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문제 정의
- 따라서 이 논문의 목적은 자동차 연료장치에서 발생되는 연료 시스템의 막힘이나 연료의 누설이 발생하는 고장사례를 발굴하여 이 사례를 조사하고, 분석하여 이에 대한 관리방향을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 따라서, 운전자가 초기에 시동을 걸 때는 초기 시동성 향상을 위해 가솔린 연료를 사용하여 시동을 걸고, 웜업이 되면 액화석유가스(liqufied petroleum gas)로 전환하여 사용하였다. 그러나 운전자가 액화석유가스의 기화온도인 15℃ 이상이 되는 3월경 초기 시동성이 양호하여 연료비용을 줄이고자 액화석유가스만을 연료로 사용하여 시동을 걸고 운행하였다. 즉, 운전자는 연료 비용을 절약하기 위해 몇 개월간을 가솔린 연료를 사용하지 않은 것으로 확인되었다.
- 4) 엔진의 출력을 높이기 위해 사용한 연료의 첨가제가 오히려 퇴적물을 과다 발생시켜 인젝터의 연료 분사 홀을 차단함으로써 엔진의 출력을 떨어뜨리는 현상을 확인하였다.
대상 데이터
- 또한, 가솔린 연료라인과 연료 탱크를 분해하여 확인한 결과 연료 펌프가 고착되었고, 연료펌프 어셈블리가 심하게 부식된 것을 확인하였다. 즉, 이 사례의 원인은 엔진이 작동할 때 액화석유가스만을 사용하고 가솔린 연료를 몇 개월 정도 사용하지 않은 상태에서 내부의 가솔린연료 특성상 모두 증발되어 연료 펌프부가 고착되어 부식된 것으로 판단된다. Fig.
- 이 차종은 42,775 km를 주행하였으며, 이 차량을 시운전한 결과 운전하는 중에 정지하거나 공회전 상태에서 부조화 현상이 발생한 사례이다. 특히, 에어컨을 작동시켰을 때와 같이 공회전 보정을 해 줄 때 엔진의 부조화 현상이 더욱 크게 발생되었다.
성능/효과
- 이 자동차는 배기량이 1800 cc이며, 주행거리는 101,500 km를 운행한 것으로 확인되었다. 이 자동차는 연료를 사용할 때 가솔린 연료와 LPG 연료를 복합적으로 사용할 수 있는 겸용 자동차로 확인되었다. 따라서, 운전자가 초기에 시동을 걸 때는 초기 시동성 향상을 위해 가솔린 연료를 사용하여 시동을 걸고, 웜업이 되면 액화석유가스(liqufied petroleum gas)로 전환하여 사용하였다.
- 그러나 운전자가 액화석유가스의 기화온도인 15℃ 이상이 되는 3월경 초기 시동성이 양호하여 연료비용을 줄이고자 액화석유가스만을 연료로 사용하여 시동을 걸고 운행하였다. 즉, 운전자는 연료 비용을 절약하기 위해 몇 개월간을 가솔린 연료를 사용하지 않은 것으로 확인되었다. 이후 어느 시점에 운전자가 가솔린 연료를 사용하여 시동을 걸기 위한 점검을 할 목적으로 가솔린으로 시동위치를 변환하여 시동을 걸었을 때 시동이 걸리지 않았다.
- 몇 번의 크랭킹을 하였으나 시동이 걸리지 않아, 자동차의 연료 시스템을 점검한 결과 연료의 펌프 작동음이 전혀 들리지 않았다. 또한, 가솔린 연료라인과 연료 탱크를 분해하여 확인한 결과 연료 펌프가 고착되었고, 연료펌프 어셈블리가 심하게 부식된 것을 확인하였다. 즉, 이 사례의 원인은 엔진이 작동할 때 액화석유가스만을 사용하고 가솔린 연료를 몇 개월 정도 사용하지 않은 상태에서 내부의 가솔린연료 특성상 모두 증발되어 연료 펌프부가 고착되어 부식된 것으로 판단된다.
- 이 자동차는 82,500 km를 주행한 차량으로 시운전을 하여 확인한 결과 주행을 할 때 차량이 전후로 울컥거리는 현상이 발생되었다. 특히, 이러한 현상은 부하를 받지 않을 때는 엔진의 울컥거림 현상을 확인할 수 없었으나, 큰 부하를 받을 때는 울컥거림을 크게 느낄 수 있었다.
- 이 자동차는 82,500 km를 주행한 차량으로 시운전을 하여 확인한 결과 주행을 할 때 차량이 전후로 울컥거리는 현상이 발생되었다. 특히, 이러한 현상은 부하를 받지 않을 때는 엔진의 울컥거림 현상을 확인할 수 없었으나, 큰 부하를 받을 때는 울컥거림을 크게 느낄 수 있었다.
