자동차 흡배기장치, 발전기 튜닝 및 배기측 인화성 물질 유입에 관련된 화재사례 연구 Fire Examples Study of Intake and Exhaust System, Alternator Tuning and Inflow of Inflammables on Exhaust Part in a Car원문보기
이 논문은 자동차 흡배기 장치, 발전기 튜닝 및 배기 측 인화성 물질 유입에 관련된 화재에 대한 사례를 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 흡기와 배기 장치의 튜닝한 상태에서 자동차의 시동을 켜 놓고 정차된 상태에서 가연성 스티로폼이 자동차 하체로 유입되고, 배기 열에 의해 불이 붙었고, 이 열원에 누설된 연료가 화재를 확대시킨 것으로 확인되었다. 두 번째 사례는 실내의 오디오 시스템을 튜닝하고 필요한 전기의 양을 증대하기 위해 발전기 용량을 높임으로써 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례의 원인은 정비사가 오일을 교환한 다음 플라스틱 용기로 된 깔때기를 엔진 내부에 둔 것이 엔진의 배기열에 의해 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 엔진의 흡배기 시스템과 발전기 시스템을 개조하지 않도록 하여야 하며, 자동차를 수리할 때나 점검할 때 배기측에 이물질이 유입되어 화재가 발생하지 않도록 자동차의 관리에 세심한 주의를 하여야 한다.
이 논문은 자동차 흡배기 장치, 발전기 튜닝 및 배기 측 인화성 물질 유입에 관련된 화재에 대한 사례를 분석하고 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 흡기와 배기 장치의 튜닝한 상태에서 자동차의 시동을 켜 놓고 정차된 상태에서 가연성 스티로폼이 자동차 하체로 유입되고, 배기 열에 의해 불이 붙었고, 이 열원에 누설된 연료가 화재를 확대시킨 것으로 확인되었다. 두 번째 사례는 실내의 오디오 시스템을 튜닝하고 필요한 전기의 양을 증대하기 위해 발전기 용량을 높임으로써 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례의 원인은 정비사가 오일을 교환한 다음 플라스틱 용기로 된 깔때기를 엔진 내부에 둔 것이 엔진의 배기열에 의해 화재가 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 엔진의 흡배기 시스템과 발전기 시스템을 개조하지 않도록 하여야 하며, 자동차를 수리할 때나 점검할 때 배기측에 이물질이 유입되어 화재가 발생하지 않도록 자동차의 관리에 세심한 주의를 하여야 한다.
This paper is to analyze and study the fire examples in respect of intake and exhaust, alternator tuning and inflow of inflammables on exhaust part in a car. In the first example, the driver diverted the intake and exhaust system for tuning of a car. Stopping a car to rest for moment, the flammable ...
This paper is to analyze and study the fire examples in respect of intake and exhaust, alternator tuning and inflow of inflammables on exhaust part in a car. In the first example, the driver diverted the intake and exhaust system for tuning of a car. Stopping a car to rest for moment, the flammable styrofoam scrap go into exhaust pipe that installed with exhaust manifold newly. It certified the fact that catched fire gradually, furthermore enlarged the fire by leaking fuel. In the second example, the driver enlarged the generator performance to divert the audio system in side room., it knew the fact that the electric wiring connected with generator gave the cause of outbreak a fire by overheating. In the third example, the serviceman replaced the engine oil using funnel-shaped, he put the a bottle of plastic pat onto engine cover carelessly. Consequentially, it found the fire occurrence in the engine room. Therefore, the driver never divert the intake and exhaust and generator construction of a car abnormally. Also, repairing and inspecting a car, the serviceman have a care to not occur the fire by inflammables.
This paper is to analyze and study the fire examples in respect of intake and exhaust, alternator tuning and inflow of inflammables on exhaust part in a car. In the first example, the driver diverted the intake and exhaust system for tuning of a car. Stopping a car to rest for moment, the flammable styrofoam scrap go into exhaust pipe that installed with exhaust manifold newly. It certified the fact that catched fire gradually, furthermore enlarged the fire by leaking fuel. In the second example, the driver enlarged the generator performance to divert the audio system in side room., it knew the fact that the electric wiring connected with generator gave the cause of outbreak a fire by overheating. In the third example, the serviceman replaced the engine oil using funnel-shaped, he put the a bottle of plastic pat onto engine cover carelessly. Consequentially, it found the fire occurrence in the engine room. Therefore, the driver never divert the intake and exhaust and generator construction of a car abnormally. Also, repairing and inspecting a car, the serviceman have a care to not occur the fire by inflammables.
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문제 정의
최근 국내에서도 자동차 화재에 대한 관심이 크게 증가하고 있고, 이에 대한 연구결과도 발표되고 있다[7,8]. 따라서, 이 논문은 자동차 엔진 주변에 있는 흡・배기장치, 발전기 등의 시스템에서 발생되는 화재와 관련된 고장사례를 조사하고 이를 분석하여 이에 대한 개선 및 연구방향을 제시하고자 한다.
