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자동차가 기름말고 LPG로 간다고?

작성일2013.03.06

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작성자 : 기자단

 

 

 

- 일반적으로 편한 승차감을 가지는 승용차 경우 ‘가솔린’이라 불리는 휘발유로, 많은 힘과 덩치가 큰 트럭에서는 ‘디젤’이라 불리는 경유로 운행이 된다. 그러므로 자동차는 기름으로 먹고 달리는 것이 일반적인 것이다. 하지만 기름이 아닌 다른 연료를 통해서 운행이 가능한데 바로 'LPG'이다. 가스로 불리는 LPG에 대해 자세히 알아보고, 자동차에 어떤 원리로 쓰이는지 자세히 살펴보자. 

 

LPG란       

<대한 LPG협회 출처>

 

- LPG라는 것은 'Liquefied Petroleum Gas'의 약자로서 원유를 채굴하고 정제과정을 통해 기체상태의 탄화수소를 액화시켜 생산한 연료이다. 주로 가정 ,상업용으로 취사, 난방으로 사용되는 도시가스용은 소량의 메탄, 에탄, 부탄 등을 혼합한 프로판과 주로 자동차용 연료로 많이 사용되는 부탄으로 분류가 된다. 

 

LPG의 주요 특징


1. 액화 및 기화가 용이하며 저장공간 효율성 탁월

 

- 대기압 상태에서 -42.1°C 이하로 냉각시키거나 상온에서 7kg/cm² 이상으로 압력 가할시 쉽게 액화(프로판 경우)되며, -0.5°C 이하 냉각 또는 2kg/cm² 이상 압력으로 더욱 쉽게 액화(부탄 경우)시킬 수 있다. 또한 LPG는 액화시키면 부피가 매우 작아지므로 (프로판은 약 270분의 1, 부탄은 약 240분의 1) 수송과 저장이 용이하다.

 

2. 상태에 따라 무게의 차이

 

- 기체의 LPG는 공기에 비해 1.5~2.0배 무거우며, 액체에서는 물보다 0.5배 정도 가볍다.

 

3. 무색, 무취,무미

 

- 순수한 LPG는 무색, 무취, 무미이나 누설시 이를 감지할 수 있도록 미량의 냄새가 나는 물질(착취제)을 첨가하고 있으며, 독성물질 및 불순물을 함유하지 않은 연료이다.

 

4. 깨끗한 청정연료

 

- LPG는 화학적으로 순수한 탄화수소로 연소시 완전연소하며 황이 아주 적게 함유되어 있는 청정연료이다.

일반 휘발유 차량과의 구동 원리와 구조적 차이

 

 

 

 

 - LPG 자동차의 엔진은 일반적 휘발유 엔진의 기술적인 부분과 기본적으로 같다. 대신 경유 엔진의 기술적인 부분에서는 차이를 갖는다. 자동차에서 겉부분인 섀시와 전기, 동력전달 장치 부분을 빼면 순수하게 힘을 만드는 엔진이 남게 된다. 전문용어로 '내연기관'이라 불리우며 연료를 태워 폭발하는 힘으로 회전력을 갖고 여러 과정을 거치면서 바퀴를 굴린다. 이때 연료 폭발에 충분한 효율성을 위해 최적의 산소 연료 혼합을 하고 점화장치로 불꽃을 만들어 터지게 하는 원리를 갖는다. 이 부분은 LPG 엔진과 휘발유 엔진이 동일하다. 대신 연료를 전달하는 과정에 차이가 있는데 휘발유 엔진은 애초에 액상으로 존재하여 연료 밸브에 바로 전달되는 방식이라며 LPG는 특수 장치를 통해 한번 변환 과정을 거쳐 연료 전달이 된다. 바로 ‘베이퍼라이저’라는 장치로서 저장에 용이하게 액화된 LPG를 다시 분사에 용이한 분무의 최적화된 기체 상태로 만들어서 전달이 된다.  

