세상에서 가장 깨끗한 디젤 엔진-아우디 TDI
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2007-11-09 19:22:15 |
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2008년 중반 아우디는 세상에 가장 깨끗한 청정 디젤 엔진 양산에 돌입한다. 극저 배출가스 시스템(ultra low emission system)이 적용된 새로운 TDI 엔진은 민첩한 반응성과 넘치는 파워, 탁월한 연비, 누구도 따라 올 수 없는 적은 배출가스가 결합된 가장 최신의 TDI 엔진이다.
아우디가 현재 버전의 TDI에서 유로 4 기준을 만족하는 동시에 아직 시행 전인 유로 5 기준을 만족시키는 기술을 확보하고 있는 것처럼 새로운 버전의 TDI 엔진은 미래에 적용될 유럽 배기가스 배출기준을 이미 만족시킨 상태다. 아우디는 미래를 여는 혁신적인 기술의 선두주자 역할을 지속적으로 수행해 나가고 있다.
TDI의 역사
1970년대 발생한 오일 파동에 자극 받은 아우디는 1976년 연료소비를 최대한 낮출 수 있는 엔진 개발에 착수했다. 1989년 아우디는 TDI 엔진을 아우디 100에 적용하면서 TDI 엔진 양산을 시작했는데, 이것은 승용차에 장착된 세계 최초의 직분사 터보 디젤 엔진 이었다. 아우디 TDI 엔진의 성공은 탁월한 연비, 듣기 좋은 엔진 사운드, 주행성에 있었다. 유럽에서 직분사 디젤엔진은 현재 50%가 넘는 시장 점유율을 보이고 있으며, 전 세계적으로 그 점유율이 증가하고 있는 추세다.
2008년 중반 선보이게 되는 새로운 TDI 첨단 기술은 세계에서 가장 효율적으로 연료 소비를 절감한다는 원칙을 기본으로 하고 있다.
TDI의 성공 스토리는 북미지역에서도 이어질 것으로 기대되고 있다. 2006년 신규 등록된 디젤 차량은 약 56만대로 2000년 이후 80% 가량 증가했으며, 전문가들은 디젤 차량의 점유율은 2015년까지 3배 가량 증가한 15%에 이를 것으로 예상하고 있다.
반면, 하이브리드 차량의 점유율은 매우 제한적일 것으로 내다보고 있다. 지난해 약 24만대의 하이브리드 차량이 판매됐으며, 이는 미국 신규 등록 차량의 1.5%에 불과하다.
TDI 기술의 발전사
아우디는 TDI 기술을 개발함으로써 세계에서 가장 효율적인 기술을 발명했으며, 1989년에 양산을 시작해 디젤 엔진 역사의 새로운 장을 열었다. 주행 성능 및 감성적인 측면과 탁월한 연비 및 이성적 측면의 결합은 TDI가 성공할 수 밖에 없는 확실한 이유가 되었다. 오늘날 아우디의 모든 볼륨 모델 라인에서 TDI를 장착한 디젤 모델을 만날 수 있다.
아우디는 TDI 기술은 ‘아우디 100’ 모델에 처음으로 장착된 이래 지속적인 발전을 거듭하고 있다. 출력이 2배로 늘어났고, 토크도 70% 가량 향상되었다. 탁월한 주행성과 더불어 편안하고 경제적인 주행을 가능하도록 하는 한편 미세먼지 배출량은 98% 줄였고, 탄화수소와 질소산화물 배출량은 95% 감소시켰다. 아우디는 미세먼지를 걸러주는 DPF(Diesel Particulate Filter)를 모든 디젤 라인업에 기본사양으로 제공하고 있다.
TDI 기술의 또 다른 특징은 최대 1,800 바(bar)의 압력으로 연료를 분사하는 직분사 시스템, 고효율 배출가스 재순환 시스템, 최적화된 터보차지 기술 등을 꼽을 수 있다. 향상된 직분사 시스템이 장착된 뉴 아우디 A5 3.0 TDI는 유로 5 기준을 이미 만족시킨다. 또한 연비는 더욱 좋아지고 주행성능은 크게 향상되었다. 아우디는 ‘기술을 통한 진보(Vorsprung durch Technik)’라는 기업 슬로건을 재차 확인시켜 주고 있는 셈이다.
