[알기쉬운 자동차 이야기] EGR과 자동차 화재

안녕하세요 티노 입니다.

최근 BMW 화재사건과 관련된 많은 이슈사항이 있습니다.

BMW 코리아에서 처음에는 소비자 과실이다. 운전자의 운전패턴에 의해 발생하는 문제라고 했죠. 

그리고 520D 에서만 발생하는 문제점이며 문제 차종에 대해서는 점검 후 출고를 했습니다.

점검을 받고 출고한 차량에서 또 화재가 발생했고,

여기서 끝이 아니라 3시리즈, 7시리즈도 화재가 발생하게 되었습니다.

이 때부터 bmw는 디젤 차량의 문제점이라고 했으나, 가솔린 차량의 화재도 발생하게 된거죠.

결국 시민들이 나서서 원인 규명에 나섰고, 현재 국토교통부는 늑장대응으로 인해 다시 한번 도마에 오르게 된거죠.

<문제점 설명 중인 BMW 코리아 김효준 회장>

그렇다면 지금까지 나오는 있는 원인들에 대해 살펴 보겠습니다.

1. EGR 결함

EGR은 배기가스 질소산화물을 줄이기 위한 장치로서 BMW에서는 부품의 결함으로 인해 문제가 발생했다고 합니다.

앞서 포스팅 했듯이 EGR은 밸브가 열렸다 닫혔다 하면서 연소실로 들어가는 배출가스 재순환량을 조절하여 질소산화물을 저감하는 장치입니다. 

EGR의 작동량을 늘리면 질소산화물의 양은 줄지만 매연이 많이 배출되어 EGR 밸브 및 바이패스 밸브, EGR 파이프, 냉각기, 흡기관 등 매연 퇴적물들이 쌓이게 되면서 EGR의 밸브 작동 불량(고착)이 발생하고 냉각기 파손 등 여러가지 문제로 이어질 수 있습니다.

바이패스 밸브가 열린 상태로 고착되면 고온의 배기가스가 그대로 흡기관으로 다 들어가게 되고 흡기관 주변의 기름찌꺼기와 고온의 배기가스가 만나 불이 붙게 될수도 있습니다. 이렇게 발생한 불이 부품에 천공(구멍)을 만들고 엔진룸 전체로 불이 번지게 됩니다.

2. 제어 소프트웨어 문제

여기서 폭스바겐 이야기를 먼저 하고 가겠습니다.

EGR은 유로6라는 배기규제에 대응하기 위해 대부분의 디젤차량에 장착되는 부품입니다. 법규가 나라마다 다르기때문에 동일한 부품으로 소프트웨어의 로직만 조절하여 전 지역을 대응할 수 있죠. 그래서 효율적으로 인증에 대응하고 규제기준을 통과할 수 있는 장점이 있는데요, 이를 악용한게 폭스바겐의 '디젤게이트' 사건 입니다. EGR을 자주 사용하면 불완전 연소된 배기가스가 많이 배출되고 결국 DPF의 작동 주기를 줄이게 됩니다. 그래서 소프트 웨어 조작을 통해 실제 운행 조건에서는 EGR의 작동을 줄이고, 인증때는 정상작동하는 기능을 넣었다가 대학원생들에 의해 발견되게 된 사건 입니다.

 사실 저는 이 부분도 염두를 해야한다고 생각합니다. 유럽에 비해 한국에서 유독 화재 사건이 많이 발생하고 있기때문입니다.

 소프트웨어는 도시락통처럼 생각 UNIT CASE안의 작은 컴퓨터에 입력되는데요, 정확하고, 정상 작동 조건에서 거의 오류가 없는 장점이 있지만 고온, 다습, 고압에서는 제 기능을 못하는 경우가 많습니다. 쉽게 말해 평상시에 잘 작동하는 스마트폰이 덥고, 춥고, 습한곳에 가면 고장나는 이유랑 같다고 생각하면 됩니다.

