자동차 정비 상식, 자동차의 공전속도, 점화시기 측정
엔진 운전 중의 공회전 상태
스로틀 밸브가 닫힌 상태에 있고 밸브의 틈새와 스로틀 밸브를 바이 패스하는 공기가 엔진에 공급되도록 되어 있다. 따라서 공전속도(idle speed)는 스로틀 밸브를 바이 패스하는 통로를 통과하는 소량의 공기 또는 스로틀 밸브의 틈새를 통과하는 소량의 공기에 의해 연소 출력과 엔진 자체의 마찰이 평형을 이루는 회전 속도를 말한다.
따라서 오랜 기간 사용으로 엔진의 마모에 의한 변화나 스로틀밸브의 틈새에 달라붙는 미세한 먼지 등으로 공기량이 변화하는 경우 공전속도가 변화하게 된다. 또한 에어컨 등의 사용에 의한 엔진 부하 증가, 자동변속기 차량의 경우 토크 컨버터 부하의 변화, 차량의 전기장치 사용에 의한 발전기 부하의 증대 등이 공전속도 변화의 원인이 된다.
공회전 속도 조절 장치의 구성
에어 바이패스 솔레노이드 밸브 에어 바이패스 솔레노이드 밸브는 아이들링 상태에서 에어컨을 작동시킬 때나 파워 스티어링 작동 등 엔진에 부하가 걸릴 때 또는 흡기 온도가 높을 때 아이들링 안정성을 위해 각각의 부하에 따라 ECU가 솔레노이드 밸브 중 부하에 해당하는 밸브를 작동시켜 부하에 의해 떨어진 엔진 회전 속도만큼 회전수를 높여 아이들링 상태를 안정시키는 장치이다.
아이들 스피드 컨트롤 액추에이터 ISC 액추에이터는 아이들링 상태에서 엔진에 부하가 작동하여 규정의 아이들 링 회전수보다 저하되면 스프링 밸브를 바이 패스하는 공기량을 엔진 상태에 따라 듀티 제어함으로써 아이들링 상태를 향상한다. ISC 액추에이터는 솔레노이드 코일에 흐르는 전류값에 따라 발생하는 자력에 의한 힘과 스프링의 장력이 서로 평행을 이루는 위치까지 밸브를 이동시켜 공기 통로의 단면적을 제어한다.
직선운동 형식의 개폐솔레노이드는 축 방향의 변위로 회전운동 형식으로 로터리 개폐 솔레노이드 회전 방향의 변위로 공기 통로의 단면적을 제어한다. 솔레노이드 액추에이터는 응답속도는 빠르지만 작동력이 약한 편이다. 특히, 직선 개폐 솔레노이드 액추에이터는 밸브 상하의 공기 압력차에 의해 발생하는 힘에 밸브가 영향을 받지 않도록 부압 제거용 벨로우즈(Bellows)등으로 힘의 평형을 유지하고 있다.
바이패스 에어 컨트롤 밸브 바이패스 에어 컨트롤(BAC) 밸브는 엔진 냉각시에 작동하는 에어밸브와 엔진 워밍업 후 엔진의 아이들링 회전수를 조절하는 ISC밸브로 구성되어 있다.
① 에어밸브 에어밸브는 엔진이 냉각된 상태에서 조기에 워밍업이 되도록 아이들링 회전수를 높인다. 엔진이 냉각되어 있을 때는 서모 왁스가 수축되어 에어밸브는 열려 있고 엔진이 워밍업이 되면서 서모 왁스가 팽창하여 밸브는 닫힌다. 따라서 바이패스 공기량이 감소되어 엔진 회전수는 저하된다.
② ISC 밸브 안정된 아이들링 회전수를 유지하기 위해서 밸브가 바이패스 공기량을 듀티 제어한다. 내부에는 엔진의 수온 및 부하 상태의 변화에 대응하는 아이들링 회전수가 입력되어 있다. ECU가 아이들링으로 판단하면 실제의 엔진 회전수를 비교하여 목표 회전수를 보다 높거나 낮을 경우 듀티율을 제어하여 아이들링 회전수를 목표 회전수가 되도록 조절한다.
ISC 밸브 제어의 종류
(1) 시동제어 Key ON시 ISC 밸브를 완전히 열어 시동성을 좋게 하고 시동과 동시에 엔진 냉각 수온 센서의 신호를 받아 회전수를 보정한다.
(2) 회전상, 하한값 제어 공전속도가 상한 값과 하한 값을 결정하여 그 범위 내에서 제어한다.
(3) 아이들 업 제어 각종 부하 변동시 또는 전조등, 공조 장치 등의 사용에 의해 전기 소모량이 많은 경우 발전기의 발전량 증가로 엔진 부하가 증가된다. 이와 같은 변화에 대응하여 공전속도를 목푯값으로 올리는 제어이다.