▶ TDI 기술의 미래 – 극저 배출가스 시스템
엔진 부분 변경
아우디 TDI 엔진은 세계에서 가장 깨끗한 청정 디젤 엔진을 향해 끊임없는 진화를 계속하고 있다. 특히, TDI 엔진의 연소 과정에서 끊임없는 기술 발전이 이루어지고 있다.
최고 2,000 바(bar)에 이르는 연료 분사 압력을 자랑하는 직분사 시스템, 전천후 첨단 배출가스 재순환 시스템, 최적화된 터보차지 시스템 등이 기술 혁신의 주된 내용이다. 여기에 통합 실린더 압력 제어기술이 추가 되었다. 이러한 엔진 부분 변경이 오염물질 배출량을 획기적으로 감소시켰으며 특히 질소산화물은 디녹스(DeNOx) 변환기에 의해 감소된다.
극저 배출가스 시스템은 혁신적인 배출가스 후처리 시스템과 엔진 부분변경이 결합된 것으로 결과적으로 연비를 개선시키고 세계 최고의 청정 디젤 엔진의 탄생을 가능하게 했다.
배출가스 후처리 시스템의 원리
극저 배출가스 시스템은 엔진에서 나오는 연소가스를 줄이는 것과 함께 배출가스 후처리의 다양한 단계를 포함하고 있다. 엔진에서 나오는 뜨거운 연소가스는 엔진 부근의 산화 촉매 변환기로 전달된다. 여기서 탄화수소와 일산화탄소는 이산화탄소와 물로 바뀐다. 가스가 DPF(diesel particulate filter)에 이르면 미세먼지는 가스와 분리되어 필터에 축적된다. 필터는 일정 기간이 지나면 재활성화 되고 탄소 입자는 연소된다. 산화 촉매 변환기와 DPF는 TDI 모델의 기본사양으로 장착된다.
질소산화물 감소를 위해서는 3단계가 추가된다. 배기가스가 DPF를 통과하면 애드블루(AdBlue)가 분사된다. 뜨거운 배기시스템에 암모니아가 분사되고, 디녹스(DeNOx) 변환기에서 질소산화물은 질소와 산소로 분해된다. 2개의 추가 질소산화물(NOx) 센서가 일련의 과정을 모니터하게 되며, 분사되는 애드블루의 양도 조절한다.
새로운 배기시스템
뜨거운 배기가스에 분사되는 애드블루 용액의 양을 조절하고 혼합하는 것은 기술적으로 매우 까다로운 일이다. 그래서 애드블루 계량 모듈이 개발됐다. 최적량의 애드블루 분사하기 위해 애드블루는 파동으로 분사된다. 또한, 분사된 암모니아는 촉매 변환장치에서 질소산화물을 질소와 물로 바꾸는데 사용된다. 이때 질소와 물로의 변환률을 높이기 위해서는 암모니아와 배기가스가 변환기 내부로 고르게 유입돼야 한다.
다양한 센서들이 애드블루 분사, 엔진, 배기가스 후처리 시스템을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 새롭게 추가된 2개의 NOx 센서는 DPF에 앞서 질소산화물의 농도를 측정하는 한편 필요한 애드블루의 분사량을 계산하기 위해 디녹스 변환기를 지난 후의 농도를 측정하게 된다. 여기에 압력, 온도 센서가 배기가스 후처리 시스템의 작동을 모니터링 한다.
애드블루 탱크
애드블루(AdBlue) 탱크 장착을 위한 공간을 확보하려면 연료탱크의 크기를 조절해야 하지만, 다른 공간들을 잘 활용하면 Q7의 연료탱크와 같은 100 리터 용량의 연료탱크를 유지할 수 있다.
22.5 리터의 애드블루는 2개로 나누어 져 7 리터의 애드블루가 담긴 능동(active) 탱크는 연료필터 아래에 위치하고, 15.5 리터의 애드블루가 담긴 수동(passive) 탱크는 바닥부근에 위치한다. 5 바(bar) 압력의 펌프가 능동 탱크의 애드블루를 배기가스 시스템의 계량모듈로 보낸다.
수동 탱크는 여분의 애드블루를 저장하고 있는데, 이동 펌프가 필요에 따라 능동 탱크에 애드블루를 다시 채우게 된다. 연료탱크와 애드블루 탱크는 연료 필터 플랩에서 채워진다.
