-청정연료 사용해도 연료공급방식서 배기가스 배출
-액상분사방식은 대기오염 대폭 줄이는 3세대 엔진
-내년말부터 탑재기술 개발 나서 상용화 ‘코앞’

한국기계연구원(원장 황해웅)은 지난 19일, 20일 양일간에 걸쳐 제주도 그린빌라 호텔에서 ‘2002 LPG자동차 국제심포지엄’을 개최한 가운데 국내외 전문가들이 참석, 관련 논문을 발표했다.
이번 발표회에서는 LPG액상분사기술과 관련해 서울대, KAIST, 포항공대 등 연구기관에서 기술적인 논문 발표와 한국기계연구원의 액상분사기술을 적용한 저공해 대형LPG엔진 국산화 개발에 대한 연구결과발표가 이어졌다.
이날 참석한 네덜란드 TNO(국립연구소) Hass 연구원은 “LPG자동차 기술 선진국인 네덜란드 등 유럽 일부국가는 지난 95년부터 액상분사방식의 LPG엔진을 보급했다”며 “이들은 2010년까지 시내버스, 셔틀버스 등 대형디젤차를 60% 이상 대체할 계획으로 있어 환경친화정책이 앞서고 있다”고 덧붙였다.

◆다음은 한국기계연구원의 ‘저공해 대형 LPG엔진 개발’논문 내용(LP가스엔진연구사업단 강건용 박사)

유해 배기가스의 주범인 대형 디젤차량의 엔진을 대체할 제3세대형 저공해 LPG엔진(LPLi)국내에서 처음으로 개발됐다.
LPG자동차보급협의회로부터 지난 99년부터 올해까지 3년동안 56억원의 예산을 지원받아 개발된 LPG엔진은 기체가 아닌 액체 상태로 분사하는 LPLi 연료공급방식을 채택해 혼합비율을 정밀 제어하도록 설계됐다.
이 엔진은 일산화탄소, 질소산화물 등 배기가스를 경유차량에 비해 최소 1/2수준으로 줄였으며 미세먼지는 최대 1/60까지 저감할 수 있다.
올 6월 환경부의 공식 자료에 의하면 호흡곤란을 일으키는 일산화탄소 배출량이 경유차량보다 1/15, CNG차량보다 1/32 수준으로 나타나 탁월한 청정성을 보였다.
국내 LPG차량은 1백43만대로 대부분 2세대 연료분사방식인 믹서 타입이어서 LPG가 청정연료임에도 불구하고 무연휘발유를 사용하는 차량보다 대기오염 물질을 더 많이 배출하고 있다는 지적을 받아왔다.
따라서 제 3세대형 액체분사기술을 중소형 LPG자동차에 확대 적용할 경우 LPG자동차에 의한 획기적인 대기질 개선이 기대된다.
이번에 개발된 LPG엔진은 출력이 290마력(PS)으로 디젤엔진 및 천연가스를 사용하는 엔진과 동등하며 기존 LPG엔진에 비해 8∼10% 의 연비가 향상됐다.
기계연구원 LP가스엔진연구사업단은 이번 엔진개발을 위해 출력과 공기량을 제어하는 트로틀보디와 LPG레귤레이터 등을 새로 제작하고 흡기포트를 최적화 할 수 있는 실린더헤드 및 워터파이프 등을 국내 처음으로 개발했다.
이는 대부분의 엔진기술을 자체 설계함으로써 향후 자동차제작사에서 양산할 경우 기존 디젤엔진의 생산라인을 그대로 사용하고 최소한의 부품만을 대체해 LPG엔진화 함으로써 제조단가를 낮추는 장점이 있다.
사업단은 내년말까지 산자부와 LPG자동차보급협의회에서 16억원의 사업비를 지원받아 이번에 개발한 엔진을 버스에 탑재하기 위한 기술개발에 나설 계획이다. 이 사업이 성공적으로 완료되면 시내버스는 물론 중대형 트럭 등을 저공해 LPG엔진으로의 대체도 가능할 것으로 전망하고 있다.
특히 제3세대 LPG엔진을 차량에 탑재할 경우 천연가스차량의 연료탱크 무게가 1/3, 연료압력도 1/17에 불과해 안전성이 뛰어나고 같은 양의 연료로 운행할 경우도 이동거리가 3배 이상이어서 LPG차량 확대정책을 지속적으로 펼치고 있는 중국, 터키 및 일부 동유럽 국가로의 수출도 활성화 될 전망이다.
이처럼 안전성과 경제성 이외 LPG 액상분사장치 개발로 LPG차량의 출력저하 문제를 해결했고 특히 영하 25도에서도 문제없이 시동이 걸리는 등 기존 LPG차량의 단점을 대폭 개선했다.
따라서 향후 LPG버스 도입정책은 이미 인프라가 구축돼 있는 현 시점에서 환경부가 추진중인 CNG버스 보급사업과 상호 보완적인 입장에서 추진된다면 대도시 대기질 오염을 획기적으로 저감하는데 크게 기여할 것으로 기대된다. <윤태 기자>