1. EGR (Exhaust gas recirculation)

EGR 시스템은 말그대로 풀이하면 “배기가스 재순환 방식”이라고 할 수 있겠다. EGR은 NOx(질소산화물)을 줄이기 위한 대책으로 개발되었으며 엔진에서 연소된 배기가스의 일부를 다시 흡기쪽으로 순환시킨 후 엔진으로 공급해 재연소시키는 방법으로 NOx의 배출량을 감소시킨다. 이미 가솔린엔진에서는 오래전부터 사용을 했었는데 대형상용차에서는 최근 배기가스규제가 강화되면서 적용되기 시작하였다.

엔진에서 배출되는 배기가스중에는 산소가 거의 포함되어 있지 않은데 이중의 일부를 다시 흡기쪽으로 순환시키면 엔진으로 흡입되는 산소의 농도가 낮아지게 된다. 대기보다 산소의 농도가 낮아짐으로 인해서 더 낮은 온도에서 연소가 일어나게 되며 그로 인하여 높은 온도에서 연소가 일어날때보다 NOx의 발생량이 감소하게 된다. 또한 낮은 온도에서 연소가 가능하게 되어 열발생량이 적어 연비향상에도 조금은 기여하는 것으로 연구되고 있다.

하지만 배기가스를 재순환하는 과정에서 뜨거운 배기가스를 냉각시켜야 하므로 열교환기가 필요하며 여기서 발생된 열을 냉각시켜야 하므로 냉각용량 증대가 불가피하다.

EGR 작동원리 순서

   1. 엔진시동

   2. 흡기쪽으로 공기가 들어온다.

   3. 터보차저 통과

   4. EGR 체크밸브 (재순환가스와 혼합/터보차저 과부하시 역류방지를 위해 EGR체크밸브 작동)

   5. 엔진 연소

   6. 엔진에서 연소된 가스 배기

   7. 배출되는 가스중의 일부를 순환, 일부는 배출(9번으로 이동)

           8. 순환중인 배기가스 냉각 (Cool EGR-열교환기 사용)

           4. 4번 과정으로 재순환

   9. 매연저감을 위해 DPF 통과

   10. 배기가스 대기중으로 방출

위 순서도와 도면을 보면 EGR이 어떻게 작동되는지 이해할 수 있을 것이다.

EGR 간단 요약

- 엔진에서 NOx를 줄이고 후처리장치를 통해 매연(PM)을 줄이는 방법

장점

- 엔진구조를 크게 바꾸지 않고 적용할 수 있음.

- 연료 이외에 다른 첨가물을 주유할 필요가 없음.

- 낮은 정비비용

단점

- EGR 작동시 낮은 온도에서의 연소로 인한 연소효율 감소로 연비가 나빠짐.

- 매연(PM:Particulate Matter)을 처리하기 위한 후처리장치(예:DPF) 추가 필요.

- 배기가스를 재순환하는 과정에서 열처리를 해야하므로 냉각용량 증대 및 EGR 열교환기가 필요하며 지속적으로 발생되는 열을 처리해야하는 부담이 있음.

- Euro 3 엔진대비 엔진오일 교환주기가 빨라짐.

- Euro 5 대응이 어려움.

- Euro 3 엔진대비 연비개선 효과가 작음.