극저 배출가스 시스템이 장착된 차량은 연료필터 플랩 아래에 추가적인 필터 넥(Filter neck)이 장착돼 있는 것으로 구분할 수 있다.
애드블루의 어는점은 -11℃이기 대문에 애드블루 탱크 시스템이 활성화되기 위해서는 극도로 낮은 온도에서 부분적인 가열이 필요하다. 이때 능동 탱크, 계량 파이프, 계량 펌프 등은 자동으로 가열된다.
아우디 TDI가 제공하는 이점
아우디가 개발한 극저 배출가스 시스템(ultra low emission system)은 최근 양산화에 성공한 배출가스 후처리 시스템이다. 이 시스템을 장착한 차량은 까다롭기로 정평이 난 미국의 BIN 5 기준(모든 주에 효력)과 2014년 실시 예정인 유로 6 기준도 만족한다. 이것은 TDI 차량이 전세계 어떤 환경 기준도 모두 만족시킨다는 것을 의미이다.
아우디는 최고의 TDI 기술을 위해 세세한 부분까지 고려하고 있다. 광범위한 추가 기술들이 있지만 그렇다고 그 동안 익숙했던 장치들이 없어질 것이라는 걱정을 할 필요는 없다. 아우디를 운전하는 동안 새로운 기술들이 보이지 않는 곳에서 묵묵히 작동할 뿐이다.
아우디는 TDI 기술을 통해 주행성능과 승차감 개선에도 성공했다. 디젤 엔진 특유의 사운드와 강력한 토크가 특히 주목할 만하다. 새로운 기술들이 총 집합된 결과, 3.0 TDI의 연비는 향상되고 CO2 배출량은 줄었다. 고객들은 다이내믹한 주행과 강력한 주행 성능을 갖춘 친환경 자동차를 즐길 수 있게 된 것이다.
다른 관점에서 보면, TDI는 또한 미래에 적합한 엔진이다. TDI는 대체연료로 운행될 수도 있다.
많은 사람들이 세계 시장에서 디젤 차량의 점유율이 크게 증가할 것이라고 예상하고 있으며, TDI와 극저 배출가스 시스템을 가진 아우디는 이미 완벽하게 미래를 준비하고 있다.
＊자료제공 : 아우디 코리아
아우디가 현재 버전의 TDI에서 유로 4 기준을 만족하는 동시에 아직 시행 전인 유로 5 기준을 만족시키는 기술을 확보하고 있는 것처럼 새로운 버전의 TDI 엔진은 미래에 적용될 유럽 배기가스 배출기준을 이미 만족시킨 상태다. 아우디는 미래를 여는 혁신적인 기술의 선두주자 역할을 지속적으로 수행해 나가고 있다.
TDI의 역사
1970년대 발생한 오일 파동에 자극 받은 아우디는 1976년 연료소비를 최대한 낮출 수 있는 엔진 개발에 착수했다. 1989년 아우디는 TDI 엔진을 아우디 100에 적용하면서 TDI 엔진 양산을 시작했는데, 이것은 승용차에 장착된 세계 최초의 직분사 터보 디젤 엔진 이었다. 아우디 TDI 엔진의 성공은 탁월한 연비, 듣기 좋은 엔진 사운드, 주행성에 있었다. 유럽에서 직분사 디젤엔진은 현재 50%가 넘는 시장 점유율을 보이고 있으며, 전 세계적으로 그 점유율이 증가하고 있는 추세다.
2008년 중반 선보이게 되는 새로운 TDI 첨단 기술은 세계에서 가장 효율적으로 연료 소비를 절감한다는 원칙을 기본으로 하고 있다.
TDI의 성공 스토리는 북미지역에서도 이어질 것으로 기대되고 있다. 2006년 신규 등록된 디젤 차량은 약 56만대로 2000년 이후 80% 가량 증가했으며, 전문가들은 디젤 차량의 점유율은 2015년까지 3배 가량 증가한 15%에 이를 것으로 예상하고 있다.
반면, 하이브리드 차량의 점유율은 매우 제한적일 것으로 내다보고 있다. 지난해 약 24만대의 하이브리드 차량이 판매됐으며, 이는 미국 신규 등록 차량의 1.5%에 불과하다.
