엄격한 배출량 감축 목표를 달성하기 위해서는 다양한 파워트레인 기술이 필요하기 때문에 자동차 제조업체들은 대체 연료에 주목하고 있다. 델파이의 DI-CNG 프로그램이 업계의 관심을 사로잡았다.

델파이 직접분사식 CNG(DI-CNG) 인젝션 기술은 저속에서 뛰어난 엔진 토크를 유지하면서도 GDi(가솔린 직접분사 시스템) 대비 이산화탄소 배출량을 25%까지 줄이며 입자성물질(PM)을 거의 배출하지 않는다. 

자동차 배출가스 규제량이 유럽에서는 2021년까지 95g CO₂/km, 미국에서는 2025년까지 54.5 MPG로 감소될 예정인 가운데, 자동차 업계는 이에 대한 압박을 느끼고 있다. 엄격한 배출량 감축 목표를 달성하기 위해서는 다양한 파워트레인 기술이 필요하기 때문에 자동차 제조업체들은 대체 연료에 주목하고 있다. 이러한 상황에서 델파이의 DI-CNG 프로그램이 업계의 관심을 사로잡았다.
 

천연가스는 탄소 배출량이 적고 연소 시 유독 물질 배출이 적어 탄화수소(HC), 일산화탄소, 질소산화물(NOx), PM을 크게 감소시킬 수 있다. 또한 거름까지 포함해 매우 다양한 재생가능 에너지원을 통해 만들어지는 바이오메탄도 천연가스와 호환이 가능하다. 따라서 바이오메탄은 well-to-wheel(유전부에서 자동차까지) 배출량을 더욱 감소시킬 수 있으며 화석 CNG 연료를 흥미로운 대체연료이자 지속가능한 연료 옵션으로 만들어 줄 수 있다. 
 

오늘날 천연가스자동차(NGV)는 모두 전통적인 포트 분사식(PFI) 시스템을 갖추고 있는데, 이는 강력한 기능성을 제공하지만 현대적인 가솔린 직접분사식(GDi) 엔진과 비교하면 저속 토크에서 손실이 발생한다. 이러한 손실은 엔진 성능과 운전성 측면 모두에서 고객에게 분명하게 드러난다. CNG가 매력적인 옵션이기는 하지만, 연료 주입 방식 업그레이드를 통해 고객 수용도와 NGV 엔진 성능을 향상시키는 것이 시급하다. 

델파이의 직접분사식 CNG 시스템은 이러한 문제를 해결했다. 이 시스템은 GDi와 비슷한 수준의 엔진 성능에 도달하기 위해 PFI CNG보다 훨씬 더 나은 성능을 제공한다. 또한 DI-CNG 자동차는 자동차 관련 비용을 낮추고 유효 CNG 범위를 증가시켜 줄 것이다. 

DI-CNG는 GDi 대비 이산화탄소 배출량을 25%까지 감소시켜줄 수 있고, PM 배출도 99% 이상 감소시키는 데 기여할 수 있다. 가솔린엔진과 비슷하게 촉매 변환은 매우 효율적으로 탄화수소와 질소산화물 배출량을 감소시킬 수 있도록 해준다. 운전자는 저속에서 더 높은 토크를 기대할 수 있는데, 즉 현재의 PFI CNG 기술보다 더 빠른 가속이 가능하다는 의미이다. 
 

델파이 파워트레인 시스템의 엔지니어링 부사장 마틴 버스코어는 “우리는 대체 연료로서의 CNG에 대해 큰 확신을 가지고 있습니다. 특히, 입자성물질 배출량이 적고 온실가스 배출을 감소시키는 동시에 운전자에게 개선된 성능을 제공한다는 일거양득의 장점이 있기 때문”이라며 “유럽연합의 환경과 기후변화에 대한 행동을 위한 연구 및 혁신 재정지원 기구인 LIFE와 Horizon2020 GasOn 프로그램이 우리의 DI-CNG 프로그램을 지원해주고 있다는 점은 이 기술의 잠재력을 보여주는 증거”라고 말했다.  

AEM_Automotive Electronics Magazine