EGR(배기가스 재순환) 밸브의 과열 방지 효과는 주로 엔진 연소실 내의 최고 연소 온도를 낮추는 원리에 기반합니다.
EGR 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부를 다시 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 재순환시킵니다.
이 재순환된 배기가스는 주로 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 그리고 수증기(H2O)와 같은 불활성 가스로 구성되어 있습니다.
EGR을 통한 연소 온도 저하 메커니즘은 크게 세 가지 효과로 설명됩니다.
① 희석 효과 (Dilution Effect) : 재순환된 배기가스가 연소실로 유입되면, 신선한 공기(산소)를 대체하여 산소 농도를 낮춥니다.
산소 농도가 낮아지면 연소 반응 속도가 느려지고, 결과적으로 최고 연소 온도가 감소합니다.
② 열 효과 (Thermal Effect) 또는 비열 증가 효과 : CO2와 H2O와 같은 불활성 가스는 공기(질소 및 산소)에 비해 비열이 높습니다.
이 고비열 가스들이 흡입 혼합기에 섞이면, 혼합기 전체의 비열이 증가하게 되어 연소 과정에서 발생하는 열을 더 많이 흡수할 수 있습니다.
이는 실린더 내부의 최고 온도를 낮추는 직접적인 효과를 가져옵니다.
③ 화학 효과 (Chemical Effect) 또는 열해리(Thermal Dissociation) : CO2와 H2O는 연소실 내부의 고온 분위기에서 열해리(Thermal Dissociation)라는 흡열 반응(열을 흡수하는 반응)을 일으킵니다.
예를 들어, CO2는 CO와 산소 원자로, H2O는 H2와 OH 라디칼 등으로 분해되면서 연소 과정에서 발생하는 열 에너지를 흡수합니다.이 흡열 작용이 추가적으로 실린더 내 최고 온도를 낮추는 데 기여합니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
과열 방지 및 NOx 저감 이러한 연소 온도 저하 효과는 직접적으로 질소산화물(NOx) 생성을 억제하는 주요 목적을 달성합니다.
NOx는 연소실의 온도가 1,800°C 이상의 고온에서 산소와 질소가 반응하여 생성되는 유해 물질입니다.
EGR 시스템이 최고 연소 온도를 낮춤으로써 NOx의 생성을 효과적으로 줄여 환경 규제를 충족시키는 데 필수적인 역할을 합니다.
엔진 부품이 받는 열적 스트레스를 감소시켜 간접적으로 엔진 과열을 방지하고 수명을 연장하는 데도 도움이 됩니다.
