04/03/2015

디젤 자동차 연비가 가솔린자동차보다 좋은 이유

디젤엔진 자동차 연비가 가솔린자동차보다 좋은 이유에 대해서 설명하고자 한다.

디젤엔진과 비교하면 가솔린 엔진 연비(CO2배출량)은 그림 1에서 나타내고 있는것과 같이 약30% 많다는 것을 알수 있다. 이 차이의 원인을 알기 위해서는 엔진열효율로 통상사용영역인1500rpm의 연료소비율(g/kwh) 데이터를 비교 해보고자 한다. 디젤은 스로틀 밸브가 없어서 펌핑로스가 작고, 압축비가 높은 희박연소이기 때문에 그림 2의 첫번째 그림과 같이 가로축에 BMEP(배기량당 토크의 의미) 대한 연료소비율을 나타내었다. 디젤이 가솔린 보다 약 15% 높은 값을 나타낸다. 그러나 이것으로 연비 30%차이의 설명이 되지는 않는다. 여기서, 차량에 탑재한 상태에서이 연료소비율을 나타내보도록 하자. 엑셀레이터 전부 열은 상태의 가속을 위해서는 구동력은 구동계 감속비가 동일하면 엔진토크가 결정된다. 일반적으로 디젤은 가솔린보다 배기량당 1.5-2배의 토크가 발생하기 때문에 디젤자동차는 엔진배기량을 작게 설정해도 동등한 구동력이 얻어진다. 즉, 가속력이 같은(1500rpm의 토크가 같다) 디젤과 가솔린엔진을 비교하기 위해서는 가로축을 부하(최대토크 100%)로 연료소비율을 그림 2이 두번째 그래프와 같이 나타낼수 있다. 차량탑재 조건에서 일반적인 사용영역(10-40%부하)에 있어서 30% 정도 연비가 향상되는 것을 알 수 있다. 즉, 엔진 배기량을 작게하므로서 엔진 사용영역이 고부하 영역으로 이동하여 약 15%의 연비향상 효과를 얻게 된 것이다. 즉 이것이 다운사이징에 의한 연비향상효과인 것이다.

◆ 그림 1. 가솔린엔진과 디젤엔진 연비비교