이변량(엔진)

Bivalent (engine)
수소용 BMW의 좌측 필러 넥, 가솔린/가솔린용 우측 필러 넥, 독일 알틀루하임 박물관 오토비전

쌍발 엔진은 두 종류의 연료를 사용할 수 있는 엔진이다. 예를 들어 유럽 승용 자동차 애프터마켓에서 널리 이용할 수 있는 석유/CNG 및 석유/LPG 엔진이 있다.[citation needed]

종류들

알코올과 석유

주요 기사: 플렉스 연료

알코올(흔히 바이오 연료로 생산되는)이나 표준 가솔린을 사용할 수 있는 엔진은 플렉스 연료 차량의 변형이다. 그러한 차량은 생산 중이며 미국과 다른 국가에서 일반적으로 판매될 수 있다.

압축 또는 액화 천연 가스 및 석유

압축천연가스(CNG)는 메탄을 압축하여 고압으로 저장함으로써 만들어진다. 액화천연가스(LNG)는 액화수소처럼 극저온적으로 만들어 저장된다. 천연가스의 물리적 특성은 엔진의 압축비가 일반 내연기관보다 높아야 하며, 압축비가 높을수록 효율이 높아진다. 천연가스도 옥탄가스가 높아 고온에서 연소할 수 있어 엔진 노크도 줄일 수 있으며 복잡한 정제 과정 없이 연료가 생산될 수 있다. 천연가스의 연소에서는 연소되지 않은 탄소가 거의 생성되지 않기 때문에 가솔린만 연소할 경우보다 엔진과 오일이 훨씬 더 깨끗하게 유지되고, 따라서 엔진의 수명이 증가한다. 애프터마켓 키트는 LNG나 CNG, 가솔린으로 운행할 수 있도록 차량을 변환할 수 있다. 미국에서는 천연가스가 휘발유보다 싸지만, 일반적인 압력의 CNG는 휘발유 단위 부피당 에너지의 4분의 1만 포함하고 [1]LNG는 80%에 불과하기 때문에 연료 재급유를 더 자주 해야 한다. 천연가스는 유한한 자원이고 그 매장량을 고갈시킬 수 있지만, 석유와 다른 연료는 순 에너지 흡수원인 반면, 순 양의 EROEI(투자된 에너지로 반환되는 에너지)를 갖는 것은 현재 연료들 사이에서 독특하다.[citation needed]

액화석유가스와 석유

액화석유가스(LPG)는 프로판, 부탄, 에탄 등 여러 탄화수소를 혼합한 것이다. 가스는 공기와 쉽게 섞여서 더 완전한 연소를 가능하게 한다. 연료비는 일반 휘발유보다 적게 들지만 LPG는 단위 부피당 에너지가 적어 연비와 효율이 떨어진다. LPG는 깨끗한 연소 특성 때문에 엔진 수명이 길다. 이러한 차량과 다른 차량 간의 주요 차이점은 연료 저장 시스템에 있다. LPG는 상온에서는 기체지만 가압 시 액체(혼합물의 구성에 따라 필요한 압력이 달라짐)이다. 보통 10바 정도에 보관한다. 한 가지 단점은 LPG 연료 탱크가 기존 연료 탱크보다 훨씬 무겁기 때문에 두 개의 탱크가 필요하기 때문에 차량의 중량이 늘어난다는 것이다. 많은 자동차 제조업체들이 LPG와 가솔린으로 운행하는 자동차를 만든다.[2] LPG는 화석연료에서 파생돼 온실가스가 대기 중으로 배출될 수밖에 없기 때문에 환경친화성이 가장 떨어지는 대체연료라는 의견도 있다[who?].[3]

수소와 석유

BMW 수소 7에서 입증한 바와 같이, 바이발런트 엔진도 바이발런트 V12 H7 시리즈 엔진을 사용하여 수소 연료를 사용할 수 있다. 엔진 자체는 연료 분사 시스템을 제외하면 일반 가솔린 연소 엔진과 비슷하다. BMW 수소7이 가솔린 모드로 작동하면 연료가 실린더에 직접 주입되지만, 차량이 수소로 작동하면 연료가 흡기 매니폴드로 주입된다. BMW는 수소7이 총 100대 생산에 그쳤고, 더 이상 생산할 계획은 없지만 '세계 최초 생산 가능 수소차'라고 주장한다.[4]

