[국내논문]자동차 연료호스, 인젝터 및 압력조절기 연결부에서 LP 가스 누출에 의한 화재사례 고찰 Study for Fire Examples of LPG Leakage Including Fuel hose, Injector and Pressure Regulator Connector in Vehicle원문보기
이 논문의 목적은 LPG 자동차에서 연료누설에 의한 화재관련 사례에 대하여 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압호스와 연결되는 연료 라인을 수리한 다음 고정하는 볼트를 규정토크로 조이지 않아 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다. 두 번째 사례는, 인젝터를 교환한 다음 흡기매니폴드 유닛의 조립부에 삽입할 때 고정하는 고정부를 점검하지 않고 고정부가 변형되어 휜 상태에서 조립한 결과 연료의 누설을 방지하는 O링이 찢어져 이 사이로 연료가 누출된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례는, 연료압력 조절기 유닛에는 연료 차단 솔레노이드 밸브가 연결되어 있는데 수리 후 이 연결 커넥터의 기밀작업을 철저하게 하지 않아서 미세하게 LP 가스가 누설되다가 어느 순간에 많은 양의 가스가 누설되면서 엔진의 열에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 연료 시스템에 문제가 없는지 철저하게 관리하여 화재의 발생이 최소가 되도록 하여야 한다.
이 논문의 목적은 LPG 자동차에서 연료누설에 의한 화재관련 사례에 대하여 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압호스와 연결되는 연료 라인을 수리한 다음 고정하는 볼트를 규정토크로 조이지 않아 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다. 두 번째 사례는, 인젝터를 교환한 다음 흡기매니폴드 유닛의 조립부에 삽입할 때 고정하는 고정부를 점검하지 않고 고정부가 변형되어 휜 상태에서 조립한 결과 연료의 누설을 방지하는 O링이 찢어져 이 사이로 연료가 누출된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례는, 연료압력 조절기 유닛에는 연료 차단 솔레노이드 밸브가 연결되어 있는데 수리 후 이 연결 커넥터의 기밀작업을 철저하게 하지 않아서 미세하게 LP 가스가 누설되다가 어느 순간에 많은 양의 가스가 누설되면서 엔진의 열에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 연료 시스템에 문제가 없는지 철저하게 관리하여 화재의 발생이 최소가 되도록 하여야 한다.
The purpose of this paper is to study for fire example by fuel leakage in LPG Vehicle. At first example, the car was repaired the fuel line that was connected with pressure hose between fuel regulator and injector in engine. But the service man was not very tighten with regular torque. At a result, ...
The purpose of this paper is to study for fire example by fuel leakage in LPG Vehicle. At first example, the car was repaired the fuel line that was connected with pressure hose between fuel regulator and injector in engine. But the service man was not very tighten with regular torque. At a result, the gas leaked on hot parts of engine. It verified the production of fire by engine heat. At second example, when the repair man, after replacement the injector, inserted the injector in a assembling part of it, he didn't the transform condition of fixing part. Therefore, the tearing phenomenon of O ring producted the controlled leakage of fuel by the injector deflection. It found the fact that the fuel leaked with gap of O ring. At third example. the fuel-cut solenoid valve was lined with pressure regulator unit. But the service man didn't throughly certify the leaked work of connected parts after repaired it. As a result, it certified the fire by engine heating leaked liquefied petroleum gas. Therefore it have to minimize the fire production that the driver should do no problem to throughly manage the fuel system.
The purpose of this paper is to study for fire example by fuel leakage in LPG Vehicle. At first example, the car was repaired the fuel line that was connected with pressure hose between fuel regulator and injector in engine. But the service man was not very tighten with regular torque. At a result, the gas leaked on hot parts of engine. It verified the production of fire by engine heat. At second example, when the repair man, after replacement the injector, inserted the injector in a assembling part of it, he didn't the transform condition of fixing part. Therefore, the tearing phenomenon of O ring producted the controlled leakage of fuel by the injector deflection. It found the fact that the fuel leaked with gap of O ring. At third example. the fuel-cut solenoid valve was lined with pressure regulator unit. But the service man didn't throughly certify the leaked work of connected parts after repaired it. As a result, it certified the fire by engine heating leaked liquefied petroleum gas. Therefore it have to minimize the fire production that the driver should do no problem to throughly manage the fuel system.
