연료절감장치

연료절약기기는 애프터마켓에서 판매되며, 연료절약기기는 연비, 배기가스 배출을 개선하거나 자동차의 점화, 공기흐름 또는 연료흐름을 어떤 식으로든 최적화할 수 있다고 주장한다. 이러한 기기를 정당화하기 어려운 클레임으로 판매한 초기 예는 캐나다 발명가 찰스 넬슨 포그가 디자인한 200mpg_‑US(1.2L/100km)의 카뷰레터다.

미국 EPA는 자동차 정보 및 비용 절감법 제511조에 의해 이러한 장치의 많은 부분을 테스트하고 그 유효성에 대한 공개 보고서를 제공하도록 요구되고 있다. 기관은 대부분의 장치가 강제 유도, 물 주입(엔진), 중간 냉각 및 기타 연비 장치와 달리 측정 가능한 수준으로 연비를 개선하지 않는다는 것을 발견하였다. 오랫동안 증명된 것.^[1] Popular Mechanics 매거진에 의한 테스트는 또한 입증되지 않은 유형의 장치들이 연료 소비나 전력에서 측정 가능한 개선을 제공하지 않는다는 것을 발견했고, 어떤 경우에는 실제로 전력과 연비를 모두 감소시킨다.^[2]

미국 자동차 협회나 소비자 보고서와 같이 일반적으로 평판이 좋다고 여겨지는 다른 기관들도 같은 결과를 가지고 연구를 수행했다.^[3][4]

비효율적인 연료 절약 장치가 인기 있는 한 가지 이유는 차량의 연비에서 작은 변화를 정확하게 측정하기가 어렵기 때문이다. 이는 정상적인 주행 조건에서 차량의 연료 소비량 차이가 높기 때문이다. 선택적 인식과 확인 편향으로 인해 기기 구매자는 실제로 존재하지 않는 곳에서 개선을 인지할 수 있다. 또한 관찰자 기대 효과는 사용자가 무의식적으로 운전 습관을 바꿀 수 있다. 이러한 편향은 개인의 편향에 따라 시험한 기기에 양수 또는 음수일 수 있다. 이러한 이유로 규제 기관은 차량 연료 소비량의 일관되고 정확한 테스트를 위해 표준화된 주행 사이클을 개발했다.^[5] 장치 장착 후 연비가 개선되는 경우 대개 설치의 일부로 수행되는 튜닝 절차 때문이다.^[6] 배전기 점화장치가 있는 구형 시스템의 경우, 장치 제조업체는 제조자가 권장하는 시간 전진을 명시할 수 있는데, 이 시간 전진을 그 자체로 연비를 높이면서 일부 연소 제품의 배출을 잠재적으로 증가시킬 수 있으며 엔진 손상의 위험이 있다.^[5]

장치 유형

액세서리 드라이브 수정

액세서리 구동 시스템을 개조하면 연비와 성능을 어느 정도 높일 수 있다.^[7] 언더드라이브 풀리는 부속기기로 끌 수 있는 엔진 출력의 양을 수정한다. (예를 들어 파워 스티어링 펌프가 아닌) 교류발전기 또는 에어컨 컴프레서의 구동 시스템을 이러한 방식으로 변경하면 차량 사용성에 해가 될 수 있지만(예: 배터리를 완전히 충전하지 않음) 안전을 손상시키지 않는다.^[8]

연료&오일첨가물

차량 연료에 추가하기 위해 판매되는 화합물에는 주석, 마그네슘 및 백금 등이 포함될 수 있다. 이것들의 주장된 목적은 일반적으로 연료의 에너지 밀도를 향상시키는 것이다.^{[citation needed]} 엔진 오일에 추가하기 위한 첨가물은, 때로는 "엔진 처리"로 판매되기도 하며, 테플론, 아연 또는 염소 화합물을 함유하고 있다.^{[9][10][11][12][13][14]}

자석

차량의 연료 라인에 부착된 자석은 연료 분자를 정렬시켜 연비를 개선한다고 주장되어 왔지만, 모터 연료는 비극성이기 때문에 연료에 대한 그러한 정렬이나 다른 자석 효과는 불가능하다. 시험했을 때, 일반적인 자석 장치는 차량 성능이나 경제성에 영향을 주지 않았다.^[2]