- 왜냐하면, 정상적인 상태에서는 O-링의 장력에 의해 O-링의 찢어진 미소부분에는 누설이 생기지 않았으나, 급가속을 하거나 120 km/h 정도의 고속 주행을 하였을 때 연료의 압력 변화가 생겨, 누설이 생기는 것을 확인하였다. 찢어짐 확인은 O-링을 잡고 당겨 늘려보았을 때 미세하게 찢어진 것을 확인할 수 있었다. Fig.
- 이 차량은 14,250 km를 주행한 차량으로 확인되었다. 운전자가 연료비를 절약하고자 정상적인 휘발유가 아닌 저급의 불량 휘발유를 사용한 것으로 확인되었다. 연료 시스템을 확인한 결과 불량 휘발유 사용으로 인하여 연료 탱크 내부가 부식되고, 다량의 침전물이 퇴적되어 있는 것을 확인하였다.
- 운전자가 연료비를 절약하고자 정상적인 휘발유가 아닌 저급의 불량 휘발유를 사용한 것으로 확인되었다. 연료 시스템을 확인한 결과 불량 휘발유 사용으로 인하여 연료 탱크 내부가 부식되고, 다량의 침전물이 퇴적되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 연료필터와 인젝터 끝단에 회색의 카본이 다량 발생하여 고착된 것을 확인하였다.
- 또한, 연료필터와 인젝터 끝단에 회색의 카본이 다량 발생하여 고착된 것을 확인하였다. 이 연료의 연료 압력은 규정압력보다 낮은 2.4 kg/cm2으로 측정되었으며, 연료 펌프를 분해하여 육안으로 점검하였을 때 불량연료를 사용한 것으로 확인되었으며, 연료의 성분에 다량의 이물질이 혼입되어 있는 것을 확인하였다.
- 따라서, 이 사례의 경우는 운전자가 시동을 걸면 인젝터에서 분사할 때 불량휘발유의 성분으로 인해 연료의 입자가 커지고 연료의 유동성이 악화되어 분사가 잘 되지 않고, 인젝터의 분사홀을 막는 현상에 의해 정상적인 상태와 비교하였을 때 분사각도도 불량해지고, 분사량이 정상적인 분사때보다 적어져 자동차의 가속성능이 매우 악화된 것을 확인하였다. 이 연료는 수거하여 확인한 결과 연료가 붉은 오렌지 색상의 형태로 변질된 것을 확인하였다.
- 특히, 에어컨을 작동시켰을 때와 같이 공회전 보정을 해 줄 때 엔진의 부조화 현상이 더욱 크게 발생되었다. 가속을 하기 위하여 가속페달을 밟았을 때 차량이 정지 상태였다가 가속되는 느낌, 엔진의 출력이 부족하여 차량의 속도가 잘 나지 않는 등의 현상도 나타났다. 확인한 결과 인젝터 막힘 현상에 의해 연료분사가 잘 되지 않는 것이 원인이었다.
- 가속을 하기 위하여 가속페달을 밟았을 때 차량이 정지 상태였다가 가속되는 느낌, 엔진의 출력이 부족하여 차량의 속도가 잘 나지 않는 등의 현상도 나타났다. 확인한 결과 인젝터 막힘 현상에 의해 연료분사가 잘 되지 않는 것이 원인이었다.
- 자동차의 경우 분해하여 확인한 결과 Fig. 6에서 보면 인젝터의 분사 노즐부에 분사 퇴적물이 많이 퇴적된 것을 확인할 수 있다. 즉, 연료 라인에 퇴적된 연료의 성분 중 일부가 불량 연료 첨가제 사용에 의해 변화된 성상으로 인해 퇴적물(deposit)을 생성한 때문으로 확인되었다.
- 1) 가솔린과 LPG 연료를 겸용으로 사용하는 자동차에서 가솔린을 일정기간 사용하지 않았을 때 연료의 응고현상으로 인해 연료펌프 고착현상이 발생한 것을 확인하였다.
- 2) 연료라인과 연결되는 기밀 누설부품이 O-링이 미세하게 손상되어 연료 누설에 의한 연료압력이 떨어지는 것을 확인하였다.
- 3) 불량연료를 사용하여 연료의 탱크가 부식되고 연료의 성상이 변화된 것을 확인하였다.
- 또한, 점화장치를 확인하였으나 점화장치도 정상으로 확인되었다. 연료 누설을 확인하였으나, 육안으로 확인이 어려워, 연료의 라인을 정확하게 확인하기 위해 연료 라인을 분해하여 O-링을 확인한 결과 O-링의 미소부분이 미세하게 찢어진 것을 확인하였다. 이 사례는 육안으로 보아서는 찢어진 것을 확인하기가 매우 어려웠다.
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