기중기운전기능사 엔진 구조와 기능 — 디젤기관의 연소를 읽는 법

연소실 구조는 직접분사식과 간접분사식으로 갈린다. 직접분사식은 연소실이 피스톤 머리 쪽에 형성되어 구조가 간단하고 열손실이 적어 열효율과 연비가 높으며, 예열 플러그가 없어도 냉간 시동이 비교적 쉽다. 대신 연료를 아주 잘게 터뜨려야 하므로 분사 압력이 높아야 하고, 분사 계통의 정밀도가 높아 불순물이 많거나 품질이 낮은 연료에는 민감하다. 예연소실식이나 와류실식 같은 부실식은 구조가 복잡하고 열손실이 커 연비가 낮지만, 연소가 완만해 저질 연료도 비교적 잘 태운다. 따라서 「분사 압력이 낮다」거나 「저질 연료를 쓸 수 있다」는 설명은 직접분사식의 장점이 아니다.

출력은 실린더 안에서 결정된다. 실린더 압력이 낮거나, 노킹이 생기거나, 연료 분사량이 적으면 연소 효율이 떨어져 출력이 줄어든다. 클러치는 엔진이 만든 동력을 바퀴와 작업 장치로 넘기는 장치이므로, 고장 나면 전달 효율이 떨어질 뿐 엔진 자체의 출력을 낮추는 직접 원인은 아니다. 디젤기관은 압축 착화 방식이어서 점화플러그가 없으므로, 플러그 간극 문제는 디젤의 출력 저하 원인이 될 수 없다.

디젤 노킹은 착화지연이 길어져 연소실에 연료가 쌓였다가 한꺼번에 폭발할 때 생긴다. 막으려면 착화를 앞당겨야 한다. 흡기 압력과 온도를 높이고, 실린더 벽 온도를 높이고, 착화성이 좋은 연료를 쓴다. 세탄가가 높은 연료는 착화가 빨라 노킹이 줄어든다. 반대로 실린더 벽 온도를 낮추거나 연료의 착화온도를 높이면 착화지연이 더 길어져 노킹이 심해진다. 가솔린기관이 고온에서 노킹이 생겨 냉각이 중요한 것과 방향이 반대다.

연료 계통의 부속도 역할이 정해져 있다. 연료 여과기에 붙은 오버플로우밸브는 여과기 안에 섞인 공기를 빼고, 압력이 지나치게 높아지면 연료를 탱크로 되돌려 압력을 낮추며, 펌프 소음을 줄이고 필터를 보호한다. 분사펌프의 압송 압력을 높이는 기능은 없다. 시동이 걸리지 않는 까닭도 압축과 연료 쪽에서 찾는다. 압축압력이 낮거나 연료가 부족하거나 분사펌프가 고장 나거나 공기가 유입되면 시동이 어렵다. 압축압력이 높은 것은 정상 조건이지 시동 불량의 원인이 아니다.