증기 장치

액체연료가 증기로 전환되는 방식을 바꿔 효율을 높인다는 주장도 있다. 여기에는 연료 히터와 흡기 매니폴드의 난류를 증가시키거나 감소시키는 장치가 포함된다. 이러한 원칙은 엔진 설계에 이미 적용되었기 때문에 표준 차량에서는 작동하지 않는다.^[15] 그러나 이 방법은 식물성 기름 전환과 유사한 중유 엔진을 가동하는 데 필수적이다.^[16]

공기 블리딩 장치

카뷰레터 이전에 소량의 공기를 연료 라인으로 배출하는 장치가 판매되었다. 결과적으로 엔진이 약간 기울어지기 때문에 연비가 개선될 수 있다. 그러나 제조자가 의도한 것보다 더 희박하게 작동하면 과열, 피스톤 손상, 최대 전력 손실 및 배기 가스 불량(예: 연소 온도가 높아 NOx가 증가하거나 실화가 발생할 경우 탄화수소 배출량이 증가한다)이 발생할 수 있다.

전자기기

어떤 전자 장치들은 연료 절약기로 판매된다. 예를 들어 Fuel Doctor FD-47은 차량의 담배 라이터에 연결되고 여러 개의 LED를 표시한다. '차량 전기시스템 전원조절'^[17]을 통해 차량 연비를 최대 25%까지 높인다고 주장하지만, 컨슈머리포트는 별도 차량 10대를 대상으로 한 시험에서 경제성이나 전력의 차이가 전혀 없다는 것을 감지해 장치가 조명만 한 것으로 드러났다.^[18] 자동차·드라이버 매거진은 이 장치에 'LED 조명을 위한 단순한 회로판'^[19]만 들어 있다는 사실을 발견했고, 분해와 회로 분석도 같은 결론에 도달했다.^[20] 제조사는 이 장치가 아무런 영향도 미치지 않는다는 주장에 대해 이의를 제기하고 소비자 보고서 시험 절차의 변경을 제안했는데,^[21] 이 절차를 시행할 경우 결과에 아무런 차이가 없었다.^[22]

'전자식'으로 설명되는 또 다른 장치는 '전자식 엔진 이오나이저 연료 절약기'이다. 이 장치를 시험한 결과 동력 상실과 엔진실 화재가 발생했다.^[2]

차량 엔진이 정부가 부과한 배기관 배기 가스 매개 변수 밖에서 작동할 수 있도록 하여 작동하는 진정으로 유용한 '배출 제어 장치'도 있다. 이러한 정부 표준은 공장 엔진이 가장 효율적인 작동 범위 밖에서 작동하도록 강제한다. 보다 효율적으로 작동하도록 엔진 컨트롤 유닛을 재프로그래밍하거나 ECU의 작동에 영향을 미치는 센서를 수정하거나 '시뮬레이션'하여 보다 효율적으로 작동하도록 한다.^[23] 산소 센서 시뮬레이터를 통해 연료 경제성을 감소시키는 촉매변환기를 제거할 수 있다.^[24] 그러한 기기는 "오프로드 전용"으로 판매되는 경우가 많다.^[24]

열역학적 효율

대부분의 기기가 요청된 개선사항을 생산할 수 없는 이유는 열역학에서 찾을 수 있다. 이 공식은 가솔린 엔진의 이론적 효율을 나타낸다.^[25]

${\displaystyle \eta =1-{1 \over r_{v}^{\\property -1}$

여기서 η은 효율이고, r은_v 압축비, γ은 실린더 가스의 특정 가열 비율이다.

마찰이 없고 완벽한 절연, 완벽한 연소, 10:1의 압축비, 1.27(휘발유-공기 연소의 경우)의 이상적인 엔진을 가정하면 엔진의 이론 효율은 46%가 될 것이다.

