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배기가스재순환장치(EGR, Exhaust Gas Recirculation)에 대한 아래 각 사항에 대하여 설명하시오.
- 배기가스재순환장치(EGR)가 질소산화물(NOx)을 저감하는 원리
- 고압EGR(High Pressure EGR)에서 배기가스 순환경로와 장·단점
- 저압EGR(Low Pressure EGR)에서 배기가스 순환경로와 장·단점
- 고압EGR과 저압EGR이 함께 사용되는 경우 배기가스 순환경로와 장·단점
답안 개요 보기
답안 구조
- 개요 및 EGR 시스템 개요
- EGR의 질소산화물(NOx) 저감 원리
- 고압EGR 시스템
- 저압EGR 시스템
- 고압-저압 복합 EGR 시스템
- 결론 및 시사점
용어 정의
- EGR (Exhaust Gas Recirculation)
- 엔진 연소실에서 발생한 배기가스의 일부를 흡기 다기관으로 재순환시켜 연소 온도를 낮추고 NOx 생성을 억제하는 기술.
- NOx (질소산화물)
- 고온 고압 환경에서 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 생성되는 유해 가스로, 환경 오염 및 인체에 해로운 물질.
- 흡기 다기관
- 엔진 외부 공기를 각 실린더로 균등하게 분배하여 유입시키는 통로.
- 배기 다기관
- 각 실린더에서 배출되는 연소 가스를 한데 모아 배기 시스템으로 유도하는 통로.
핵심 내용
1)
- 연소실 내 온도 저하
- 흡기 중 산소 농도 희석
- 비활성 가스(배기가스)의 비열 효과
- NOx 생성 반응 억제
- 연소 속도 지연
2)
- 배기 다기관 후단 -> 흡기 다기관 전단
- 터보차저 상류에서 EGR 가스 추출
- 빠른 응답성 및 제어 용이성
- 엔진 저부하 및 중부하 조건에 유리
- 냉각 효율 저하 및 흡기계 오염 가능성
- 고부하 시 NOx 저감 한계
3)
- 배기가스 후처리 장치(DPF 등) 후단 -> 터보차저 컴프레서 전단
- 터보차저 하류에서 EGR 가스 추출
- 배기가스 충분한 냉각 가능
- 흡기계 오염 물질 유입 최소화
- 엔진 고부하 조건에서 NOx 저감 효과 우수
- 시스템 복잡성 증가 및 터보랙 발생 가능성
4)
- 엔진 운전 조건별 최적 EGR 경로 선택
- 전 부하 영역에서 NOx 저감 성능 극대화
- 고압/저압 EGR의 단점 상호 보완
- 연비 및 출력 성능 향상 기여
- 시스템 구성의 복잡성 증대
- 제어 로직의 정교함 및 개발 난이도 상승
AI 작성 답안 개요 · 검수 전 · 채점기준과 기준답안은 공개되지 않습니다. 참고용 개요입니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)