 올해 여름 우리나라는 연일 기록을 갱신하며 폭염이 이어졌습니다. 차량 제조사들은 통계자료를 이용해 지역마다 적절한 범위의 내구를 가진 부품을 적용하는거죠. 동남아시아에 극저온에서 부품이 작동하는 윤활제를 넣을 필요없고, 중동에 판매될 차량에 방습, 방수 처리를 굳이 할 필요없듯이 아마도 BMW는 우리나라의 폭염을 고려하지 않았을 수도 있기때문입니다.

3. 운전자의 운전 패턴

올 여름 우리나라는 정말 덥고 습했습니다. 게다가 우리나라는 미국처럼 장거리 고속도로보다는 가다 서다를 반복하는 시내주행이 많습니다.

한국의 도로상황으로 인해 유럽보다 주행 속도가 낮고, EGR이 작동하는 빈도가 높습니다. 또한 폭염으로 인해 엔진룸의 온도가 올라가고 운전자는 에어컨을 지속적으로 사용하여 엔진의 부하가 올라가게 되겠죠. 결국 배기가스의 온도가 높아지고 다시 흡기구로 들어간 고온의 배기가스와 고온의 공기(저밀도, 큰 부피)가 만나 엔진 출력이 떨어졌고 운전자는 동일 속도를 내기 위해 엑셀을 더 밟게 되는거죠. 이로 인해 부품의 부하가 높아져 내구가 떨어졌을 수도 있습니다.

4. 과도한 원가 절감

앞서 말한 흡기관의 천공 문제가 원인이 될수 있죠.

과거에는 알루미늄, 스틸로 만들었지만 요즘 제조사들은 원가, 중량 절감을 위해 다양한 소재를 적용하고 있습니다. 실제로 플라스틱을 차체 및 스틸 브라켓을 대체하여 중량을 많이 줄이기도 했죠. 또한 스틸이나 알루미늄보다 성형 조건도 좋고 투자비도 적게 들어서 활용도가 높은 재질입니다. BMW에서도 처음에는 흡기관을 알루미늄을 적용했는데요, 아무리 내열 플라스틱이라도 알루미늄보다 내열성이 좋을 수는 없는거겠죠. 참고로 BMW가 제시하는 흡기관의 내열 온도는 240도 라고 합니다. 

 만약 다른 모든 부품의 문제가 있었지만 마지막 흡기관에 천공이 발생하지 않았다면 화재는 막았을수도 있겠다라고 생각하지만 BMW는 플라스틱 흡기관은 문제 없다고 하네요.

 그 이유는 240도까지 견딜수 있으며, 배기가스와 외부 공기가 만나면 온도가 많이 내려가기때문에 전혀 문제 없다는 논리인데요, 플라스틱의 열화현상을 안다면 저런 논리를 펴긴 어려울것 같네요^^

그래서 원인이 무엇일까?

이 질문에 대한 나의 대답은 "나도 모른다."입니다.

뭔 개소린가 싶을겁니다^^

음식에 어떤 재료가 들어갔는지, 알아내려는 사람과 숨기려는 사람 둘 중 누가 더 유리한 위치에 있을까요? 당연히 그 음식을 만들고 숨기려고 하는 사람이 유리하겠죠.

 차량 하나 개발하는데 최소 20개월~36개월 이상 걸립니다. 수천명이 매달려서 오랜 기간동안 개발하는 과정에서 수 많은 이슈사항이 있었을겁니다.

분명 BMW는 진짜 원인을 알고 있을것이고, 정말로 EGR이 원인일수도 있겠죠. 하지만 VW의 디젤게이트처럼 일반인이 밝힐수 없는 내용도 많이 있습니다.

다만, 우리가 원인을 알기 위해서는 제조사가 직접 차량의 결함을 증명해야합니다.

이 때, 화재가 발생한 차는 왜 발생했고, 발생하지 않는 차는 왜 발생하지 않았으며, 부품의 결함이 어떻게 발생한건지, 소프트웨어는 왜 오류가 있는건지 뉴턴의 운동법칙처럼 어떤 조건에서도 들어맞는 원인과 결과를 제시해야할 것이라고 생각합니다.