자동차 연료공급의 문제는 무엇인가?

사람에게 맥박과 혈압이 존재하는 것처럼 엔진은 엔진회전수와 연료공급압력이 존재한다. 사람의 혈압은 활동하는 정도에 따라 맥박의 수가 바뀌고, 동시에 혈압도 맥박 수에 알맞게 심장에 의해 자동 조절된다. 연료를 사용하는 자동차 엔진도 다를 바가 없다. 운행조건에 따라 엔진회전수가 바뀌면 연료압력도 엔진회전수에 알맞은 압력으로 바뀌어 공급되어야 한다. 그러나 구형과 신형을 막론하고 기존의 모든 자동차 엔진에는 사람의 심장처럼 엔진회전수에 알맞게 연료공급압력을 자동으로 조절할 수 있는 기능 자체가 없다. 다만, 기존 모든 자동차의 연료공급방식은 운행 중 변화하는 엔진회전수와 전혀 관계없이 공급되는 연료압력은 제조사에 의해 이미 규정되어져 있다는 사실이다.

제조사가 규정한 연료공급압력은 주행 중 어떠한 조건에서도 연료가 부족하지 않도록 필요이상 과다한 압력으로 설정이 되어 있다. 이렇게 설정된 연료압력을 기준으로 연료분사시간에만 의존하여 공급하고 있다. 이러한 문제로 인해 모든 자동차는 운행조건에 따라 연료를 적게 낭비하고, 많이 낭비하는 정도의 차이만 있을 뿐 운행 중 전 구간에서 소중한 연료를 낭비할 수밖에 없는 것이다. 이렇게 낭비되는 연료로 인해 엔진에서 불완전연소를 일으켜 불필요한 배출가스를 발생시키고, 불필요한 탄소배출을 가중시킬 수밖에 없다.

 

 

자동차 또는 선박 같은 내연기관엔진은 ‘흡입-압축-폭발-배기’라는 4행정 사이클에 의해 동력을 얻어 주행이 가능하다고 공학은 밝히고 있다. 공기와 연료가 피스톤에 의해 실린더로 흡입되고 압축된 다음 점화플러그에 의해 폭발이 되면 연소된 가스가 배기되는 일련의 과정을 말하는 것이다.

4행정 모두가 매우 중요하지만 가장 중요한 행정은 바로 흡입이다. 흡입이란 빨아들인다는 표현으로서 실린더에서 피스톤이 상사점에서 하사점으로 내려오면서 공기와 연료를 빨아들이는 최초의 과정을 말한다. 공기는 피스톤에 의해 흡입되고 있다. 하지만 연료는 흡입되는 것이 아니라 연료펌프나 고압펌프를 활용하는 연료공급시스템에 의해 강제주입에 의한 공급을 하고 있다. 즉, 기존 모든 자동차의 연료공급은 공학이 밝히는 바와는 정반대로 흡입이 아닌 ‘주입-압축-폭발-배기’에 의한 4행정 사이클이 이루어지고 있는 것이다. 이러한 연료공급의 문제로 자동차와 같은 모든 내연기관 엔진은 대기환경과 지구온난화를 가중시키는 환경오염물질을 발생시킬 수밖에 없는 원인을 가지고 있다.

 

 

‘흡입’은 스스로의 힘으로 빨아들이는 것을 뜻하지만, ‘주입’이란 외부의 어떠한 힘에 의해 강제적으로 밀어 넣는 것을 뜻한다. 흡입에 의한 연료공급은 주행 중 변화하는 엔진회전수에 알맞게 필요한 압력의 연료를 엔진이 스스로 선택해 가져 갈 수가 있다. 하지만 주입에 의한 연료공급은 제조사에 의해 이미 공급압력이 정해져 있는 상태에서 변화하는 엔진회전수와 관계없이 엔진으로 연료를 강제로 밀어 넣는다.

현재 자동차 공학은 흡입행정이라고 표현하고 있지만 사실은 흡입이 아닌 주입행정을 하고 있다. 이는 연료공급에 따른 자동차 공학의 가장 큰 문제점이다. 결국, 강제주입에 의한 연료공급은 각종의 환경오염물질이 배출될 수밖에 없지만 흡입에 의한 연료공급은 환경오염물질이 발생될 수가 없는 정반대의 결과를 가져온다.