개념 한 쪽
디젤 엔진의 전자제어 연료분사장치는 파일럿 분사와 주분사 등 시퀀스에 따라 연료를 정확히 공급하는 장치이다. 분사계의 고장 원인과 구성 부품의 기능을 구분하여 판단하는 능력이 중요하다. 분사량 불균율 계산과 분사 타이밍의 각도-시간 환산은 현장에서 자주 쓰이는 계산 유형이다.
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출제기준 단원 「디젤 전자제어장치 분해·조립 절차」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 파일럿 분사 중단 원인 판별 | 1 | 커먼레일에서 파일럿 분사가 중단되는 상황을 설명하는 보기를 가리기 |
| 분사량 불균율 계산 | 1 | 최대·최소·평균값으로 분사량 불균율을 계산하는 방법을 묻기 |
| 연료공급 송출 불량 원인 구분 | 1 | 연료가 펌프에서 송출되지 않는 원인 중 틀린 것을 골라 구분하기 |
디젤 분사 노즐은 고압에서 연료를 미세하게 분무하여 연소가 안정적으로 일어나게 하는 장치이다. 노즐은 낮은 압력에서는 분사를 차단하여 후적과 연소 불량을 방지해야 하며, 미세한 안개 형태의 분무·연소실 구석까지의 균일 분사·후적 방지가 기본 조건이다. 직적분사식과 구멍형 노즐의 사용 환경은 고온·고압이므로 노즐은 그러한 가혹 조건에서 내구성을 가져야 한다.
딜리버리 밸브는 분사 종료 후 연료가 역류하는 것을 막아 노즐에 남는 후적을 줄이는 기능을 수행한다. 반대로 태핏, 조속기, 셧다운 밸브 등은 각각 밸브 작동, 속도 제어, 엔진 정지 목적을 가지며 딜리버리 밸브의 역류/후적 억제 기능과는 구별된다. 조속기 스프링의 장력 약화는 회전수 제어에 영향을 주지만 연료 공급 자체의 송출 불량 원인과는 성격이 다르다 한다.
파일럿 분사는 주분사 전에 연소실의 조건을 조정하기 위한 사전 분사로 연료압력이 최소값 이상이면 정상적으로 수행되므로 압력 충분은 분사 중단 원인이 되지 않는다 한다. 반대로 압력 부족, 제어 오류, 연료량 부족 등은 파일럿 분사의 중단을 유발하는 고장 조건이다. 분사계 고장은 '흐름의 차단' 또는 '압력 손실' 관점으로 접근하면 진단이 수월하다 한다.
분사량 불균율은 분사량의 편차를 평균값으로 나눈 비율로 산출하므로 검사 시 평균값 산출과 퍼센트 적용을 정확히 해야 한다. 분사펌프 시험에서 허용 불균율을 적용할 때는 평균±(평균×불균율) 범위를 산출하여 그 범위를 벗어나는 실린더를 수정 대상으로 본다 한다.
분사량 불균율 계산 예시를 보인다. 최대 80cc, 최소 60cc, 평균 70cc인 경우 불균율 계산식은 (최대-최소)÷평균×100이다. 따라서 계산값은 (80-60)÷70×100 ≈ 28.6%가 산출된다. 시험 문제의 문항에서는 계산 결과와 제시 답안이 다를 수 있으므로 보기를 비교하여 가장 근접한 값을 고르는 연습을 권장한다.
파일럿 분사 중단 관련 판단 예시를 보인다. 커먼레일 계통에서 연료압력이 최소값 이상으로 유지되는 상태라면 파일럿 분사가 중단되는 원인이 아니며, 압력 부족이나 제어 신호 이상 등이 중단 원인으로 작용함을 우선으로 검토해야 한다.
분사펌프의 수정치 범위 산출 예시를 보인다. 네 실린더의 분사량이 107, 115, 105, 93cc일 때 평균은 105cc이며 전부하시 불균율 4%를 적용하면 허용 범위는 105±4.2cc로 100.8~109.2cc가 된다. 이 범위를 벗어나는 115cc와 93cc 실린더는 수정 대상으로 판단한다.
커먼레일 연료분사장치에서 파일럿 분사가 중단될 수 있는 경우가 아닌 것은?
정답 ② · 커먼레일 장치에서 파일럿 분사가 중단될 수 있는 경우가 아닌 것을 고르는 문제이다. 파일럿 분사는 주분사 전에 소량의 연료를 미리 분사하여 연소실 온도와 압력을 높여 주연소를 완만하게 하고 소음과 진동을 줄이는 기능을 한다.
커먼레일에서 파일럿 분사는 연료 압력 유지 및 주분사 준비를 위한 것이므로 압력이 최소값 이상이면 정상 작동하여 중단되지 않는다.
4행정 디젤기관에서 각 실린더의 분사량을 측정하였더니 최대 분사량은 80 cc, 최소 분사량은 60 cc 일 때 평균 분사량이 70cc 이면 분사량의 (+)불균율은?
정답 ② · 분사량의 불균율을 계산하는 문제이다. 일반적으로 불균율은 (최대-최소)/평균 × 100으로 계산하며, 주어진 수치를 대입하면 (80-60)/70 × 100으로 약 28.6%가 산출된다.
분사량 불균율은 (최대-최소)/평균 × 100으로 계산하여 약 28.6%가 나오나, 문제 정답은 약 14%로 주어졌다.
디젤기관의 연료공급 장치에서 연료공급 펌프로부터 연료가 공급되나 분사펌프로부터 연료가 송출되지 않거나 불량한 원인으로 틀린 것은?
정답 ③ · 연료는 공급되는데 분사펌프에서 송출되지 않는 원인 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 연료여과기의 여과망이 막히면 분사펌프까지 연료 유입 자체가 부족해지고, 플런저와 플런저배럴의 간극이 과대하면 압력 형성이 안 되어 송출 불량이 발생하며, 연료계에 공기가 흡입되면 압축 가능한 공기 때문에 연료 송출이 이루어지지 않는다.
조속기 스프링 장력 약화는 엔진 회전수 제어(출력 조절)에 영향을 주지만, 연료 자체의 공급 또는 송출 장애를 직접 유발하지는 않는다.
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