EGR 이란 무엇이며, 왜 문제가 되었을까

EGR이란 무엇이며, 왜 문제일까

안녕하세요.

오늘은, 최근들어 뉴스에서 많은 사람들의 

주목을 받는 EGR이라는 것에 대하여 알아보는 시간을 

가져 볼까 합니다. 

자동차 업종에 종사하고 있는 저로서는

몇년전부터 익숙하게 입에 올리던 부품인 EGR과, 벨브가 

이렇게도 문제가 될 지 몰랐는데요 

EGR이라는것이 어떤것인지 

알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 

EGR이란 차량의 배기장치에서 발생되는

배기가스 저감장치의 일종으로 

원래 저감장치 에는 촉매형, 순환형, 필터형 이 있습니다. 

순서대로 

SCR,EGR,DPF로 보시면 됩니다. 

특히 디젤차량에는 이제 필수로 

장착되어야 할 장치중 하나인데요 

디젤엔진에 있는 배기장치 쪽에 장착함으로 

촉매나, 순환장치, 필터등을 통해 이산화탄소, 일산화탄소, 질소산화물 등의 

배출량을 줄이는 것 입니다. 

SCR과 EGR은 질소화합물을, 

DPF는 배기가스 후처리 장치로 

미세한 매연의 입자들을 주로 처리하는 장치입니다. 

이번글은 EGR에 관련된 글 이긴 하지만

우선 SCR 즉 촉매를 통한 매연 감소에 대해서도 간단하게 알아보도록 하겠습니다. 

흔히들 알고 있는 요소수를 사용하는 

매연저감 장치들을 쉽게 말해 SCR이라고 보시면 되는데요 

위 사진처럼 엔진 주입구 바로 옆에 

보통은 요소수(흔히 애드블루-Ad blue) 주입구가 위치해 있는경우가 많습니다. 

SCR은 바로 이 요소수를 배출가스에 직접적으로 분사를 시켜

촉매 반응을 통해 물과 질소로 변환시키는 장치 입니다. 

수치적으로 따지면 평균 80%의 매연 저감효과가 있다는데요 

SCR은 연료를 추가로 더 쓴다거나, 

배기가스를 재순환 시켜 미세먼지가 쌓이는 단점이 없다는점에서 연비개선과 

엔진내부를 깨끗하게 사용할 수 있다는점이 장점입니다. 

하지만 이에 못지 않은 단점이 

항상 주기적으로 위에서 말씀드린 요소수를 보충해주어야 한다는 점입니다. 

또한 요소수탱크가 차량 내부에 있어야 되기 때문에 

연료탱크와 더불어 요수수 탱크까지 위치를 분배해야 하므로 

정비성이나 무개등에서 불리한 점이 있습니다. 

요소수 관련 장치의 가격이 비싸다는것도 

단점중 하나입니다 .

종종 SCR 펌프 관련된 고장차량들을 보는데요 

정비보증 기간 안에 있는 차량들은 상관없겠지만

보증기간이 지난 차량들이라면

유지에 대해 생각해보셔야 할 문제일 겁니다. 

예전에는 지정된 차량 정비소에서만 요소수를 구매할수 있었으나 

최근에는 주유소에서도 요소수를 판매하고 있어 

어렵지 않게 구할수 있습니다. 

SCR이 장치된 차량을 운행하시는 분들은

요소수 부족 경고등이 뜬다면 지체없이 요소수를 보충하시길 바랍니다 

만약 시기를 놓치게 된다면 

SCR장치 펌프등이 열변형으로 인하여 

펌프와 호스까지 모두 교환해야 하는 불상사가 생길수도 있기 때문입니다. 

이제 DPF에 관해서도 간단하게 알아 보도록 하겠습니다. 

DPF는 Diesel Particulate Filter의 약자입니다. 

디젤은 보통 연료와 내연기관의 특성상

가솔린 엔진에 비하여 

완전 연소가 잘되는 편입니다. 

이때문에 연비면에서도 휘발유 연료에 비해서 

높은 편이기도 하구요 

하지만 완전연소가 되지않는다면

오히려 매연발생은 가솔린 엔진에 비하여 

더 많이 생기게 됩니다. 

DFP의 대략적인 원리는

완전히 연소되지 못하고 쌓이는 탄화수소 찌꺼기 등의 유해물질을

필터로 걸러내어 

해당 필터에 쌓이는 찌꺼기등을 고온으로 다시 태워 

오염물질을 줄이는 사이클입니다. 

다시말해 디젤차량의 배기가스중 미세매연입자를 

DPF주머니에 모은뒤 다시 재연소를 하여 

이 찌꺼기들을 제거하는 배기가스 후처리 장치 

라고 보시면 될 겁니다. 

DPF에 쌓이는 각종 매연찌꺼기들과

배기가스에 포함되어있는 산소를 활용하여 필터내 발화온도인 섭씨 550도

이상으로 배기가스의 온도를 높여 제거를 하는데요 

디젤엔진에서 배출하는 카본이 포함된 

그을음 처럼 나오는 배기가스를 저감시켜 주는 장치입니다. 

만약 DPF에 많은 슬러지와 매연이 쌓여있음에도 

이를 제대로 태워주지 않는다면

차량 성능에도 문제가 생길 수 있고 

연비에도 막대한 영향을 줄 수 있습니다. 

