공기과잉율(λ), 람다 윈도우(λ-window), 람다 컨트롤 (λ-control)

 - 공기과잉률(λ): 엔진에 공급되는 공기와 연료의 질량비를 공연비라고 하고, 실제 운전에서 흡입된 공기량을 이론상 완전 연소에 필요한 공기량으로 나눈 값을 "공기과잉률"이라고 한다. 이론공연비(휘발유의 경우 14.7:1)의 경우 공기과잉률 λ=1이다.

  공기과잉률이 1보다 크면 희박혼합기(Lean Burn)을 의미하며, 공기과잉률이 1보다 작으면 농후한 상태를 의미한다. 

- 람다 윈도우(λ-Window)와 람다 컨트롤(λ-Control): 3원 촉매를 사용하여 배출가스 3가지 주요 유해 가스인 CO, HC, NOx를 동시에 높은 정화율로 유지하기 위해서 공연비를 이론공연비 부근의 좁은 영역으로 계속적으로 제어를 해야한다. 이 좁은 영역을 람다 윈도우 라고 한다. 

  아래 그림과 같이 정화효율은 농후할 수록 HC와 CO의 정화율은 떨어지며, 희박할 수록 NOx의 정화율은 급격히 떨어지게 된다. 따라서 세 배출가스가 높은 효율(99% 이상)로 동시에 정화될 수 있도록 공연비를 이론공연비 부근으로 지속적으로 제어해야 한다. 이를 람다 컨트롤 이라고 한다.

 

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관련 문항: (차량기술사 2022년 126회차 2교시 1번 문제)

가솔린엔진에서 공기과잉율(λ)을 정의하고, 람다 윈도우(λ-window)와 람다 컨트롤 (λ-control)에 대해 설명하시오.