[한마당-태원준] 디젤

Է:2016-05-30 20:13
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[한마당-태원준] 디젤
휘발유 엔진의 상업화에 성공한 건 1876년 독일의 니콜라우스 오토였다. 연료가 공기와 섞여 압축→폭발→팽창→배기를 반복하는 내연기관을 개발했다. 이 엔진은 휘발유 10ℓ를 넣으면 고작 1ℓ만 동력으로 전환됐다. 같은 독일인 루돌프 디젤은 이런 비효율에 주목해 1892년 새 엔진을 만들었다. 실린더에 연료와 공기를 함께 넣고 압축한 오토와 달리 공기를 먼저 압축한 뒤 연료를 주입했다. 공기만 압축하니 압력을 더 높일 수 있었고, 엔진의 힘과 효율이 향상됐다.

디젤은 이 엔진에 경유를 사용했다. 원유를 증류탑에서 끓이면 끓는점에 따라 LPG, 휘발유, 등유, 경유 순서로 추출된다. 휘발유보다 무겁고 끈적끈적한 경유는 에너지 밀도가 높아 연비가 좋다. 디젤엔진은 건설 장비와 화물차에 주로 사용됐다.

휘발유와 경유는 탄소(C)와 수소(H)로 이뤄져 있다. 휘발유 엔진은 애초에 공기와 휘발유가 섞여 있다 폭발하기에 거의 완전연소가 된다. 이산화탄소(CO2)가 많이 나오지만 찌꺼기는 별로 안 남는다. 디젤엔진은 압축된 공기에 경유가 닿는 순간 폭발한다. 폭발 직전에야 경유와 공기가 섞이니 미처 태우지 못한 미세먼지가 발생한다.

‘클린디젤’ 자동차의 역사는 이 불완전연소를 제어해 가는 과정이었다. 1970년대 오일쇼크가 터지자 유럽인은 “석유를 좀 더 알뜰하게 쓰자”는 생각에서 디젤엔진 연구에 눈을 돌렸다. 원유 가공 때 어차피 생산되는 경유의 활용도를 높여야 전체 석유 소비량을 줄일 수 있다고 봤다. 디젤엔진의 경유 주입 타이밍을 컴퓨터로 관리해 연소를 극대화하는 기술, 연소되지 않은 입자를 다시 태우는 기술 등을 개발했다.

많이 나아지긴 했지만 배출가스 조작까지 하는 걸 보면 엔진의 힘에 몰두했던 루돌프 디젤의 한계를 아직 넘어서지 못했다. 경유차 배출가스 저감장치는 오래될수록 기능이 떨어진다. 내 차도 벌써 7년 됐는데, 미세먼지 눈칫밥을 먹고 경유값 인상론에 눈치를 본다. 바꿔야 하는 건가…. 태원준 논설위원



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