예를 들어 압축비가 10:1인 20%의 효율적 엔진으로 일반적으로 미국 갤런당 20마일(12L/100km)을 얻는다면 100mpg_‑US(2.4L/100km)이라고 주장하는 카뷰레터는 효율을 5배, 100%로 높여야 한다. 이것은 분명히 이론적으로나 실제적으로 가능한 것을 넘어선다. 어떤 차량에 대해서도 300 mpg_‑US(0.78 L/100 km)의 유사한 요구는 300% 효율의 엔진(이 경우, 이 경우)이 필요하며 이는 열역학 제1법을 위반하는 것이다.

100 mpg_‑US(2.4 L/100 km)를 달성할 수 있는 매우 효율적인 차량 설계(2.4 L/100 km)는 엔진 효율이 현저히 높지는 않지만, 대신 공기역학 개선, 차량 중량 감소, 제동 중 열로 방출되는 에너지 사용에 초점을 맞춘다.

도시전설

100mpg_‑US(2.4L/100km) 또는 200mpg_‑US(1.2L/100km)의 카뷰레터를 만드는 발명가에 관한 도시[26] 전설이 있지만, 주요 자동차 제조업체를 위해 시범을 보인 후 발명가는 신비롭게 사라진다. 이 이야기의 일부 버전에서 그는 정부에 의해 살해되었다고 주장되고 있다. 이 소설은 1930년 캐나다인 찰스 넬슨 포그(Charles Nelson Pogue)가 이 같은 장치를 신청하고,^[27] 그 뒤를 이어 다른 사람들이 소송을 제기하면서 시작된 것으로 생각된다.^[28][29]

미신 버스터스

미국의 인기 텔레비전 쇼인 '미신 버스터즈'는 통제된 상황에서 가솔린과 디젤 연료 주입 자동차를 사용하는 몇몇 연료 절약 장치를 조사했다.^[30] 연료 분자를 정렬시켜 연료 분자가 더 잘 연소되도록 하는 연료 라인 자석을 검사한 결과 연료 소비량에 아무런 차이가 없는 것으로 밝혀졌다. 가솔린에 아세톤을 첨가하면 연료계통의 플라스틱 부품을 손상시키지 않고 휘발유를 더 완전하게 연소시켜 효율을 향상시킨다는 잘못된^[31] 관념을 시험했고, 연료계통에 뚜렷한 손상은 없었지만 실제로 차량의 연비가 악화되었다.

이 쇼는 현재 수소 가스의 고비용과 저장난으로 광범위한 채택이 금지되고 있지만, 카뷰레터형 가솔린 엔진을 장착한 자동차가 수소 가스만으로 달릴 수 있다는 가설을 시험했다. 그들은 또한 자동차에 전기분해로 동력을 공급하기에 충분한 수소를 생산하는 장치를 실험했다. 일부 수소가 생산됐지만 몇 초라도 자동차를 운행하는 데 필요한 양에 비하면 그 양은 미미했다.

이 쇼는 또한 카뷰레터를 시험했는데, 제조사에 따르면, 연료 효율이 미국 갤런 당 300마일(0.78 L/100 km)까지 향상될 수 있다고 한다. 하지만, 이 장치는 실제로 자동차의 연료 효율을 떨어뜨렸다. 또 경유차가 엔진 손상 여부를 확인하지는 않았지만 중고 식용유를 이용해 달릴 수 있다고 판단했다.

이 쇼는 EPA가 시험한 104개의 연비 장치 중 효율이 개선된 장치는 7개에 불과했고, 그 후에도 개선률이 결코 6%를 넘지 않았다고 지적했다. 이 쇼는 또한 만약 그들이 테스트한 장치들 중 어떤 것이라도 실제로 그들이 작동해야 하는 정도까지 작동한다면, 그 에피소드는 텔레비전의 가장 전설적인 시간 중 하나가 되었을 것이라고 언급했다.

참고 항목

• 영구 운동 기계의 역사
• 기업평균연비
• 배출기준
• 자기수처리

참조

외부 링크

• "Fuel saving - a professional engineer's view". fuelsaving.info. December 10, 2005. Archived from the original on December 10, 2005. Retrieved May 12, 2014. 에 대한 사례 연구를 포함하여
• 연료 절약 장치에 대한 FCIC 경고