롤러운전기능사 엔진본체 구조와 기능 — 직접분사식과 출력 저하 요인

직접분사식 엔진은 연료 분사 노즐이 연소실 안으로 직접 연료를 뿌리는 방식이다. 연소실이 피스톤 머리에 형성되므로 실린더 헤드 구조가 단순해지고, 열손실이 적어 열효율이 높으며 연료소비율이 낮다. 냉간 시동도 수월하다. 대신 연료를 아주 잘게 부수어야 하므로 분사 압력이 높아야 하고, 저질 연료를 쓰기에는 불리하다. 부실식과 비교할 때 저질 연료 사용이 쉬운 쪽은 부실식이라는 점을 함께 기억한다. 간접분사식은 연소실이 분리되어 구조가 복잡하고 열효율이 낮은 대신 상대적으로 낮은 분사 압력으로도 연소가 가능하다.

기관의 출력은 실린더 안에서 연료가 얼마나 효율적으로 연소하는지에 달려 있다. 실린더 압력이 낮거나, 노킹이 생기거나, 연료 분사량이 모자라면 출력이 직접 떨어진다. 반면 클러치는 엔진이 만든 동력을 바퀴 쪽으로 넘기는 장치이므로, 클러치가 불량하면 전달 효율이 나빠질 뿐 엔진 자체의 출력이 줄어드는 것은 아니다. 출력 저하 문제에서는 실린더 내부의 압축·연소·분사와 동력 전달 계통을 구분하는 것이 핵심이다.

디젤기관은 공기를 높은 압축비로 압축해 온도를 올린 뒤 연료를 분사해 스스로 타게 하는 압축착화 방식을 쓴다. 따라서 점화플러그가 없고, 점화플러그 간극 같은 문제는 디젤의 출력 저하 원인이 될 수 없다. 가솔린기관은 전기점화 방식으로 점화플러그를 사용하므로 두 기관의 부품과 고장 원인을 섞지 않아야 한다. 시동이 걸리지 않는 원인도 같은 원리로 판단한다. 디젤은 충분한 압축압력이 있어야 착화되므로 압축압력 저하는 시동 불량 원인이지만, 압축압력이 높은 것은 시동 불량 원인이 아니다. 연료 부족, 분사펌프 불량, 연료 계통의 공기 유입도 연소 조건을 해쳐 시동을 어렵게 한다.

디젤 노킹은 분사된 연료가 점화되기까지의 착화지연이 길어지면서 연소실에 연료가 쌓였다가 한꺼번에 폭발할 때 생긴다. 막으려면 착화지연을 짧게 해야 한다. 흡기 압력과 온도를 높이고, 실린더 벽 온도를 높이며, 착화성이 좋은 연료를 쓰는 것이 방지책이다. 세탄가가 높으면 착화성이 좋아 착화지연이 짧아지므로 노킹이 억제된다. 반대로 연료의 착화온도를 높이거나 벽 온도를 낮추면 착화가 늦어져 노킹을 키운다. 가솔린기관이 고온을 억제하는 쪽으로 노킹을 다스리는 것과 원리가 반대다.

연료 여과기에 붙은 오버플로우밸브는 여과기 안의 압력을 조절하고 공기를 빼내며, 펌프 소음을 줄이고 필터를 보호하는 역할을 맡는다. 분사펌프의 압력을 높이는 일은 이 밸브의 기능이 아니다.