하지만 많은분들이 우려하는 이유는 기름값도 아까운데, 이거까지 넣어야하냐는거죠. 요소수가 연료 대비 6%정도 사용되며, 1L당 1000원정도 하는걸 생각한다면, 요소수가 있다는것도 모르고 사용할 것 같습니다. 또한, ECR이나 DPF가 망가져 교환하는 비용을 생각한다면 좀 더 효율적이라고 봅니다.

요소수는 꼭 넣어야할까?

마지막 주제 입니다. 요소수가 부족하게 되면 사진처럼 경고등이 작동하게 됩니다. 하지만 요소수를 넣지 않고 계속 운행하게 된다면 어떻게 될까요?

재시동시 시동이 아예 걸리지 않거나, 속도제한에 걸린는 상황이 발생할 수도 있습니다. 이건 설계적으로 요소수가 없을때 작동이 안되도록 한 것이죠. 이것 또한 무시하고 계속 운행하게 된다면 EGR, DPF등에 문제가 발생하게 되겠죠?

요소수는 넣는 방법은??

요소수는 가까운 주유소에서도 주입이 가능하며, 인터넷으로 따로 구매하여 주입해도 됩니다. 다만 암모니아 특유의 향이 많이 나니 주입하실때 흘리지 않도록 주의하셔야겠죠!

오늘은 이 정도에서 마무리 하겠습니다.
다음번엔 BMW 화재의 원인인 EGR이 뭔지, BMW가 주장하는 논리에 어떤 오류가 있는지 확인해 보겠습니다.