(4) 학습제어 엔진은 엔진의 마모 또는 카본에 의한 틈새 변화 등에 의해 올바른 목표 회전수로 제어되는 것이 어렵다. 따라서 ECU는 항상 필요한 제어량을 학습한다.
(5) 기타제어 엔진 감속 시에는 공전 속도 제어 밸브를 닫는다. 스로틀 밸브가 급격히 열리면 공연비의 급격한 변화로 HC, CO의 농도가 높아지는데 이것을 방지하기 위하여 공전속도 제어 밸브를 연다.
ISC 밸브의 보정
(1) 시동후 보정 시동성 향상을 위해 흡입 공기량을 많게 하여 엔진 회전수를 높이는 방식으로 초기에 ISC밸브를 많이 열고 단계적으로 ISC밸브의 열림량을 줄인다.
(2) 데시포트 보정 데시포트는 급감속 시 시동 꺼짐을 방지하기 위해 ISC 유량을 서서히 감소시키는 기능을 한다.
(3) 각종 부하 보정 각종 부하(에어컨, 헤드램프, 열선, 파워 스티어링 작동 등) 작동 시 아이들 회전수가 불안정하게 되는 현상을 개선하기 위한 보정으로 순간적으로 ISC 유량을 증가시키고 서서히 줄인다.
(4) 목표 회전수 계산 엔진 상황에 맞게 공전시의 목표 회전수를 설정하는 것으로 예를 들어 아이들 상태에서 부하 작동 시 일정 회전수 이상으로 목표 회전수를 상승시켜 공전 회전수의 안정선을 도모한다.
(5) ISC 피드백(Feedback)보정(ISC 공회전 보정) 엔진의 조건에 따라 목표 회전수가 정해지면 그 정해진 값에 엔진 회전수를 맞추기 위해 피드백 보정한다.
공전속도 조정
기관의 운전상태가 불량 할 경우 운전 전 모드에 이상이 발생할 수 있으므로 규정이 맞지 않을 경우 공전 조정을 실시한다
1) 기관을 워밍업한다 (80 - 90℃) - 수온조절기(정온기, 섬스템) 작동 시기 65 - 85℃기준
2) 모든 등화류 , 전동 냉각팬 , 부속장치의 작동을 OFF시킨다.
3) 타코미터와 타이밍 라이트를 설치하여 초기 점화 시기와 rpm을 확인한 후 규정치를 벗어나면 조정 작업을 실시한다
4) 엑셀레이터 케이블을 느슨하게 한다. ( 서지탱크 뒤 부분에 설치됨 )
5) 점화 스위치를 ON으로 하여 15초 이상 유지 시킨 후 OFF 한다
6) ISC모터 컨넥터를 분리한다 ( 전원인가시의 작동을 제어하기 위해 )
7) 기관을 시동하여 스로틀벨브 스크루를 2-3회 풀어준다.
8) rpm미터를 보며 공전조정 스크루를 조정하여 엔진 공전속도를 750 rpm으로 조정한다
9) 스로틀벨브 세트 스크루를 조금 조이면서 엔진 rpm이 상승하는 점에서 다시 서서히 풀어 터치 포인트에서 약 1/2회전 풀어 그 간극이 0.5mm 정도가 되게 한다
10) 엔진을 정지 시킨 후 다시 점화스위치를 ON위치로 놓는다
11) T.P.S출력이 500 ± 20mV가 되도록 T.P.S 고정 볼트( 2개 )를 조금 풀어 좌우로 T.P.S 를 조정한 뒤 고정 볼트를 조인다 12) 점화 스위치를 OFF 시킨다
13) 엑셀레이터 케이블의 장력을 조정하여 고정한다.
14) 엔진을 시동하여 규정공전 rpm인지 확인하다.
15) 규정 공전시 rpm이 확인되면 점화스위치를 OFF 하여 E.C.U의 자기 진단 기억을 지우기 위해 배터리의 단자를 초 이상 분리시킨 후 다시 접속한다.( 보조기억장치의 기억 소거를 위함
점화 제어 시스템
1) 점화제어점화 제어 시스템의 구성 전자식 점화 제어시스템은 디스트리뷰터를 사용하지 않고 트랜지스터 등을 사용하여 전자적으로 배전하는 시스템으로 DLI(Distributor Less Ignition) 시스템이라고도 한다. 일반적인 배전부는 점화시기를 검출하여 그 신호를 발생하는 부분과 고전압을 분배하는 부분으로 구성된다. DLI시스템은 이 중에서 고전압의 분배 부분을 폐지한 것이고, 점화 신호를 만들기 위하여 캠 각 위치 센서가 필요하게 된다.