미래

온실 가스 배출의 감소와 천연 자원의 보존은 전 세계 사람들에게 점점 더 중요해지고 있다. 많은 나라들이 새로 제조된 차량의 연비에 대한 규제를 가지고 있고, 많은 정부들이 청정연료를 사용하는 자동차 제조사에 대해 세금 감면 혜택을 제공한다. 따라서 자동차 제조업체들은 새로운 내연기관 기술을 개발하고자 한다. 양분된 엔진은 화석 연료에서 대체 연료로 더 쉽게 전환할 수 있게 해준다. 기술이 발전하고 있으며 보다 효율적이고 깨끗한 연소 엔진에 대한 수요가 증가하고 있다.

수소연료

주요 기사: 수소연료

기체 수소

수소는 이산화탄소 배출이 없기 때문에 차량의 연료로 연구되고 있다. 수소연료가 대중화되면 전기분해를 통한 저가생산이 가능하다면 다른 연료에 비해 비용이 적게 들 가능성이 있다.[citation needed] 수소는 연료전지에서 전기모터를 작동시키거나 연소 엔진에서 직접 연소시키기 위해 사용되고 만들어질 수 있다. BMW는 석유와 액체 수소 연료 사이를 전환할 수 있는 이발성 내연기관을 개발했다. 기체 형태에서 수소는 저장이 어렵고 체적 에너지 밀도가 낮다. 그것은 많은 다른 방법으로 생산될 수 있지만, 많은 방법들이 이산화탄소를 배출한다. 가장 유망한 방법은 전기분해다. 사고 발생 시 수소저장탱크의 안전성을 조사한 결과 각종 시험 결과 이상이 없는 것으로 나타났다.[5] 연료로 사용할 경우 수소는 광범위한 가연성과 낮은 점화 에너지를 갖는다. 이러한 성질은 광범위한 공기 연료 혼합물을 사용하여 수소를 연소할 수 있게 하지만, 조기 발화로 문제가 발생한다. 크랭크케이스 환기는 점화 에너지가 낮기 때문에 수소를 연소할 때 매우 중요하다. 크랭크케이스의 점화 및 엔진오일의 수분 형성을 방지하기 위해 적절한 환기가 필요하다.[6] 수소와 천연가스는 연료와 매우 유사하기 때문에 연료소모에 필요한 부품간의 차이는 미미하며, 상호운용 가능한 시스템은 쉽게 만들어진다.

액체 수소

수소를 극저온 액체로 저장하면 체적 에너지 밀도를 높일 수 있다. 액체 수소는 가솔린보다 단위 부피당 거의 3분의 1의 에너지를 제공한다.

액체 수소 연료는 약간의 단점이 있다. 이 기술은 매우 새롭고 액체 수소 충전소를 위한 기반 시설은 현재 매우 제한적이다. 연료 생성에 일반적으로 사용되는 많은 과정들은 온실가스를 배출하며, 생산되는 수소는 대개 유한한 자원으로부터 파생된다. 액체 수소의 저장은 큰 문제다. 액체수소의 비등점(-252.88°C)이 매우 낮기 때문에 액체 형태를 유지할 수 있을 정도로 연료를 차갑게 유지하기 어렵다. 따뜻해지면 증발한다. 그러면 연료 탱크의 압력이 증가하며, 가스를 방출해야 한다. 이들 차량에는 방출밸브가 설치되어 있어 탱크 내 압력이 너무 높아지지 않고 소량의 연료가 손실된다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Clean Alternative Fuels: Compressed Natural Gas" (PDF). United States Environmental Protection Agency. Archived from the original (PDF) on 11 February 2012. Retrieved 15 January 2013.
  2. ^ "LPG and natural gas". Next Green Car. Retrieved 15 January 2013.
  3. ^ 액화석유가스(LPG)
  4. ^ "BMW EfficientDynamics : BMW CleanEnergy : BMW AG". Archived from the original on 2011-09-23. Retrieved 2016-07-28.
  5. ^ "BMW: Hydrogen and Clean Energy Strategy". Carlist.com. Archived from the original on 15 August 2013. Retrieved 15 January 2013.
  6. ^ "Hydrogen Use in Internal Combustion Engines" (PDF). College of the Desert. Archived from the original (PDF) on 3 October 2012. Retrieved 15 January 2013.

외부 링크