화재가 발생하고 나면 순식간에 타기 때문에 화재의 원인을 찾기가 매우 어렵다. 본 논문에서는 자동차 흡・배기 시스템과 발전기의 튜닝, 엔진오일 교환 후 흡기와 배기부에 있던 연소성이 강한 물질에 의해 발생된 화재 사례를 고찰하였다. 이러한 화재사례는 화재가 발생한 다음 화재원인을 확인할 수 있었고, 연소부도 미세하게 남아있어 화재에 대한 분석을 할 수 있었다.
자동차 운전자가 자동차의 흡기와 배기시스템의 일부분을 변화함으로써 자동차의 출력과 주행성능을 높이려는 목적에서 자동차의 시스템을 변화시키는 것이 튜닝(tuning)의 목적이다. 그러나 이러한 자동차의 흡배기 시스템을 변화시키는 것은 자동차의 관련 법규를 정확하게 검토하고 인지하여야 한다.
제안 방법
흡기와 배기 튜닝을 비교하였을 때 흡기 튜닝이 엔진내부로의 공기 유입이 더 높다는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인한 연구결과도 발표되었다[1]. 엔진과 배기파이프의 배치(arrangement)는 최대 출력과 토크와 관련된 엔진 속도 범위를 높고 낮은 조건에서 여러 가지 다른 성능을 얻기 위해 시뮬레이션을 이용하여 적용하여 보았다[2]. 자동차 화재를 연구하고 조사하기 위한 교육 과정으로 점화원(ignition source), 연료원(fuel source)과 연소형태(burn pattern)에 관련된 프로그램을 컴퓨터를 이용하여 교육시키는 과정에 대한 연구사례도 발표되었다[3,4].
엔진의 로커 커버가 타서 녹아내렸으며, 배선의 피복 등이 모두 불에 타서 배선의 동선만 남아 있었다. 이 사례는 자동차의 엔진 오일을 교환한 다음 엔진 오일 주입구에 엔진 오일을 주입하기 위해 사용하였던 플라스틱 페트(pet)병 깔때기를 이용하여 오일 교환 후 수거하지 않고 엔진룸의 배기 매니폴드 측에 둔 상태로 엔진 후드를 닫았다. 이후 운전자가 운행할 때 엔진의 배기 매니폴드의 뜨거운 열에 의해 플라스틱 소재의 패트병에서 발화하여 화재가 발생한 것으로 확인되었다.
자동차의 엔진실의 흡기와 배기장치, 발전기 튜닝과 관련된 화재를 사례별로 분석하고 이를 고찰하여 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
즉, 이 사례의 원인은 운전자가 오일을 교환한 다음 플라스틱 패트병으로 된 깔때기를 엔진 내부에 둔 것이 엔진의 배기열에 의해 화재가 발생된 것으로 판단된다. Fig.
성능/효과
1) 흡기와 배기장치를 튜닝한 자동차가 운행중에 추가된 배기 파이프로 스치로폼 조각이 유입되어 배기열에 의해 조금씩 연소되기 시작하였고, 이 때 배기 파이프 위로 누설된 연료가 떨어지면서 화염을 활성화시켜 화재가 발생된 것을 확인되었다.
2) 실내의 오디오 시스템을 튜닝하고 전열기를 이용하기 위해 필요한 전기의 양을 보충하고자 발전기 용량을 높여 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것을 확인하였다.
3) 자동차의 엔진 오일을 교환한 다음 플라스틱 패트병 깔때기를 수거하지 않고 엔진룸의 배기 매니폴드 측에 둔 상태로 자동차를 운행하면서 엔진의 배기 매니폴드의 뜨거운 열에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다.
이 자동차는 운전자가 자동차의 흡기장치의 성능을 높이기 위해 흡기부를 개조한 자동차로 확인되었다. 이와 함께 변경된 배기시스템에는 추가된 배기 파이프가 설치되었고, 운행중에 추가된 배기 파이프로 스치로폼 조각이 유입되어 배기열에 의해 조금씩 연소되기 시작하였고, 이 때 배기 파이프 위로 누설된 연료가 떨어지면서 화염을 활성화시켜 화재가 발생되었고, 순식간에 자동차 엔진실 전체로 옮겨 붙으면서 화재가 확산된 것으로 확인되었다. Fig.
이 사례는 운전자가 운전중에 엔진룸에서 갑자기 연기가 발생하면서 화재가 발생하였다. 즉, 이 자동차는 실내의 오디어 시스템을 개조하고 필요한 전기의 양을 보충하고자 발전기 용량을 높임으로써 발전기와 연결된 배선이 과열되어 화재가 발생된 것으로 확인되었다. Fig.
발전기 용량 증대로 인한 내부열에 영향에 의한 과열현상 등에 의한 화재가 발생할 수 있다. 흡기와 배기 튜닝을 비교하였을 때 흡기 튜닝이 엔진내부로의 공기 유입이 더 높다는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인한 연구결과도 발표되었다[1]. 엔진과 배기파이프의 배치(arrangement)는 최대 출력과 토크와 관련된 엔진 속도 범위를 높고 낮은 조건에서 여러 가지 다른 성능을 얻기 위해 시뮬레이션을 이용하여 적용하여 보았다[2].
