연료소비율 측정

자동차 성능시험

3. 연료소비율 측정 [measurement of fuel consumption]

이번시간엔 앞서 알아본 ‘자동차 성능시험의 출력측정’에 이어 ‘연비측정’에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

내연기관의 연료소비율은 일반적으로 동력계 상에서 측정한다. 따라서 단위시간에 단위출력 당 기관이 소비한 연료량을 체적 또는 중량으로 표시한다. 그러나 자동차의 경우는 일반적으로 주행거리 100km 당 소비량으로 표시한다.

자동차 연료소비율은 자동차의 용도, 배기량, 화물적재상태, 주행조건, 주행속도 등에 따라 차이가 많다. 따라서 일정한 조건하에서 연료소비율을 측정한다.

KS의 표준규격 KSR에 따르면 평탄한 직선, 포장도로에서 정속도로 왕복운전하면서 측정하도록 규정하고 있다. 또 시험연료는 KS의 KSM(자동차용 휘발유)에 규정된 것과 상응하는 것으로 하고, 시험구간은 보통 500~2000m이고, 변속기 기어는 톱기어(top gear), 주행속도는 가능한 한 고속에서 시험한다.

그러나 모드운전 할 때에는 공차상태의 자동차에 2인(130kgf)이 승차한 자동차를 새시동력계에서 모드 운전하여 연료소비율을 측정한다.

1) 승용자동차의 연료소비율

• 독일 공업규격: DIN에서 발췌(참고사이트: 독일표준협회)

승용자동차의 연료소비율은 다음 3가지 방법으로 측정한다.

① 섀시동력계상에서 모드 운전하여 측정한다.(사이클 운전)

② 일반도로에서 90km/h로 정속운전하면서 측정한다.(50% 적재상태)

③ 고속도로에서 120km/h로 정속운전하면서 측정한다.(50% 적재상태)

그리고 연료소비율의 단위는 [ℓ/100km]이고, 표시는 ① × ② × ③으로 한다. 예를 들면 모드운전할 때 연료소비량이 14.2ℓ/100km, 90km/h 정속 운전할 때 9.5ℓ/100km, 120km/h 정속 운전할 때 11.5ℓ/100km이면, 연료소비율은 “14.2 × 9.5 × 11.5”로 표기된다.

<이미지 출처: 네이버>

<이미지 출처: 네이버>

2) 승용자동차 이외의 자동차의 연료소비율

• (참고) 독일 공업규격: DIN에서 발췌(참고사이트: 독일표준협회)

버스와 화물자동차, 그리고 2륜 자동차의 경우에는 비교적 장거리(약 10km)를 왕복주행하면서 측정한다. 이때 실제 상황을 반영시키기 위하여, 측정한 연료소비량의 약 10%(계수 1.1) 정도를 추가한 양을 기준으로 연료소비율을 구한다. 추후 검정측정 시에도 피할 수 없는 상황을 고려하기 위한 오차로 ＋5%까지는 인정한다.

3) 내연기관 자동차 연료소비율 측정방법

현재 내연기관 자동차 연료소비율 측정방법은 수십년간 세계적으로 ‘탄소균형법’을 사용해 왔으며 앞으로도 지속될 전망입니다. 국내 연료소비율 시험은 국토해양부의 ‘자동차안전기준에 관한 규칙’과 지식경제부고시 ‘자동차의 에너지소비효율 및 등급표시에 관한 규정’에 의해서 행하여지고 있습니다. 측정방법은, 항온항습을 유지한 시험실내에서, 도로저항을 구현해 주는 차대동력계, 시험모드를 운전자가 볼 수 있는 운전자 보조 장치, 배출가스분석기 등을 사용하여 차대동력계 상에 위치한 시험차량이 연비측정모드(FTP-75)를 추적하여 주행할 때에 배출되는 CO2, CO, THC, NOx, PM 등의 배출가스를 측정하고 이중 탄소성분을 함유한 CO2, CO, THC의 단위 주행거리당 배출량(g/km)을 탄소균형법에 의해 산출해왔습니다.

 <이미지 출처: 네이버>

그러나, “소비자의 연비 체감수준”과 “자동차 업계의 기술수준”을 반영할 수 있도록 자동차 연비표시 방식이 전면 개편되면서 실제 주행여건을 최대한 반영할 수 있도록 미국과 유사한 새로운 연비표시 방식이 도입됐습니다. 기존 시내에서만 측정했던 연비를 시내(FTP-75)와 고속도로 모드(HWFET)에서 각각 측정하고 측정된 연비를 다섯가지 실주행여건(5-Cycle, 주행축적거리 3,000km 이상)을 고려하여 만든 보정식에 대입하여 최종연비를 표시하도록 하고 있습니다.

 <표 출처: 네이버>

5-cycle 보정식은 다섯가지(①시내, ②고속도로, ③고속 및 급가속, ④에어컨 가동, ⑤외부저온조건 주행) 항목이 반영된 측정결과를 도출할 수 있는 환산 방식이며 아래와 같이 각 호의 산식에 의하여 복합모드 연료소비율을 산출합니다.

 <공식 출처: 네이버>

2013년도에 국가표준은 폐지하고 제작사 자체적으로 추진하는 성능시험이다.

이상으로 ‘자동차 성능시험의 연비측정‘에 대하여 알아봤습니다. 다음 시간엔 이어서 ‘자동차 성능시험의 브레이크와 가속시험’에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 오늘 알아본 자동차의 성능시험 연비측정이 여러분들의 자동차관리에 도움 되어 안전운전으로 쾌적한 자동차 생활이 되시기 바랍니다.

참고 법령

자동차 및 자동차부품의 성능과 기준에 관한 규칙

http://www.law.go.kr/lsInfoP.do?lsiSeq=190982#0000