TDI 기술의 발전사
아우디는 TDI 기술을 개발함으로써 세계에서 가장 효율적인 기술을 발명했으며, 1989년에 양산을 시작해 디젤 엔진 역사의 새로운 장을 열었다. 주행 성능 및 감성적인 측면과 탁월한 연비 및 이성적 측면의 결합은 TDI가 성공할 수 밖에 없는 확실한 이유가 되었다. 오늘날 아우디의 모든 볼륨 모델 라인에서 TDI를 장착한 디젤 모델을 만날 수 있다.
아우디는 TDI 기술은 ‘아우디 100’ 모델에 처음으로 장착된 이래 지속적인 발전을 거듭하고 있다. 출력이 2배로 늘어났고, 토크도 70% 가량 향상되었다. 탁월한 주행성과 더불어 편안하고 경제적인 주행을 가능하도록 하는 한편 미세먼지 배출량은 98% 줄였고, 탄화수소와 질소산화물 배출량은 95% 감소시켰다. 아우디는 미세먼지를 걸러주는 DPF(Diesel Particulate Filter)를 모든 디젤 라인업에 기본사양으로 제공하고 있다.
TDI 기술의 또 다른 특징은 최대 1,800 바(bar)의 압력으로 연료를 분사하는 직분사 시스템, 고효율 배출가스 재순환 시스템, 최적화된 터보차지 기술 등을 꼽을 수 있다. 향상된 직분사 시스템이 장착된 뉴 아우디 A5 3.0 TDI는 유로 5 기준을 이미 만족시킨다. 또한 연비는 더욱 좋아지고 주행성능은 크게 향상되었다. 아우디는 ‘기술을 통한 진보(Vorsprung durch Technik)’라는 기업 슬로건을 재차 확인시켜 주고 있는 셈이다.
▶ TDI 기술의 미래 – 극저 배출가스 시스템
엔진 부분 변경
아우디 TDI 엔진은 세계에서 가장 깨끗한 청정 디젤 엔진을 향해 끊임없는 진화를 계속하고 있다. 특히, TDI 엔진의 연소 과정에서 끊임없는 기술 발전이 이루어지고 있다.
최고 2,000 바(bar)에 이르는 연료 분사 압력을 자랑하는 직분사 시스템, 전천후 첨단 배출가스 재순환 시스템, 최적화된 터보차지 시스템 등이 기술 혁신의 주된 내용이다. 여기에 통합 실린더 압력 제어기술이 추가 되었다. 이러한 엔진 부분 변경이 오염물질 배출량을 획기적으로 감소시켰으며 특히 질소산화물은 디녹스(DeNOx) 변환기에 의해 감소된다.
극저 배출가스 시스템은 혁신적인 배출가스 후처리 시스템과 엔진 부분변경이 결합된 것으로 결과적으로 연비를 개선시키고 세계 최고의 청정 디젤 엔진의 탄생을 가능하게 했다.
배출가스 후처리 시스템의 원리
극저 배출가스 시스템은 엔진에서 나오는 연소가스를 줄이는 것과 함께 배출가스 후처리의 다양한 단계를 포함하고 있다. 엔진에서 나오는 뜨거운 연소가스는 엔진 부근의 산화 촉매 변환기로 전달된다. 여기서 탄화수소와 일산화탄소는 이산화탄소와 물로 바뀐다. 가스가 DPF(diesel particulate filter)에 이르면 미세먼지는 가스와 분리되어 필터에 축적된다. 필터는 일정 기간이 지나면 재활성화 되고 탄소 입자는 연소된다. 산화 촉매 변환기와 DPF는 TDI 모델의 기본사양으로 장착된다.
질소산화물 감소를 위해서는 3단계가 추가된다. 배기가스가 DPF를 통과하면 애드블루(AdBlue)가 분사된다. 뜨거운 배기시스템에 암모니아가 분사되고, 디녹스(DeNOx) 변환기에서 질소산화물은 질소와 산소로 분해된다. 2개의 추가 질소산화물(NOx) 센서가 일련의 과정을 모니터하게 되며, 분사되는 애드블루의 양도 조절한다.
