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Cummins Magazine 2015 Autumn Vol 84

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Special Theme Cummins HHI Tier 4 Final Cummins Solutions 한계를 모르는 기술력으로 세계 기준을 뛰어넘다 기술의 한계를 시험하듯 배출가스에 대한 국제 기준이 나날이 강화되고 있다. 혁신적인 기술과 지속적인 연구개발로 효율적인 연비 달성은 물론 배출가스 저감에 앞장서는 커민스는 기술로 세계 기준을 넘어서고 있다. 글・정현경 차장(커민스판매써비스코리아) | 사진・이도영 커민스, 한발 앞선 기술로 규제에 대응 커민스는 업계를 선도하는 친환경 엔진기업으로서 국내에 티어4파이널 배출가스 규제가 적용되기 10년 전인 2005년에 티어4파이널을 만족하는 건설 장비용 엔진을 세계 최초로 개발하는 등 한발 앞선 기술과 대응력으로 고객이 원하는 성능과 기준에 부합된 솔루션을 제공해왔다. 커민스의 강점은 대부분의 다른 엔진메이커들과 달리 엔진 뿐 아니라 후처리 시스템, 필터, 터보차저를 자체개발해 최고의 티어4파이널 통합 솔루션을 고객에게 제공한다는 데 있다. 이런 통합솔루션의 강점은 솔루션 개발의 콘셉트 단계부터 부분이 아닌 전체로 최적의 솔루션을 위한 다양한 고려사항들이 함께 고민되고 빠르게 반영하는 것을 가능하게 한다는 점이다. 이 결과로 고객에게 정직한 기술력으로 ‘이보다 더 줄일 수 없다’는 말이 나올 만큼 엄격해진 배출가스규제를 만족시키면서도 동시에 높은 연비를 제공하는 제품을 공급하고 있다. 효율적인 배출가스 처리 솔루션, 커민스 EcoFit 티어4파이널과 같은 높은 장벽의 배출가스 규제를 충족하기 위해서는 높은 기술력의 후처리장치가 필수다. 디젤엔진은 강력한 힘과 우수한 연비를 가지고 있지만 타 연료에 비해 유해 배출가스를 많이 배출한다는 약점이 있다. 커민스는 여과 및 디젤 배출가스 정화용 요소수(DEF), 전자제어시스템, 연료기술, 연료시스템, 터보차저, 후처리 시스템까지 주요 서브 시스템을 유기적으로 통합한 효율적인 배출가스 솔루션 에코핏 시리즈를 고객에게 제공하고 있다. 디젤산화촉매 장치인 에코핏 DOC, 질소산화물을 줄이는 에코핏 SCR시스템은 배출가스를 효과적으로 처리하고, 효율성은 극대화시킨 최적의 기술이 적용돼 있다. 요소수용액을 엔진ECM에 내장된 알고리즘에 의해 요소수용액 탱크로부터 펌핑, 가압해 배기관에 부착된 요소수용액 분사계에 보내주면 요소수용액 분사계는 분사제어장치의

12 + 13 신호에 의해 배기관에 요소수용액을 분사하게 된다. 이때, 요소 수용액 분사 시 화학 반응을 효과적으로 하기 위해 엔진ECM에서 분사여부, 탱크레벨, 탱크온도를 감지하여 공급모듈과 분사모듈을 거쳐 분사계를 통해 분사한다. 고온의 배출가스에 노출된 요소수용액은 열분해를 통해 암모니아와 수증기를 생성하게 되고 이중에서 암모니아는 배출가스 중 질소산화물과 배기관에 있는 SCR장치에서 반응을 일으켜 질소산화물을 질소와 물로 환원시킨다. 티어4파이널 규제 충족을 위한 필트레이션의 핵심 기술 필터기술의 핵심은 얼마나 깨끗하게, 얼마나 경제적으로 오랫동안 이물질을 제거할 수 있는가이다. 나날이 까다로와지는 배출가스 기준에 대응하는 커민스의 두 가지 핵심기술은 ‘디렉트플로우(Direct flow,이하 DF)’와 ‘크랭크케이스 정화시스템(Crankcase Ventilation, 이하 CV)’이다. DF는 에너지 소모를 효과적으로 줄여주고 필터의 수명이 다하는 시점까지 99.9% 이상의 높은 성능을 유지한다. 필터의 교환주기는 티어3에 비해 평균 200% 증가했고, 여과능력은 기존 제품보다 78% 증가했다. CV는 엔진의 블로바이 가스를 재순환시키기 전에 오일 입자들을 분리해 재순환을 돕는 장치로, 강화된 티어4 파이널 배출가스 규제를 충족시키기 위한 필수 제품이다. 오일 입자 분리 능력이 거의 95% 수준에 달할만큼 뛰어난 효율성을 자랑한다. 커민스 차세대 터보차저, 홀셋 VGT 커민스는 그동안 견고하고 유연한 터보차저 솔루션을 개발, 주도하며 세계 시장에 소개해왔다. 커민스 티어4파이널엔진에는 홀셋 VGT 터보차저가 장착되어, 냉각기를 통과한 재순환 배출가스량 조절을 위한 EGR 밸브와 함께 사용되어 정확한 양의 공기가 엔진 연소실로 공급되어 엔진과 차량의 성능향상과 연비를 개선한다. 또한, 운전성능과 열관리를 위한 온도제어 및 브레이크 성능을 개선하고, 사용가능한 속도범위를 40% 개선했다. 건설기계 원동기 배출가스 규제 동향 20 2.0 NOx 15 PM 10 85 % 80% Add’l 18% 1.5 1.0 질소산화물 (g/kWh) 5 0 0.0 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Add’l 14% 0.5 입자성물질 (g/kWh)