후속연구
만약 이와 같은 것을 두게 되면 엔진이 작동중에 회전부에 유입되어 회전시스템이 손상을 일으키거나 배터리 부위와 접촉하게 되면 전기적인 단락 현상을 발생할 수가 있다. 또한, 엔진의 뜨거운 열원에 의해 화재원이 될 수 있는 휴지, 걸레나 플라스틱 및 낙엽 등에 의해 화재가 발생할 수 있으므로 점검 또는 수리작업을 한 다음 철저하게 확인하여야 한다.
또한, 자동차의 시스템을 변경함으로써 발생되는 사고의 발생가능성과 자동차 수리에 대한 보완대책도 강구해야 할 것이다. 운전자가 최적의 자동차 성능을 확보하기 위해서 자동차의 성능을 향상시키고 공기청정기의 공기저항을 줄여 엔진에 많은 공기를 공급할 수 있어야 하고, 동시에 연료량 증가에 대한 합리적인 튜닝도 함께 검토 해주어야 만 한다[11].
자동차 엔진의 출력을 높여 자동차의 속도를 증가시키기 위해 자동차의 흡・배기 시스템의 구조를 변경한 사례로 흡배기 시스템의 변경은 적법한 규정에 따라야 하고, 법적인 범위에서 변경이 허용되는 범위에서 변경해야 한다. 또한, 최적의 시스템이 되는지 고장과 자동차의 사고위험성이 없는지 충분한 검토와 점검을 하여야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
자동차 흡기시스템은 어떤 기능을 하는가?
자동차 흡기시스템은 엔진의 연소실로 공기와 연료를 혼합한 혼합기를 공급하고, 배기시스템은 연소된 배기가스를 외부로 배출하는 기능을 한다. 또한, 발전기는 엔진회전과 함께 전기를 생산하여 자동차의 각종 시스템을 작동하게 하는 역할을 한다.
배기시스템에는 어떤 구성요소들이 있는가?
배기 다기관은 높은 온도 및 높은 압력의 가스가 끊임없이 통과하기 때문에 내열성이 큰 주철 등을 사용하며, 실린더에서 배출되는 배기가스를 모아서 소음기로 보내는 부품이다. 배기시스템은 연소된 배기를 외부로 배출하는 배기 매니폴드와 배기를 정화하는 정화시스템, 배기가스의 압력을 감소시키는 소음기 등이 있다.
자동차 엔진을 제어하는 시스템에서 초기 시동시 공급되는 전기는 어떤 역할을 하는가?
초기 시동시 공급되는 전기는 배터리에서 공급되고 시동이 걸리게 되면 엔진과 함께 회전하는 발전 기에서 생산한 전기가 각 전기시스템에 공급하고 남은 전기는 배터리를 충전시키게 된다. 이러한 전기는 배터리에서 시작된 메인 배선을 시작으로 작동 시스 템마다 작은 지선의 배선으로 연결되어 각 시스템에 전기를 공급하고 자동차의 각 시스템을 제어하는 역할을 한다. 따라서, 이러한 배선의 연결이 끊어지거나 내구성이 떨어져 피복이 벗겨져 단락현상이 발생하게 되면 관련 시스템은 작동이 정지되고 자동차의 주행을 멈추게 하는 요인이 된다.
참고문헌 (11)
Gilbert Sammut, Alex C. Alkidas,"Relative Contribution of Intake and Exhaust Tuning on SI Engine Breathing-A Computational Study", SAE paper 2007-01-0492
Dermot O. Mackey, John G. Crandall, Glen F. Chatfield and Malcolm C. Ashe," SAE paper 2002-01-0002
Leland E. Shields and Robert R. Scheibe," Computer-Based Training in Vehicle Fire Investigation Part I-Ignition Sources", SAE paper 2006-01-0547
Leland E. Shields and Robert R. Scheibe," Computer-Based Training in Vehicle Fire Investigation Part II-Fuel Sources and Burn Patterns", SAE paper 2006-01-0548
Steven E. Hodges, " Effective Fire Protection Systems for Vehicles", SAE paper 2006-01-0792
Thomas M. De Santis, Charles T. Adams, Louis Molnar, John Washington, Ronald E. Orlando and robert D. Banta,"Motor Vehicle Fire Investigation", SAE paper 2008-01-0555
Lee Il Kwon, Kim Young Gyu, Youm Kwang Wook, " Study of Fire Examples for Electric Wire Short and Insulated Coating Melting by Heating Including Automotive Engine Room", KIGAS Vol. 17(6), 15-19, (2013)
Han Jae Oh, Ham Sung Hoon, Lim Ha Young and Lee Il Kwon," A Study for Examples of Fire including with combustible Substance and Electrical Overload in Automotive Inside Room", KIGAS Vol. 18(3),38-43, (2014)
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