기중기운전기능사 연료장치 — 분사와 착화로 읽는 디젤

디젤은 연료를 공기와 미리 섞지 않는다. 공기를 강하게 압축해 온도를 높인 뒤, 분사노즐로 연료를 아주 잘게 부순 안개 상태로 뿌려 자연 착화시킨다. 액체 상태 그대로 넣으면 잘 타지 않으므로 무화가 필수이고, 이를 위해 높은 분사 압력이 필요하다. 4행정 가운데 흡기행정은 공기를 들이고, 압축행정은 공기를 압축하며, 폭발행정에서 연료가 분사되어 연소하면서 피스톤을 밀어 동력을 만든다. 배기행정은 연소가스를 내보낸다.

압축이 약해지면 연소가 흔들린다. 실린더와 피스톤 사이를 밀봉하는 압축링이 마모되거나 부러지면 가스가 새어 압축압력이 떨어진다. 배터리는 전기 계통, 연료펌프는 연료 공급, 세탄가는 연료의 성질에 관한 것이므로 압축압력 저하의 직접 원인이 아니다. 실린더 벽이 마모되어도 간극이 벌어져 오일이 연소실로 올라가고, 압축압력과 폭발압력이 낮아지며 열효율이 떨어진다. 이때 오일 소모량이 늘고 백색 배기 연기가 나온다.

연료의 성질은 지표로 구분한다. 세탄가는 디젤 연료의 착화성을 나타내며, 값이 높을수록 착화가 빨라 착화지연이 짧다. 가솔린의 옥탄가는 내폭성과 관계된 지표이므로 디젤의 착화성과는 다른 축이다. 인화점은 불이 붙는 최저 온도이므로 인화점이 낮을수록 상온에서도 쉽게 붙어 화재 위험이 크다.

연소실 구조에 따라 성격이 갈린다. 예연소실식은 주연소실 밖의 작은 예연소실에서 연료를 먼저 태워 주연소실로 보내므로 연소가 완만하고 연료의 성질이 조금 달라져도 영향이 작다. 구조상 예연소실이 주연소실보다 작고, 시동을 돕는 예열 플러그가 필요하며, 분사 압력은 직접분사식보다 낮은 편이다. 반대로 직접분사식은 연료 변화에 민감하다.

계통의 이상은 증상으로 드러난다. 연료 계통에 공기가 섞이면 분사가 고르지 못해 회전수가 일정하지 않고 떨리는 부조가 생기며, 출력이 떨어지거나 시동이 꺼지기도 한다. 피스톤링이 마모되면 실린더와의 밀착이 약해져 크랭크실의 오일이 연소실로 올라가 타면서 백색 연기가 난다. 겨울철 냉각수가 얼면 물이 얼 때 부피가 늘어나는 성질 때문에 팽창 압력이 생겨 엔진 블록과 라디에이터가 갈라지는 동파가 일어난다.