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문제 정의
따라서, 이 논문은 자동차에서 발생되는 화재와 관련된 고장사례의 원인을 추정하고 이를 분석하여 이에 대한 개선 및 연구방향을 제시하고자 한다.
이러한 열이 연결된 연료 시스템의 연료와 혼합하거나 연결된 곳에서 분리되어 열이 유출됨으로써 가연성 물질과 혼합하게 되면 불이 붙어 화재가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 자동차 엔진부에서 발생되는 자동차 화재를 조사하여 진단하기 위한 것이다.
제안 방법
8에서는 4번 인젝터를 확인하였을 때 4번 인젝터는 고정 링이 위로 이탈된 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 이 사례의 화재 원인은 4번 인젝터를 교환한 다음 인젝터를 흡기 매니폴드 유니트의 조립부에 삽입할 때 고정하는 고정부를 점검하지 않고 고정부가 변형되어 휜 상태에서 조립하였다. 따라서, 이 인젝터의 변형된 고정부가 차량을 운행하던 중 조금씩 이완되어 연료의 누설을 방지하는 O링이 찢어져 이 사이로 연료가 누출된 것으로 판단되었다.
자동차 엔진 연료시스템의 화재사례를 사례별로 분석하고 이를 고찰하여 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
성능/효과
운전자가 자동차의 실내 청소를 하다 잠깐 자리를 비운 사이 자동차가 ‘펑’ 소리를 내면서 엔진룸에서 연기가 나기 시작하였다. 엔진룸을 확인한 결과, 연료탱크 및 인젝터와 연결되는 연료 레일과 연결되는 액화석유가스 호스가 빠져 있었다. 또한, 연료 호스를 고정하는 브래킷과 이를 고정하는 볼트와 너트의 부품이 이탈된 것을 확인하였다.
엔진룸을 확인한 결과, 연료탱크 및 인젝터와 연결되는 연료 레일과 연결되는 액화석유가스 호스가 빠져 있었다. 또한, 연료 호스를 고정하는 브래킷과 이를 고정하는 볼트와 너트의 부품이 이탈된 것을 확인하였다. 주위를 확인한 결과, 연료 호스를 고정하는 브래킷은 배기측의 머플러 하단에서 찾을 수 있었고, 이를 고정하는 볼트와 너트는 호스가 빠질 때 LP 가스의 압력에 의해 분리되어 어디론가 분산되어 찾을 수가 없었다.
또한, 연료 호스를 고정하는 브래킷과 이를 고정하는 볼트와 너트의 부품이 이탈된 것을 확인하였다. 주위를 확인한 결과, 연료 호스를 고정하는 브래킷은 배기측의 머플러 하단에서 찾을 수 있었고, 이를 고정하는 볼트와 너트는 호스가 빠질 때 LP 가스의 압력에 의해 분리되어 어디론가 분산되어 찾을 수가 없었다. 이 사례의 화재 원인은 조사하여 본 결과, 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압호스와 연결되는 연료라인을 정비한 다음 고정하는 볼트를 규정 토크로 조이지 않아 조임 토크 불량에 의해 시간이 경과함에 따라 볼트 및 너트가 분리되어 호스 고정용 브래킷이 이탈되어 이로 인해 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것으로 확인되었다.
주위를 확인한 결과, 연료 호스를 고정하는 브래킷은 배기측의 머플러 하단에서 찾을 수 있었고, 이를 고정하는 볼트와 너트는 호스가 빠질 때 LP 가스의 압력에 의해 분리되어 어디론가 분산되어 찾을 수가 없었다. 이 사례의 화재 원인은 조사하여 본 결과, 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압호스와 연결되는 연료라인을 정비한 다음 고정하는 볼트를 규정 토크로 조이지 않아 조임 토크 불량에 의해 시간이 경과함에 따라 볼트 및 너트가 분리되어 호스 고정용 브래킷이 이탈되어 이로 인해 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것으로 확인되었다. Fig.
LPi 인젝터와 전자제어 가솔린 인젝터의 차이점은 전자제어 가솔린 인젝터의 경우 연료의 공급이 인젝터 상부에서 하부로 연료가 공급되는 데 비해, LPi 인젝터의 경우는 인젝터 내부의 빙결(Icing) 현상을 방지하기 위해 연료의 공급을 인젝터 중앙으로 하지 않고 연료의 공급라인을 옆쪽에 설치 하여 인젝터 내부로 연료가 흐르는 것을 최소화한 구조로 되어 있다[12]. 이 사례에서는 Fig. 7에서 인젝터를 확인하여 보았을 때 1, 2, 3 번 인젝터는 정상적으로 링이 삽입되어 있는 것을 확인하였다. 그러나 Fig.