  초기 자동차 엔진은 연료와 공기를 혼합을 시켜 한번에 폭발이 가능한 실린더라는 공간에 넣고 폭발을 시켜 힘을 얻었으나, 지금의 효율성을 높이기 위해 공기와 연료를 따로 넣는 기술인 직접분사방식을 택하고 있다. 기존 LPG 엔진의 차량 또한 공기와 LPG를 같이 넣고 폭발을 시켰으나 국내에세 세계최초 LPG를 실린더라는 공간에 직접분사를 가능하게 한 기술(LPI 엔진)을 개발하였다.

 

 <아반떼 하이브리드 LPG(LPI엔진) 차량의 실내 버튼>

 

- 휘발유 자동차와 가장 큰 구조적 차이는 트렁크에 있다. LPG는 원래 기체상태로서의 연료이지만 높은 압축율로 액체상태로 변환시 공간이 약 260배가 줄어드는 큰 이점이 있다. 하지만 고압축으로 변화하는 상태라서 압축에 견디는 특수한 저장공간이 필요하다. 그래서 제작된 저장탱크가 기존 휘발유의 자동차 시트의 바닥 부분이 아닌 트렁크에 위치하게 된다. 그 이유는 운행이 바닥과 다른 장애물의 접촉과 배기 가스가 나오는 뜨거우 파이프와의 거리를 두어 안정성 화보를 위한 것이다.  그리고 자동차 안에서는 LPG 연료 주입을 직접 통제할수있는 ON/OFF 버튼이 마련되어 있다.  


LPG 자동차의 장점과 단점  

 

1. 청정연료로서 클린에너지

 

- 청정연료 LPG자동차는 폐암과 각종 호흡기 질환의 원인이 되는 미세먼지(PM10)를 전혀 배출하지 않으며 일산화탄소 배출량도 매우 적다. 또한 스모그를 일으키는 질소산화물과 탄화수소의 배출량도 경유 및 휘발유 차량에 비해 월등히 낮아 대기환경 개선을 위한 최적의 대안으로 평가를 받고 있다.

 

2. 뛰어난 정숙성

 

- 기존 휘발유 엔진의 자동차는 폭발이 되는 공간인 실린더마다 연료 분사를 해주는 인젠터라는 장치가 각각 달리고, 연료를 받기 위한 밸브가 열리는 것에 맞춰 연료를 넣기 때문에 인젝터의 소음이 들리기 마련이었지만, 인젝터가 없는 LPG 엔진은 휘발유 엔진에 비해 더 조용하다.그리고 이론적 연료와 공기가 혼합한 상태로서 완전히 연소하기 때문에 엔진에 소음 발생(노킹)을 일으키지 않는다.

 

3. 유지 및 연료의 낮은 비용

 

- 기름값이 치솟는 요즘 사정에 LPG는 휘발유에 비해 반값으로 저렴하다. 현재 휘발유는 1리터당 약 2000원의 비용이 들지만 LPG는 약 1100원의 비용이 든다. 또한 LPG가 타고 난 뒤 불순물이 휘발유에 비해 현저히 적게 발생하기 때문에 엔진의 오일 교환 주기와 엔진의 수명 기타 교체 주기가 휘발유 차량에 비해 길어 경제적이다.

 

4. 추가적 LPG 저장공간 필요

 

- LPG 자동차는 압축으로 LPG 연료를 기체에서 액체로 만들어 보관한다. 이것은 압축해서 큰 부피가 약 260배 가량 줄기 때문이다. 그렇기 때문에 고압축된 LPG를 안전하게 보관하려면 특수 설계된 저장 탱크가 필요한데 그 장치를 기존 자동차의 연료 탱크의 부작이 아닌 트렁크 안쪽에 위치하여 공간이 매우 협소해 진다. 약 30~40% 공간이 줄어드는 큰 단점이 생긴다. 

 

5. 겨울철 시동의 어려움

 

- LPG가 베이퍼라이져라는 액체에서 기체로 변환해주는 장치를 거친뒤 연료 밸브를 통해 전달되는데 자동차 운행을 멈추면 기체가 된 LPG 기체가 겨울철 낮은 온도로 인해 상태가 변환되어 다시 시동시 어려움이 따른다.

