롤러운전기능사 냉각장치 구조와 기능 — 열 관리와 노킹·압축·진동

노킹은 연소가 급격하게 일어나 충격음과 온도 상승을 만드는 현상이다. 기관에는 손상을 입히고 출력은 떨어뜨리지만, 회전수를 높이는 방향으로 작용하지는 않는다. 그래서 노킹의 영향으로 온도 상승, 손상, 출력 저하를 고르면 맞고, 회전수 상승을 고르면 틀리다. 노킹은 회전수가 낮을 때 생기는 현상이며, 회전수 상승 자체를 노킹의 원인으로 보지 않는다.

노킹을 줄이려면 착화지연을 줄여야 한다. 착화성이 좋은 연료를 쓰고, 압축비를 높여 착화지연을 줄이며, 연소실 벽 온도를 높이고, 착화기간 중 분사량을 적게 하는 것이 방지책이다. 반대로 압축비를 낮추면 착화지연이 길어져 노킹을 조장하므로 방지책이 될 수 없다. 세탄가가 높은 연료를 쓰는 것도 착화성을 높여 착화지연을 줄이는 방향이다.

압축압력이 떨어지는 가장 큰 원인은 피스톤 링의 마모다. 링이 마모되면 실린더 밀폐성이 나빠져 압축가스가 새고, 블로바이가 생겨 압력이 떨어진다. 피스톤과 실린더 사이의 간극이 클 때도 같은 결과가 나타난다. 연소가스가 실린더 밖으로 새는 블로바이 때문에 압축력이 떨어지고, 출력 증가나 회전수 상승으로 이어지지 않는다.

실화가 일어나면 연소가 실린더마다 고르지 못해 폭발력에 편차가 생기고, 엔진 회전이 불균일해진다. 출력은 늘지 않고, 미연소 연료 때문에 소비는 늘며, 불완전 연소로 배기 온도가 올라 과열 쪽으로 갈 수 있다. 진동은 연소와 기계 상태의 불균형에서 생긴다. 중량 차이, 마모 차이, 분사 불균형은 기계적 불균형을 만들어 진동을 키우지만, 실린더 수가 많으면 폭발 간격이 짧아지고 회전력이 평준화되어 진동은 오히려 줄어든다. 인젝터 간 분사량이 일정하지 않거나 실린더별 분사량에 차이가 있으면 폭발력이 달라져 부조와 폭발음 차이, 크랭크축 회전의 불균일과 진동으로 나타난다.

부품의 정체도 함께 구분한다. 인젝션펌프는 연료를 고압으로 보내 분사시기와 분사량을 정밀하게 제어하는 디젤기관 고유의 장치다. 가솔린기관은 저압 연료펌프를 쓰는 것으로 구분하므로, 인젝션펌프를 디젤의 고유 장치로 본다. 연료펌프와 오일펌프는 두 기관에 모두 있고, 인젝터는 디젤만의 부품이라고 단정할 수 없다. 공기청정기는 흡기의 이물질을 막아 피스톤과 실린더 벽의 마모를 늦추는 부품이다. 필터가 막히면 공기량이 모자라 불완전 연소가 생겨 검은 연기가 나고 출력이 떨어지지만, 마모와 관계없다는 설명은 틀리다.