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자동차의 다양한 연료들

작성일2017.01.23

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작성자 : 김용지

자동차의 다양한 연료들



▲i30의 주유구
우리가 거의 매일 접하고 보는 자동차는 이제 우리의 삶에서 떼어놓을 수 없는 존재가 되었다. 그런 자동차가 사용하는 다양한 연료들의 종류와 특성 그리고 장단점을 영현대 기자단과 함께 알아보자.


내연기관 동력


pixabay.com/ko/숯-탄소-연료-열-여신-화상-화재-뜨거운-야영의-모닥불-1618255open_in_new
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▲연료의 연소를 기본으로 하는 내연기관
내연기관이란 엔진에서 연료의 연소가 이루어져 열에너지를 기계적 에너지로 바꿔 작동되는 기관을 뜻한다.
대표적으로 가솔린과 디젤 기관이 있다.


휘발유-가솔린



▲i30 1.4 가솔린 터보
석유제품으로 가장 널리 알려진 이름인 가솔린은 흔히 휘발유라고 부르기도 하며, 상온에서 증발하기 쉽고 인화성이 좋아 공기와 혼합되면 폭발성을 지닌다.
상당수의 자동차가 이 가솔린을 연료로 사용하고 있다.



▲i30의 GDI(고압 직분사) 엔진
장점: 승차감과 진동, 소음 부분에서 디젤차량 대비 뛰어나다.
단점: 디젤 차량에 비해 기름값이 비싸며 연비(연료소비율) 가 떨어지고 소모품의 가격이 높다.


경유-디젤



▲싼타페 2.2 디젤
디젤 연료는 흔히 경유 라고도 부르며 가솔린과 함께 자동차 시장의 상당수를 차지하는 연료이다. 엔진 특유의 큰 회전력으로 낮은 rpm (분당회전수-revolution per minute) 에서도 높은 출력이 나오기 때문에 저속에서의 강한 힘을 요구하는 트럭이나 SUV등이 주로 디젤 연료를 사용했지만 최근 들어 소음, 진동 억제 기술이 발달함에 따라 정숙성을 요구하는 세단과 같은 차량들 에도 많이 사용된다.



▲디젤엔진 또한 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정 과정을 거친다.
장점: 가솔린 대비 낮은 기름값과 높은 연비를 보이며 강한 토크(회전력)로 높은 견인력을 낸다.
단점: 가솔린에 비해 진동과 소음이 커 승차감이 다소 떨어지고 미세먼지나 질소산화물을 뿜어내 공해를 일으키며 소모품의 가격이 가솔린 대비 높다.


천연가스-CNG



▲천연가스를 연료로 사용하는 G버스
CNG(Compressed Natural Gas) 는 천연가스를 고압으로 압축한 ‘압축천연가스’를 말하며 주로 메탄으로 구성되어 있다. CNG를 연료로 쓰는 자동차는 전국 주요도시의 시내버스가 압도적이다.
장점: CNG는 기체 상태의 압축천연가스를 원료로 하기 때문에 일산화탄소와 같은 부산물을 적게 뿜어내 친환경적이며 디젤차량대비 소음이 적고 가솔린·디젤에 비해 연료비가 적게 든다.
단점: 타 내연기관 연료에 비해 출력이 낮으며 충전소와 같은 인프라의 부족과 가스 용기의 설치를 위해 트렁크공간의 일부 손실이 있다.


액화석유가스-LPG


http://www.gyotongn.com/news/photo/201408/149223_2638_2935.jpg
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▲국내 택시의 99%가 LPG가스를 사용한다.
LPG (Liquefied Petroleum Gas) 는 석유에서 추출한 가스를 액화한 것이다. 액화된 가스를 압력용기에 충전해 자동차의 연료로 사용한다.
경차나 7인승 이상의 LPG 차량은 누구나 구입가능하지만 승용차의 경우 법적으로 장애인 및 국가유공자만이 구입 가능하고 해당 구매자들이 5년 이상 사용한 중고차의 경우에만 일반인이 구입 가능하다.



▲트렁크 안에 LPG용기를 수납한다.
장점: 연료비가 가솔린·디젤 대비 저렴하고 승차감이 좋다는 점이 있다. 저렴한 연료비로인해 택시의 99%가 LPG 가스를 사용한다.
단점: 트렁크의 일부 공간이 LPG용기를 위해 사용된다는 점, 충전소가 일반 주유소에 비해 적다는 점이 있다.