DPF장치의 차량들을 제대로 관리하기 위해서는

주기적으로 고속주행을 해서 고열로 DPF에 쌓인 슬러지들을 태워 없주셔야 하며

1년~2년 사이에 한번씩 필터를 교체해주셔야 합니다. 

마지막으로 최근 가장 큰 이슈가 되고있는 

EGR에 대하여 알아 보도록 하겠습니다. 

Exhaust Gas Recirculation의 약자로 

엔진에서 연소된 배기가스 일부를 다시 엔진으로 돌려보내

연소실 온도를 낮춤과 동시에 

질소산화물 억제를 유도하는 배기가스 저감장치 입니다. 

EGR은 엔진의 구조를 변경할 필요가 없고

연료이외에 다른 첨가물을 넣을 필요가 없다는 점

또한 정비성이 용이하다는 점에서 장점이 있습니다. 

하지만

배기가스를 재 순환시키는 과정에서 매연찌꺼기들이 

흡기 및 연소실에 누적이 되어 

많이 사용하면 할수록 연소효율이 떨어지기때문에 

연비와 성능의 저하를 초래할 수 있는 단점이 있습니다. 

쉽게 말씀드리자면 이미 한번 연소된 

배기가스를 다시 한번 더 사용하는 것이기때문에 

최초 폭발 행정을 위해 사용되는 산소에 비해 

산소비율이 매우 희박하므로 

출력은 떨어질수 밖에 없고 

또한 뜨거운 배기가스를 냉각 시켜야 하므로 

냉각장치가 필수적이게 됩니다. 

또한 이 냉각장치는 일반적으로 차량의 냉각에 사용되는 

장치에 추가적으로 사용되는 것 이기때문에 

냉각수의 양 증대도 피할 수가 없는 것이죠 

EGR은 크게 

밸브, 통로, 냉각기로 구성이 되는데요 

EGR은 항상 작동하는것이 아니라 

출력이 필요한 상황에는 ECU가 명령을 내리는대로 

밸브를 닫아

순수하게 연료만을 연소시켜 효율을 높이구요 

출력이 따로 필요하지 않을때는 밸브를 열어 배기가스를 

재순환 시키기 위한 주입을 실시합니다. 

위의 그림을 보시면 약간은 이해가 쉬우실거라 생각합니다. 

위에서 말씀드린대로 

EGR은 유기적으로 움직이면서 

물론 그 움직임은 차량의 두뇌인  ECU를 통한것이긴 하지만..

최적의 효과를 내기 위한 장치인데요

엔진의 온도가 떨어진다거나, 높은 출력을 필요로 하는경우이거나

냉각이나 공회전 시에는 따로 작동을 하지 않습니다. 

제 경험상 EGR로 인한 각종 문제중 

가장 많은 빈도를 차지하는것은 벨브의 문제 입니다. 

벨브의 개폐가 제때 작동하지 않아 

차량이 부조(떠는 현상)를 일이킨다거나 

아예 시동이 꺼져버리는 현상이 생기기도 합니다. 

거의 대부분은 EGR벨브를 교환하면 사라지는 현상이긴 한데요 

진단이 나오지 않는 경우는 크게는 ECU의 문제가 되는 경우도 간혹 발생하긴 합니다.

하지만 그 빈도는 극히 적으니 너무걱정하지는 마시기 바랍니다. 

최근에 많은 문제가 되고 있는 EGR의 문제는

이런 벨브의 문제가 아니라 

다름아닌 EGR COOLER의 문제가 크게 이슈가 되고 있는데요 

EGR에 부가적으로 장치된 COOLER는 

상대적으로 열을 줄여주는 역할을 할 뿐입니다. 

배기가스 자체가 엄청난 열을 발생시키므로 

앞서 말씀드린 것 처럼 

냉각장치가 필수적인데요 

대부분의 사람들은 이 냉각장치가 

흔히 알고 있는 라디에이터나 콘덴서 처럼 

차량의 모든 열을 다 식혀줄것이라고 생각하는데 

이는 오해라고 하는 편이 빠를것 같네요 

EGR COOLER는 상대적으로 

많은 열을 발생기키는 해당 장치에 대한 열을 낮추어 주는 역할을 할 뿐입니다.

때문에 최근 뉴스에 나오는 것 처럼

화재가 발생한 차량들 이나 리콜 대상의 차량들 중

이전에 냉각장치를 교체한 차량들이 종종있었으며 

이 열을 제대로 처리하지 못해 

차량에 화재가 발생된 듯 하다는 발표를 했습니다. 

이후에는 

국내 배기가스 규제를 통과하기 위해 

ECU를 새롭게 프로그래밍 했고 

이때문에 과도하게 EGR이 많은 열을 받게 되어 

더이상 냉각을 할 수 없는 수준에서 운행을 하다보니 

화재가 발생한다는 말도 나오기도 합니다. 

개인적으로는 후자쪽이 더 맞지 않나싶은 생각이 드는데요 

물론 이는 어디까지나 개인적인 의견일뿐입니다. 

어떤것이 맞는지는 정부에서 좀 더 

구체적으로 확인을 해 보면 답은 나올거라고 생각합니다. 

하지만 분명한것은 메이커측에서 말한대로 

우리나라 운전자들의 운전 습관에 의해 

화재가 발생한다는 말은 그야말로 촌극에 가깝지 않나 생각을 해봅니다. 

오늘은 최근 많은 이슈가 되고 있는 

배기가스 저감장치와 

그 중 하나인 EGR에 대해 알아보았습니다.