개념 한 쪽
디젤 엔진의 ECU는 여러 센서로부터 입력을 받아 연료분사 등 액추에이터를 제어한다. 진단장비는 입력과 출력의 구분, 다단분사 동작, 분사 타이밍 계산, 연료계통 구성요소의 정상 기능을 확인하는 데 쓰인다.
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출제기준 단원 「디젤 전자제어장치 진단장비」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 입력·출력 요소 구분 | 1 | ECU의 입력 장치와 출력 장치를 가려내는 능력 |
| 착화 시기 계산 | 1 | 회전수와 소요시간을 이용해 분사 시점을 각도로 구하는 방법 이해 |
| 예비분사 기능 판단 | 1 | 다단분사 중 예비분사의 목적을 정확히 설명하는지 판단 |
엔진 ECU는 센서와 스위치로부터 입력 신호를 받아 내부 연산을 통해 액추에이터로 제어 신호를 출력한다. 차속 센서·스로틀 위치 센서·인히비터 스위치 등은 ECU의 입력 요소이고, 아이들 스피드 액추에이터나 인젝터는 ECU의 출력 장치에 해당한다. 따라서 입력과 출력을 구분하는 감각이 진단의 기본이다.
디젤 전자제어 분사장치는 다단분사(예비분사·주분사·후분사)를 사용하여 연소를 제어한다. 예비분사는 소량을 먼저 분사하여 연소실 압력 상승을 완만하게 하고 노킹 소음과 진동을 줄이는 목적을 가진다. 후분사는 주로 배기가스 정화 장치의 온도를 높이는 등의 목적을 수행한다.
분사 타이밍과 착화 시기 계산은 회전수와 시간의 비례 관계를 이용한다. 회전수를 이용해 한 바퀴에 걸리는 시간을 계산한 뒤 착화지연과 최고압력 도달까지의 시간을 각도로 환산하여 분사 시점을 결정한다. 총 소요각도에서 최고압력 발생 위치를 차감하면 착화 시점이 도출된다.
연료계통 구성요소의 기능 이해도 진단에 필수이다. 연료 여과기의 오버플로 밸브는 압력 조절과 펌프 보호, 연료 공급 균형 유지를 목적으로 하며 연료 계통에 공기를 투입하는 기능은 정상 기능이 아니라 결함이다. LPG 봄베 등 연료 저장장치는 안전 기준을 따르며 특별한 충전 한계가 존재함을 기억해야 한다.
분사 노즐과 인젝터의 작동 원리는 물리적 구동 방향과 동작 조건을 정확히 이해함으로써 진단 오류를 줄인다. 솔레노이드 인젝터는 코일에 전류가 흐를 때 자력이 발생하여 플런저를 당겨 니들 밸브를 열어 분사를 개시한다는 작동 원리를 숙지해야 한다.
예비분사 관련 문제는 예비분사의 목적을 묻는 보기와 후분사나 시동성 관련 설명을 혼동하는 보기를 구별하는 문제로 출제된다. 예비분사는 연소를 부드럽게 하여 소음과 진동을 줄이는 것이 주목적이므로, 예비분사가 주로 시동성 보정이나 후분사의 목적이라고 서술하면 오답이 된다.
착화 시기 계산 문제는 회전수를 이용해 한 바퀴에 걸리는 시간을 구하고 착화지연과 최고압력 도달 시간을 합하여 각도로 환산한 뒤 최고압력 발생 각도를 빼는 과정을 따른다. 예를 들어 2000rpm에서는 한 바퀴 시간이 0.03초이므로 0.002초는 24°에 해당한다. 총 소요각도에서 최고압력 발생 위치를 빼서 상사점 전·후를 판정하는 구조를 기억하면 풀이가 간단하다.
연료계통 진단 문제는 오버플로 밸브의 역할을 묻는 경우가 많다. 오버플로 밸브의 정상 기능이 압력 우회·펌프 부하 경감·분사펌프 보호 등임을 알고, 연료에 공기를 넣는다는 설명은 결함을 묘사한 것이므로 정답에서 제외해야 한다.
다공 노즐을 사용하는 직적분사식 디젤엔진에서 분사 노즐의 구비 조건이 아닌 것은?
정답 ② · 직접분사식 디젤엔진의 다공 노즐이 갖추어야 할 조건이 아닌 것을 고르는 문제이다. 분사 노즐은 연료를 미세한 안개 상태로 분사하여 착화성을 높이고, 분무가 연소실 구석구석까지 도달하도록 하며, 후적이 일어나지 않도록 하는 조건을 갖추어야 한다.
분사 노즐은 고온 고압의 가혹한 조건에서 사용되므로 저온 저압 조건에서 사용한다는 ②는 틀린 조건입니다.
기관의 공기과잉률에 대한 설명으로 맞는 것은?
정답 ② · 기관의 공기과잉률에 대한 정의로 옳은 것을 고르는 문제이다. 공기과잉률은 실제 공급된 공기량을 이론상 완전 연소에 필요한 공기량으로 나눈 값으로 정의된다.
공기과잉률은 실제 흡입 공기량을 이론 완전연소에 필요한 공기량으로 나눈 비율이다.
전자제어 디젤연료분사장치(common rail system)에서 예비분사에 대한 설명 중 가장 옳은 것은?
정답 ③ · 커먼레일 시스템의 예비분사에 대한 올바른 설명을 고르는 문제이다. 예비분사는 본분사 직전에 소량의 연료를 미리 분사하여 연소실 내의 압력 상승률을 완만하게 만드는 것이다.
예비분사는 연소실 내 압력 상승률을 완만하게 하여 디젤 엔진 특유의 노킹 소음과 진동을 감소시키는 역할을 한다.
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