디젤용 세라믹 엔진부품 나온다

디젤자동차의 연비를 높이면서 환경오염 물질의 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 세라믹 소재의 엔진부품이 국내 연구진에 이어 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 복합기능세라믹스연구센터 정덕수(丁德洙)·김창삼(金昌三)박사팀은 에너지관리공단 R&D본부가 지원하는 에너지 절약기술 개발사업의 일환으로 디젤엔진용 ‘예연소실’을 세라믹 소재로 만들어 내는데 성공했다고 8일 밝혔다.

일본에 이어 세계에서 두번째로 개가를 올렸다.예연소실은 간접분사식 디젤엔진의 연소실을 구성하는 주요 부품.

연료와 공기를 혼합,1,000도 이상의 고온에서 미리 연소시킴으로써 연료가연소실에서 완전 연소되도록 촉진하는 역할을 한다.

연구팀은 세라믹 분말과 독자적으로 개발된 첨가제(열가소성 고분자)를 혼합해 적정한 유동성을 갖게한 뒤 이를 금형에 고압으로 분사,모양을 만들어내는 사출성형기술을 통해 엔진부품을 만들었다.

세라믹 소재 예연소실은 기존 금속재 부품에 비해 내열성과 단열성,강도,내마모성,내화학성이 우수하고 가볍다.이 때문에 자동차엔진의 성능과 내구성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다.

또한 금속제품에 비해 50∼100도 더 높은 온도에서 연료를 1차 연소시키기때문에 열효율을 평균 6% 향상시킬 수 있다.

디젤엔진을 사용하는 지프 자동차,봉고,1∼2t 트럭을 갖고 연 2만㎞를 주행할 경우 60ℓ 정도의 연료를 절약할 수 있다.이번에 개발된 세라믹 열엔진부품은 현대자동차가 실제로 디젤엔진을 장착,운전조건을 변화시키면서 엔진성능과 내구성 등을 실험 중이다.빠르면 내년말쯤 상용화가 가능할 것이라고 연구팀은 설명했다.

정덕수 박사는 “새로 개발한 열엔진 부품을 장착하면 기존 금속재 부품을장착한 자동차에 비해 대기오염의 주원인인 매연입자와 하이드로카본(HC)발생량을 각각 30%와 40% 줄이는 효과가 있다”고 말했다.



세라믹스 열엔진 부품 제조기술은 구조세라믹스 분야의 핵심 기반기술을 한 단계 높인 것으로 평가돼 앞으로 항공·우주용 및 가스터빈 부품 개발에 적용이 가능할 전망이다.

함혜리기자