친환경 전기 동력


pixabay.com/ko/무당벌레-물-한-방울-비-잎-봄-이-슬-방울-동물-아침-574971
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▲환경을 생각하는 기술, 친환경 기술
미래의 환경과 친환경기술이 떠오르는 지금의 시대에서 공해를 줄이고 효율성을 확보하는 전기자동차 기술의 차량들이 속속 등장하고 있다.


하이브리드



▲아이오닉 하이브리드
일반 차량의 내연기관 엔진과 전기 자동차의 배터리와 모터가 동시에 장착된 차량을 하이브리드 차량이라고 부른다.
차량 속도나 주행 상태 등에 따라 엔진과 모터의 힘을 적절하게 제어하여 효율성을 높이고 유해물질 배출을 줄인다. 주행 중 감속시나 엔진 가동시 등 여러 상황에서 배터리를 스스로 충전한다.



▲1.6 하이브리드 엔진
일반차량보다 연료소비율이 좋고 공용주차장 50% 할인, 환경개선 부담금 면제, 터널요금 면제 등 경제적인 장점이 있다. 탑재된 배터리로 인해 일반 차량에 비해 중량이 높아지지만 알루미늄, 클래드 메탈(clad metal-접합 금속), 플라스틱등의 소재로 효과적인 경량화 기술을 개발, 적용하였다.
비슷한 차량으로는, 외부에서 전기를 충전해 전기 모드로 주행하거나, 가솔린을 이용해 하이브리드 모드로 주행할 수 있는 플러그인 하이브리드-PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)차량이 있다.


전기-EV



▲아이오닉 일렉트릭
전기자동차(Electronic Vehicle) 는, 전기를 에너지로 주행하는 자동차를 뜻한다. 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정 과정이 필요 없는, 배터리와 모터를 사용하여 주행을 하기 때문에 일반 차량과 구조적으로 많은 차이가 있다.



▲아이오닉 일렉트릭의 배터리
대부분의 사람들은, 전기 자동차의 모터는 엔진보다 약하거나 느릴 것이라 생각하지만 전기 자동차는 출발 직후부터 최대 토크(회전력) 가 나와 최고 출력을 뿜어낼 수 있어 강한 가속력을 만드는 데에 유리하며 슈퍼카 수준의 가속력을 가진 전기차 또한 이미 존재한다.
초반 가속력이 높고 일반 자동차에서의 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 적고 충전 비용이 내연기관 차량에 비해 저렴한 장점이 있다.



▲아이오닉 일렉트릭의 엔진 룸
(내연기관 차량은 연료 주입을 위해 주유소를 이용하지만, 전기차는 전기차 충전소를 이용한다.) 아직까지 전기차 충전을 위한 인프라가 국내에 많이 구비되어 있지는 않지만 그 수가 빠르게 늘고있고, 전기자동차에 대한 정부지원에 힘입어 점유율 또한 늘어나고 있다.


수소전기-FCEV


http://auto.daum.net/review/specialcpread.daum?articleid=138548&bbsid=3
http://auto.daum.net/review/specialcpread.daum?articleid=138548&bbsid=3

▲수소를 사용하는 투싼ix Fuel Cell
수소전지차(Fuel Cell Electric Vehicle)는 수소탱크에서 전달받은 산소를 연료전지에 보내 전기를 생산하고 모터를 돌려 달리는 자동차다. 별도의 에너지 없이 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만든다는 점에서 궁극의 친환경차로 평가된다.


http://www.newstomato.com/readNews.aspx?no=519955
http://www.newstomato.com/readNews.aspx?no=519955

▲투싼ix Fuel Cell의 투시도
차량 제작과 인프라 구축에 섬세한 가공 기술과 높은 단가의 재료를 요구해 대량생산이 쉽지 않지만, 기술의 발전과 비교적 저렴한 대체 물질의 확보를 통한 향후 친환경 시장의 강자로 기대되고 있다.


마치며



▲더욱 다양한 연료의 차량들이 시장에 등장할 것이다
지금까지 자동차의 다양한 연료에 대해 함께 알아보았다. 가솔린이나 디젤처럼 우리에게 친숙한 연료도 있었지만 수소전지차처럼 아직 상용화되지 않은 연료도 만나볼 수 있었다. 언제나 역동적으로 변화하는 자동차 시장인 만큼, 어떤 연료의 자동차가 새로운 시대를 열지 자동차 시장을 주시해보자.


영현대기자단13기 김용지 | 경희대학교
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