새로운 배기시스템
뜨거운 배기가스에 분사되는 애드블루 용액의 양을 조절하고 혼합하는 것은 기술적으로 매우 까다로운 일이다. 그래서 애드블루 계량 모듈이 개발됐다. 최적량의 애드블루 분사하기 위해 애드블루는 파동으로 분사된다. 또한, 분사된 암모니아는 촉매 변환장치에서 질소산화물을 질소와 물로 바꾸는데 사용된다. 이때 질소와 물로의 변환률을 높이기 위해서는 암모니아와 배기가스가 변환기 내부로 고르게 유입돼야 한다.
다양한 센서들이 애드블루 분사, 엔진, 배기가스 후처리 시스템을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 새롭게 추가된 2개의 NOx 센서는 DPF에 앞서 질소산화물의 농도를 측정하는 한편 필요한 애드블루의 분사량을 계산하기 위해 디녹스 변환기를 지난 후의 농도를 측정하게 된다. 여기에 압력, 온도 센서가 배기가스 후처리 시스템의 작동을 모니터링 한다.
애드블루 탱크
애드블루(AdBlue) 탱크 장착을 위한 공간을 확보하려면 연료탱크의 크기를 조절해야 하지만, 다른 공간들을 잘 활용하면 Q7의 연료탱크와 같은 100 리터 용량의 연료탱크를 유지할 수 있다.
22.5 리터의 애드블루는 2개로 나누어 져 7 리터의 애드블루가 담긴 능동(active) 탱크는 연료필터 아래에 위치하고, 15.5 리터의 애드블루가 담긴 수동(passive) 탱크는 바닥부근에 위치한다. 5 바(bar) 압력의 펌프가 능동 탱크의 애드블루를 배기가스 시스템의 계량모듈로 보낸다.
수동 탱크는 여분의 애드블루를 저장하고 있는데, 이동 펌프가 필요에 따라 능동 탱크에 애드블루를 다시 채우게 된다. 연료탱크와 애드블루 탱크는 연료 필터 플랩에서 채워진다.
극저 배출가스 시스템이 장착된 차량은 연료필터 플랩 아래에 추가적인 필터 넥(Filter neck)이 장착돼 있는 것으로 구분할 수 있다.
애드블루의 어는점은 -11℃이기 대문에 애드블루 탱크 시스템이 활성화되기 위해서는 극도로 낮은 온도에서 부분적인 가열이 필요하다. 이때 능동 탱크, 계량 파이프, 계량 펌프 등은 자동으로 가열된다.
아우디 TDI가 제공하는 이점
아우디가 개발한 극저 배출가스 시스템(ultra low emission system)은 최근 양산화에 성공한 배출가스 후처리 시스템이다. 이 시스템을 장착한 차량은 까다롭기로 정평이 난 미국의 BIN 5 기준(모든 주에 효력)과 2014년 실시 예정인 유로 6 기준도 만족한다. 이것은 TDI 차량이 전세계 어떤 환경 기준도 모두 만족시킨다는 것을 의미이다.
아우디는 최고의 TDI 기술을 위해 세세한 부분까지 고려하고 있다. 광범위한 추가 기술들이 있지만 그렇다고 그 동안 익숙했던 장치들이 없어질 것이라는 걱정을 할 필요는 없다. 아우디를 운전하는 동안 새로운 기술들이 보이지 않는 곳에서 묵묵히 작동할 뿐이다.
아우디는 TDI 기술을 통해 주행성능과 승차감 개선에도 성공했다. 디젤 엔진 특유의 사운드와 강력한 토크가 특히 주목할 만하다. 새로운 기술들이 총 집합된 결과, 3.0 TDI의 연비는 향상되고 CO2 배출량은 줄었다. 고객들은 다이내믹한 주행과 강력한 주행 성능을 갖춘 친환경 자동차를 즐길 수 있게 된 것이다.
다른 관점에서 보면, TDI는 또한 미래에 적합한 엔진이다. TDI는 대체연료로 운행될 수도 있다.
많은 사람들이 세계 시장에서 디젤 차량의 점유율이 크게 증가할 것이라고 예상하고 있으며, TDI와 극저 배출가스 시스템을 가진 아우디는 이미 완벽하게 미래를 준비하고 있다.
＊자료제공 : 아우디 코리아
