LPG 자동차의 이해

LPG (Liquefied Petroleum Gas), 말 그대로 '액화 석유 가스'다.
이러한 LPG를 연료 탱크에 담아서 연료로 사용하는 자동차는 국내에서 LPG 가격이 저렴한 이유로 장애인 혹은 택시용 중형급 자동차의 LPG 버전 (소나타, SM5, 토스카), 다목적 차량 (레조, 카렌스), 다마스, 라보, 마티즈 등 제한적으로 만들어 지고 있다.

오늘은 LPG 자동차에 대해서 간단하게 써볼까 한다.

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1. 계절별 LPG 연료 구성

  먼저 LPG 가스는 무색무취의 프로판과 부탄으로 구성된다. 보통 여기에 사용자의 안전을 위하여 약간의 냄새를 섞고 사용하게 되는데, LPG의 구성비는 국가별로 차이가 있다. 기후 특성이나 프로판, 부탄의 연료 가격 등의 특성이 반영되어서 다르다고 볼 수 있다.

  우리나라는 계절이 뚜렷한 관계로 기온이 높은 여름철에는 프로판 5% (부탄 95%)의 연료가 각 LPG 공급 업체에서 전국의 충전소로 공급이 되고, 기온이 낮은 겨울철에는 프로판 30% (부탄 70%)의 LPG 가스가 공급된다. 이러한 차이가 나는 것은 프로판의 기화 특성이 부탄보다 높기 때문이다. 가솔린이나 LPG나 연료가 충분히 기화가 된 상태로 공기로 혼합된 상태로 (혼합기) 실린더에 들어가서 스파크에 의하여 폭발이 발생하기 때문에 기화 특성이 좋으면 연소 상태가 안정화 되기 싶고, 특히 기온이 낮은 겨울철 날씨에 시동이 걸리는 것도 훨씬 수월하게 된다.



2. LPG 자동차의 연료 분사 장치의 구분

LPG 자동차는 연료를 어떻게 분사하느냐에 따라 크게 2가지로 구분된다.

 ① LPLi (LPG 액상 분사 시스템, Liquid Phase LPG injection)

  현기차와 르노삼성에서 제조하는 LPG 자동차가 위의 시스템을 이용한다.
  이것은 가솔린처럼 액상의 연료를 다공 인젝터를 통하여 분사하는 방식으로 연료만 바뀌었을 뿐이지 맥락은 가솔린과 같기 때문에, 가령 가솔린 베이스 자동차를 LPG 시스템으로 만든다고 했을 때 훨씬 시간 및 인력의 손실을 줄일 수 있다. 하지만 보완해야 할 부분은 아이싱 (Icing) 이라는 것으로 액상의 LPG가 인젝터를 통하여 분사되자마자 기화가 되면서 주변의 열을 모두 끌어가는 결과 인젝터 끝단에 팥빙수 얼음 같이 수증기가 응결해버린다. 이렇게 생긴 아이싱은 인젝터의 구멍 (hole)을 막을 우려가 있는 것으로 상당히 중요한 보완 과제이며 많은 연구 중에 있다.

 

 ② LPGi (LPG injection)

  지엠대우에서 제조하는 LPG 자동차의 시스템이다.
  액상의 LPG 가스를 연료로 사용하는 것이기 때문에 기화기(Vaporizer)라는 하드웨어가 별도로 필요하다. 그리고 주변 온도가 낮은 겨울철이 기화가 용이한 여름철보다 기화기의 역할이 매우 중요해진다. 이 시스템은 기화된 LPG 가스가 인젝터를 통하여 분사되는 것이기 때문에 급가속을 한다거나 완전 가속 페달을 밟은 모드 (wide open throttle) 같은 경우에는 기화기가 미처 기화된 LPG를 제대로 공급을 못해줘서 액상의 LPG가 실린더 내로 유입될 수가 있다. 이렇게 되면 엔진이 부르르 떠는 현상 (엔진 부조화)이나 심하면 엔진 정지 (Engine stall)가 발생할 수도 있다. 하지만 요즘의 기화기는 성능이 좋아져서 거의 발생하지는 않는다.

3. LPG 자동차에 관한 상식

  ① LPG 스위치 : 법률로써 정해진 것으로 LPG 자동차 한 켠에는 'LPG'라고 써있는 스위치가 있다. 이것은 불의의 사고에 대비해 행여 LPG 탱크가 폭발하지 않도록 탱크 내 솔레노이드 밸브를 완전 잠구어 연료가 공급되는 것을 차단하는 기능을 한다. 그러니 주행 중에 호기심으로라도 스위치를 누르는 일은 절대 없어야 한다. 주행 중에 자동차가 멈추면 무슨 일이 발생할지 모른다.


  ② LPGi 시스템의 자동차의 경우 계기판에 2개의 램프가 있다.
  

 

  이것은 자동차 매뉴얼 #3 - 자동차 경고등에서도 간단히 언급을 했었는데, 초기 시동 시 LPG 가스를 가열시켜주는 동안 띄워주는 램프다. 쉽게 말하면 기화기가 열받고 있으니까 기다렸다가 꺼지면 시동을 걸라는 표시라고 보면 된다.

LPG Accel 
  영문자로 이렇게 쓰여진 램프는 위에서 이야기 한 것처럼 급격한 가속을 할 때나 추운 날씨에 시동을 걸고 바로 주행을 시작하면 액상의 LPG가 유입될 수 있으니 주의하라는 의미로 얼마 동안 램프가 점등된다.

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