 

6. 연료 취급과 적은 공급

 

- LPG의 저장 방식의 특성과 자체적 특성으로 휘발유보다 안전상 많은 문제를 가지고 있다. 특히나 사고로 인해 LPG 저장용기가 터지면 더 큰 사태를 초래할 수 있기도 하다. 그리고 공급면에서도 휘발유를 파는 주유소가 10~20개가 있는 곳에 1개 정도뿐이 LPG를 판매하지않기 때문에 근거리고 쉽게 LPG 연료를 공급받기에 어려움이 있다.

 

7. 연료 자체의 효율이 낮은 특성

 

- LPG는 휘발유에 비해 폭발성이 낮은 특성을 가지고 있다. 이로인해 에너지 효율도 같이 낮아지기 때문에 간략히 휘발유에 비해 힘이 떨어진다. 출력이 떨어짐과 동시에 무거운 LPG 저장용기와 기타 부품이 더해져 연비 또한 낮은 편이다. 휘발유 보통 연비 10L/Km를 비교해서 약 7.5L/Km의 연비를 가지고 있다.

 
LPG 차량보다 휘발유 차량이 많은 이유
 

 

- 위 특징과 장점으로 살펴보면 큰 성능을 요구하지 않다면 운행하는 것이 청정연료로서 환경적으로 많은 긍정적 부분과 자동차 유지비가 낮아 경제성이 뛰어난 LPG차량을 모두 구입하여 운행하는 것이 옳은 판단이다. 그러나 휘발유 차량과 비교하여 LPG차량은 20대에 1대꼴이다. 이것은 LPG 자동차를 일반인을 구입할 수 없게 법적 제한이 있기 때문이다. LPG 자동차를 운행하고 싶으면 다음의 법적 조항에 일치하는 부분이 있어야 가능하다.  

 <산업자원부 장관은 LPG의 적정한 수급과 사용상의 안전관리, 그밖에 공익상 필요하다고 인정되는 때에는 자동차나 그 사용자에 대하여 LPG를 연료로 사용하는 것을 제한할 수 있다(액화석유가스의 안전관리 및 사업법 34조의 3). LPG 사용이 허용되는 차량은 ① 여객자동차운수사업법에 따른 여객자동사운수사업용 승용자동차, ② 7인승 이상의 승합자동차·화물자동차 및 특수자동차, ③ 지방자치단체의 관용 승용자동차, ④ 상이등급 판정을 받은 국가유공자, 장해등급 판정을 받은 광주민주유공자, 장애등급 판정을 받은 고엽제 후유증 환자 또는 그들과 주민등록표상 세대를 같이하는 보호자가 소유·사용하는 승용자동차 가운데 1대, ⑤ 등록된 장애인 또는 주민등록표상 세대를 같이하는 보호자가 소유·사용하는 승용자동차 가운데 1대로 제한된다(액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙 56조의 2)>

 

  

<택시로 사용 중인 YF소나타 LPG(LPI엔진) 차량> 

 

이러한 법적 조항의 이유로 일반인들은 LPG 자동차의 운행을 할 수 없다. 하지만 이번 법적 조항 개선으로 11월부터 일반인도 LPG 자동차의 운전으로 위 이점을 얻을 수 있다. 단, 제한된 자동차의 구입으로 운행이 가능한 아쉬운 점이 있다.


<장애인과 국가유공자로 등록된 92만대 LPG 자동차 중에서 5년이상 된 (06년 11월 24일 이전등록 LPG차량) 약 43만대의 차량을 LPG 차량 일반인이 구입할수 있다. 또한 LPG택시, 렌트카등의 영업용 차량은 제외대상이지만 만약 LPG택시와 렌트카를 장애인이나 국가유공자가 구입해서 5년이상 사용한 경우는 LPG 자동차을 일반인에게 판매가 가능하다.>
 

 

 

 

 

단순 운송수단으로 여기던 자동차에 대해 관심을 가지고 주의깊게 살펴본다면 또 다른 무궁무진한 자동차의 세계를 만날 수 있다. 일반적으로 생각했던 부분과 다르게 기름뿐만 아니라 LPG를 통해서도  자동차가 운행되기도 하고 나날히 발전을 통해 자동차는 단순한 기계 장치가 아닌 IT가 결합하여 최첨단 장치로 새롭게 태어나고 있다.  

 

                                                                                                

 

 

 


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