개념 한 쪽
자동차정비기능사 점화장치 관련 부품 조정 — 단위와 조건을 맞춰 계산하기
부품 조정은 값의 단위와 작동 조건을 맞추는 일이다. 압력은 환산 계수로 바꾸고, 인젝터는 전기 신호로 열리고 닫힌다. 분사 방식에 따라 압력 범위가 달라지고, 연소의 지연과 열효율은 계산으로 확인한다. 마력과 급유 방식도 조건을 먼저 읽어야 한다.
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뜻
압력 단위는 환산 계수로 바꾼다. 1psi는 약 0.0703kgf/cm²이므로 170psi는 170 × 0.0703으로 계산해 약 12kgf/cm²가 된다. 이 계수를 곱하는 방식이 단위 변환의 기본이다.
인젝터의 고장은 연료 공급의 불균형으로 나타난다. 분사량이 과다하거나 과소해지면 연료소모가 늘고 가속력이 줄며 공회전이 부조해진다. 연소 효율이 떨어지므로 출력은 감소한다. 출력이 증가한다는 현상은 인젝터 고장과 정반대이므로 가장 거리가 멀다.
인젝터를 움직이는 것은 전기 신호다. 전자제어 연료분사 장치에서 니들밸브의 개폐는 전자제어장치가 내보내는 분사 신호, 곧 전류 펄스에 의해 직접 제어된다. 연료 압력은 분사가 이루어지는 공급 조건이고, 각종 센서 신호는 제어장치가 받아들이는 입력 데이터다.
밸브 간극을 자동으로 조절하는 부품도 동력원을 구분한다. 유압식 밸브 리프터는 엔진 윤활장치의 오일펌프가 보내는 오일 압력을 이용해 밸브 간극을 자동으로 0으로 유지한다. 흡기 진공이나 배기압을 쓰지 않고 별도의 유압펌프도 필요 없다.
디젤의 분사 압력은 분사 방식에 따라 다르다. 예연소실식은 간접 분사 방식이라 분사 압력이 100~120kgf/cm² 범위로 낮다. 직접 분사 방식은 이보다 높은 압력을 필요로 하므로 같은 범위로 보지 않는다.
착화 지연은 노크와 연결해 읽는다. 착화 지연 기간은 연료를 분사한 뒤 불이 붙을 때까지의 시간이다. 이 기간이 길어지면 실린더 안에 미연소 연료가 많이 쌓이고, 이후 급격히 연소하면서 압력 상승률이 커져 디젤 노크가 생긴다. 지연 기간은 연료의 세탄가와 온도에도 민감하게 반응한다.
열효율은 두 단계로 계산한다. 냉각수 손실 35%와 배기·복사 손실 25%를 더하면 60%이므로, 나머지 40%가 지시열효율이다. 제동열효율은 지시열효율에 기계효율을 곱하는 값이므로 40% × 0.9 = 36%가 된다. 지시열효율과 기계효율의 관계를 B = I × M으로 기억한다.
마력은 행정과 단위를 맞춰 계산한다. 4행정 디젤 기관에서 실린더 직경 100mm, 행정 120mm, 6기통, 1200rpm, 지시평균유효압력 8kgf/cm²이면 지시마력은 약 60.3PS다. 실린더 면적은 π/4 × D²로 구하고, 4행정은 회전수를 2로 나누어 대입하며, 단위를 cm로 통일해야 계산이 맞는다.
급유 방식은 장점과 단점을 나눈다. 전 압송식 급유는 오일량을 절감하고 고압을 유지하며 균일하게 공급하는 장점이 있다. 그러나 배유관이 고장 나면 급유가 차단되므로 이것은 장점이 아니라 단점이다.
연료가 갖추어야 할 특성도 물성으로 판단한다. 발열량이 크고 기화가 쉬우며 취급이 쉬워야 한다. 점도가 크면 이송과 무화가 어려워지므로 자동차 기관용 연료의 특성으로 적합하지 않다.
예제
선지 판단은 환산 계수와 작동 조건을 맞추는 방식이다. 170psi는 0.0703을 곱해 약 12kgf/cm²다. 인젝터 고장은 출력 감소로 이어지므로 출력 증가는 거리가 멀다. 인젝터는 전자제어장치의 전류 펄스로 열리고, 유압식 밸브 리프터는 윤활장치의 오일 압력을 쓴다. 예연소실식은 100~120kgf/cm²의 낮은 압력이고, 착화 지연이 길면 노크가 생긴다. 제동열효율은 40% × 0.9 = 36%다. 4행정 6기통 조건의 지시마력은 약 60.3PS이고, 전 압송식은 배유관 고장 시 급유가 끊기는 것이 단점이다. 점도가 큰 연료는 이송과 무화에 불리하다.
자주 묻는 물음
- 압력 단위와 인젝터 작동은 무엇으로 확인하나요?
- 1psi는 약 0.0703kgf/cm²이므로 170psi는 약 12kgf/cm²입니다. 인젝터의 니들밸브는 전자제어장치가 내보내는 전류 펄스로 개폐됩니다. 연료 압력은 공급 조건이고 센서 신호는 제어장치의 입력입니다.
- 분사 방식과 착화 지연은 어떻게 다른가요?
- 예연소실식은 간접 분사라 100~120kgf/cm²의 낮은 압력을 씁니다. 착화 지연이 길어지면 미연소 연료가 쌓였다가 급격히 연소해 압력 상승률이 커지고 디젤 노크가 생깁니다. 지연은 연료의 세탄가와 온도에 민감합니다.
- 열효율과 마력은 어떤 순서로 계산하나요?
- 열손실 35%와 25%를 빼면 지시열효율 40%이고, 여기에 기계효율 0.9를 곱해 제동열효율 36%를 구합니다. 지시마력은 실린더 면적 π/4 × D², 4행정의 N/2, cm 단위 통일을 지켜 계산하며 조건에 따라 약 60.3PS가 됩니다.
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