1) 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압 호스 고정용 브래킷이 이탈되어 이로 인해 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다.
2) 4번 인젝터를 휜 상태에서 조립한 결과 연료의 누설을 방지하는 O링이 찢어져 이 사이로 연료가 누출되어 화재가 발생된 것을 확인하였다.
3) 연료 압력 조절기 유닛과 연결되어 있는 연료 차단 솔레노이드 밸브의 기밀불량으로 인해 LP 가스가 누설되어 엔진의 과열된 열에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
엔진룸이 화재에 잘 견딜 수있도록 부품들의 내구성을 확보해야 하는 이유는 무엇인가?
최근 자동차는 자동차 엔진, 섀시 및 전기시스템에 적용되는 편리하고 다양한 시스템이 적용된 반면에 복잡한 기계·전기·전자적인 시스템의 적용에 의해 자동차는 화재에 대한 위험성은 더욱 커졌다고할 수 있다. 즉, 자동차 엔진부에서 화재가 발생되면 연료시스템 엔진 내부의 엔진커버, 헤드 커버 및 경량화를 위한 플라스틱부와 엔진의 각 제어부에 전기를 공급하는 엔진 와이어링(wiring) 배선부분에 의해 화재원이 확산되기 때문에 화재의 위험성 또한 높아졌다 할 수 있다. 따라서, 엔진룸(engine room)은 항상 뜨거운 열과 접촉하므로 화재에 잘 견딜 수있도록 부품들의 내구성을 확보해야 한다[1].
가연성 가스의 연소의 두 가지 형태는 무엇인가?
가연성물질(combustible material)이 기체(gas) 상태로 그 자체가 공기(air)중에 급속하게 확산하기 쉽고 폭발 범위내에서 화재를 일으킬 수 있는 불꽃(flame)이 있으면 쉽게 불이 붙는다. 가연성 가스의 연소에는 정상연소와 비정상연소의 두 가지 형태가 있으며, 가스기구 등에 의한 연소를 정상연소라 하고, 공기중에 가연성 가스를 확산시키면서 안정한 불꽃으로 연소를 계속하여 불꽃의 크기의 조정도 가능하다. 한편, 공기중에 체류하는 가연성가스가 폭발적으로 연소하는 것을 비정상연소라 하며, 화재 폭발 등의 위험성이 크다.
연소는 무엇인가?
연소(combustion)란 일반적으로 산화(oxidation) 등의 반응에 의해 열과 빛을 발하는 현상이라 하며, 일반적으로 공기나 산소가운데 물질이 산화되어 열을 발생하는 현상을 말한다. 따라서, 연소가 가능한 물질들이 타거나 하는 것이라 할 수 있으며, 자동차 엔진분야에서는 석유(petroleum)에서 정제한 휘발유, 경유 및 LPG 가스 등을 예로 들 수 있다.
참고문헌 (12)
Norman R. Byrd, Arthur Rojo and Stephem C, "Fire Resistant Composites", SAE paper 2002-01-2957
Richard E. Lyon and Richard N. Walters, "Flammability of Automotive Plastics", SAE paper 2006-01-1010
John Kennedy, "The Fire and Explosion Investigator's Role in product Liability Cases", SAE paper 700681
Dennis A. Guenther, Larry G. Goodwin and Ronald N. Thaman, "Forensic Analysis of Automobile Fires", SAE paper 810011
Maintenance manual of Hyundai Motors, (2012)
Maintenance manual of Kia Motors, (2012)
Maintenance manual of GM Daewoo Motor, (2012)
Leland E. Shields and Robert R. Scheibe, "Computer- Based Training in Vehicle Fire Investigation Part 2 : Fuel Sources and Burn Patterns", SAE paper 2006-01-0548
Hyundai Motor Compony, "Service Training Manual - Electronic Control Engine", (2001)
Il Kwon Lee, et al., "Automotive Failure Diagnosis", Sun Hak, (2002)
Dieter Wolpert and Markus Egelhaaf, "Case Studies in Germany Examining the Effect of Recent Service Work on Vehicle Fires" SAE paper 2009-01-0009
Hyundai Motor Company, "Electronic Control LPI System", (2005)
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