롤러운전기능사 흡·배기장치 구조와 기능 — 터보차저와 공기청정기

터보차저는 배기가스의 에너지로 터빈을 돌리고, 그 힘으로 흡입공기를 압축해 실린더에 밀어 넣는 장치다. 공기를 압축하면 같은 부피에 더 많은 공기가 들어가 연소에 쓸 산소가 늘고, 그만큼 출력이 커진다. 이것을 과급이라 하며, 터보차저를 다는 목적은 결국 실린더 안의 공기량을 늘려 기관 출력을 높이는 것이다. 냉각수 유량을 조절하는 것은 서모스탯, 회전수를 조절하는 것은 거버너, 윤활유 온도를 조절하는 것은 오일쿨러의 일이므로 터보차저의 기능과 섞지 않는다. 엔진 동력으로 직접 공기를 압축하는 슈퍼차저와 달리 터보차저는 배기가스를 동력원으로 쓴다.

공기청정기는 흡기 계통으로 들어오는 먼지와 이물질을 걸러 실린더 안으로 보내지 않는다. 그래서 피스톤과 실린더 벽의 마모를 줄이는 것이 기본 기능이다. 필터가 막히면 공기 흐름이 나빠져 불완전 연소가 생기고 출력이 떨어지거나 검은 연기가 나지만, 마모와 관계가 없다는 설명은 성립하지 않는다. 청정과 마멸 방지가 이 부품의 존재 이유다.

연소가 잘 되려면 공기와 연료의 균형이 맞아야 한다. 실화는 연소가 실패하는 현상이므로 출력이 불균형해지고 기관 회전이 고르지 못한 부조가 생긴다. 출력이 늘거나 연비가 좋아지는 쪽으로 나타나지 않는다. 연료 라인에 공기가 들어와도 분사가 불규칙해져 부조가 생기고, 작업 중 기관이 꺼지는 원인은 연료 공급이 끊기는 연료 공급펌프 고장 쪽에서 찾는다. 가속페달 해체는 출력 문제, 프라이밍 펌프는 보조 장치, 기동모터는 시동 전용이므로 작동 중 정지의 원인으로 보기 어렵다.

열효율은 넣어 준 열에너지 가운데 실제로 유효한 일로 바뀐 비율이다. 같은 연료로 더 큰 출력을 얻으면 열효율이 높다고 본다. 불완전 연소는 열효율을 떨어뜨리는 요인이고, 온도나 진동 자체는 열효율의 정의와 직접 이어지지 않는다.

피스톤과 실린더 사이의 간극이 너무 크면 연소가스가 새는 블로바이가 생겨 압축압력과 출력이 떨어지고, 오일이 오염되며 소모가 늘어 엔진오일 수명이 짧아진다. 반대로 간극이 너무 작으면 소결이 생긴다. 라디에이터 캡 쪽으로 물이 올라오면서 연소가스가 새어 나오는 것은 연소실과 냉각수 통로가 이어졌다는 뜻이므로 실린더 헤드 균열을 먼저 본다. 분사노즐은 연료계통, 워터펌프는 순환계통, 캡은 압력계통의 문제여서 연소가스 혼입을 만들지 않는다. 디젤기관의 진동 원인은 인젝터 막힘·불균율·분사압력 차이처럼 연소를 고르지 못하게 하는 요인이며, 압축착화 방식이라 점화플러그나 하이텐션코드가 없으므로 그것을 진동 원인으로 고르면 틀린다.