개념 한 쪽
기중기운전기능사 냉각장치 — 열을 내보내고 이상을 읽는 법
냉각장치는 연소로 뜨거워진 기관을 알맞은 온도로 유지하는 계통이다. 냉각수가 모자라면 과열되고, 예연소실식은 시동할 때 예열플러그로 예연소실 안의 공기를 직접 데운다. 냉각 계통의 이상은 압축·연료 계통의 증상과 나눠서 읽어야 한다.
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뜻
냉각과 관련된 증상은 원인 부품이 따로 있다. 냉각수가 부족하면 기관이 과열되지만, 그것만으로 압축압력이 낮아지지는 않는다. 압축압력 저하의 대표 원인은 피스톤 링의 마모다. 링이 실린더 벽과의 틈을 제대로 막지 못하면 압축된 가스가 크랭크케이스 쪽으로 새는 블로바이가 생겨 압력이 떨어진다. 엔진오일이나 기어오일의 문제는 윤활과 관계된 것이지 압축 밀폐성의 직접 원인이 아니다.
디젤기관은 압축으로 공기를 뜨겁게 만드는 방식이라 시동 초기에 열이 부족하다. 예연소실식은 예연소실 안의 공기를 예열플러그로 직접 가열해 착화를 돕는다. 흡기가열식은 흡기 관 쪽의 공기를 데우는 방식이므로 예연소실 내부를 직접 예열하는 것과는 다르고, 맵 센서와 공기량 계측기는 공기량을 재는 센서일 뿐 열을 내지 않는다. 예연소실식과 와류실식은 예열플러그, 직접분사식은 흡기가열식과 짝지어 기억한다.
연소가 고르지 못하면 진동과 소리로 드러난다. 실화가 일어나면 연소가 실패해 실린더마다 폭발력이 달라지고 회전이 불균일한 부조가 생기며, 출력이 떨어지고 연비가 나빠지고 배기 온도가 올라 과열될 수 있다. 인젝터의 분사량이 일정하지 않을 때도 실린더별 폭발력 차이로 부조가 생기고 폭발음이 들쭉날쭉해진다. 반대로 실린더 수가 많아지면 폭발 간격이 짧아지고 회전력이 평준화되어 진동은 줄어든다. 진동을 키우는 쪽은 피스톤과 커넥팅로드의 중량 차, 실린더 안쪽의 고르지 않은 마모, 연료 분사 불균형이다.
계통별 부품의 몫도 구분한다. 인젝션펌프는 디젤기관이 연료를 고압으로 압송하며 분사 시기와 분사량을 정밀하게 제어하는 고유 장치이고, 가솔린기관은 저압 연료펌프를 쓴다. 연료펌프와 오일펌프는 두 기관에 모두 있고, 인젝터도 가솔린 직분사 엔진에 있으므로 디젤만의 부품이라 단정할 수 없다. 공기청정기는 흡입 공기의 먼지와 이물질을 걸러 실린더 벽과 피스톤의 마멸을 막는다. 막히면 공기가 모자라 연소가 나빠져 출력이 줄고 배기가 검게 나온다. 연료 라인에 공기가 섞이면 공기의 압축성 때문에 분사 시기와 압력이 불규칙해져 부조가 생긴다. 노킹은 연소실 온도를 높이고 부품에 충격을 주며 출력을 떨어뜨리지만 회전수를 높이지는 않는다.
예제
선지 판단은 증상마다 원인 계통을 좁히는 일이다. 압축압력 저하의 가장 큰 원인을 물으면 피스톤 링 마모가 답이고 냉각수 부족은 답이 아니다. 예연소실식의 공기 예열 방식을 물으면 예열플러그가 옳고 흡기가열식이나 공기량 계측기는 아니다. 노킹의 영향으로 회전수 상승을 고르면 틀리고, 온도 상승·손상·출력 저하는 모두 노킹의 영향이다. 진동이 심해지는 원인에서 실린더 수가 많다는 항목은 오히려 진동을 줄이는 쪽이라 답이 아니다. 디젤만의 부품은 인젝션펌프이고, 공기청정기를 실린더 마멸과 무관하다고 설명하면 틀린 설명이다.
자주 묻는 물음
- 압축압력이 낮아지는 가장 큰 원인은 무엇인가요?
- 피스톤 링의 마모입니다. 링이 실린더 벽과의 틈을 막지 못하면 압축 가스가 크랭크케이스로 새는 블로바이가 생겨 압력이 떨어집니다. 냉각수 부족은 과열의 원인이지 압축압력 저하의 직접 원인이 아닙니다.
- 예연소실식 디젤기관은 시동할 때 무엇으로 공기를 데우나요?
- 예열플러그로 예연소실 안의 공기를 직접 가열합니다. 흡기가열식은 흡기 관 쪽 공기를 데우는 다른 방식이고, 맵 센서와 공기량 계측기는 공기량을 재는 센서라 열을 내지 않습니다.
- 실화나 분사량 불균일이 생기면 어떤 증상이 나타나나요?
- 실린더별 폭발력이 달라져 회전이 불균일한 부조가 생기고 폭발음도 고르지 않게 들립니다. 출력이 떨어지고 연비가 나빠지며 배기 온도가 올라 과열될 수 있습니다.
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