또한, DLI 시스템은 동시점화 방식과 독립 점화 방식으로 구분된다. 동시 점화 방식은 2개의 실린더를 1개의 점화코일로 배기 행정 중인 실린더와 압축(점화) 행정의 실린더를 동시에 점화시키는 것이다. 이 경우 압축 행정에 있는 실린더는 내부 압력이 높으므로 전압을 가하여도 방전이 어려우나 배기 행정에 있는 실린더는 대기압에 가까운 압력이어서 전압이 가해지면 쉽게 방전된다. 압력이 높으면 방전이 어려워지는 이유는 다음과 같다. 공기의 분자 밀도가 높으면 점화플러그의 전극 틈새에 있는 기체 분자수가 많아지고 공기 분자와의 충돌로 전자가 가속하는 거리가 작아진다.
따라서 전자가 충분히 전자가 가속되지 못하므로 공기분자를 차례로 이온하해 나갈 수 있는 능력이 작아지게 된다. 그러므로 압력이 높은 기체에는 높은 전압을 가하지 않으면 방전이 이루어지기 어렵다. 동시 점화에서 배기 행정에 있는 실린더 내의 압력은 대기압 정도로 낮아진다.
일반적으로 대기압에서는 점화플러그의 틈새가 1mm일 때 약 2,000 볼트 정도의 전압으로도 불꽃 방전이 가능하므로 배기 행정의 불꽃 방전은 압축행정의 불꽃 방전에 비하여 저항이 거의 없는 경우와 같다. 압축행정에 있는 플러그와 배기 행정에 있는 플러그에 직렬로 고전압을 가하면 배기 행정에 있는 플러그는 거의 저항이 없는 것이 되고 전압의 대부분은 압축행정에 있는 플러그에 가해지게 된다.
2) 점화시기 제어 마이크로컴퓨터에 기억되는 점화시기 데이터는 일반적으로 운전조건에 따라 시동시, 공전 시, 주행 시 등으로 구분되며 실제의 점화 시기는 초기 점화시기에 각종 보정 요소가 추가되어 결정된다.
기본 점화시기 -> 각종 보정(RPM 보정, 수온 보정, 흡기 온 보정, 고도 보정), (아이들 안정화 보정, 안티 서지 보정, 가속 보정, 엔진 소음 저감 보정, A/CON 보정, 전기 부하 보정, 라디에이터 팬 보정) -> 최종 점화시기 -> 점화 기본 점화시기의 진 각도는 실제 점화시기를 산출하기 위한 기본적인 특성치로서 컴퓨터의 기억장치에 입력되어 있다.
엔진의 흡입 공기량과 회전수에 따라 최적의 기본 점화 진각값이 결정된다. 보정 진각도 엔진의 운전상태에 따라 최적의 점화시기를 실현하기 위하여 고려되는 것으로 다양한 변수가 있다. 일반적으로 고려되는 변수는 엔진 냉각수 온도, 고지 보정(대기압 보정), 가감속 보정, 공전속도 안정화 보정, 각종 부하(에어컨, 전기 부하 등) 보정이 있다. 냉각 수온 보정은 냉각수 온도가 낮을 때 점화시기를 일정량 진각 시켜 운전성능을 향사시키는 것이다.
공회전 속도 안정화 보정은 공전속도가 감속될 때 점화시기를 진각 시켜 엔진 토크를 증가시킴으로써 안정화 시키고 공전속도가 상승될 때 점화시기를 지각시켜 공전속도를 안정화시킨다. 또한 각종 부하의 변화에 대해서도 점화시기를 보정하게 된다. 8. 자동차에서 차대 각자가 등록증 원본 승인 내용과 동일한지 여부 확인
디젤 자동차의 매연 측정한후 자동차의 안전기준과 비교
자동차 안전기준에 의한 디젤기관의 매연 측정 방법과 판정방법 측정 방법
①엔진을 워밍업한다.
②매연 시험기 전원 코드, 채취관, 공기 호스, 엑셀 스위치를 연결한다.
③채취관을 머플러에 20cm 정도 삽입 후 확실하게 고정한다.
④매연 시험기 전원 스위치를 ON 하고 2∼3분간 워밍업 한다.
⑤표준 검출 지를 넣고 검출 버튼을 누르면 검출지에 규정된(40%) 농도에 맞게 계기판의 지침이 움직인다.(정확하지 않다면 세팅 조정기로 규정치로 조정)
⑥표준 검출 지를 제거한다.
⑦에어 버튼을 눌러 관속에 있는 불순물을 제거한다.
⑧흡입 펌프를 아래로 누른다.
⑨여과지 레버를 아래로 누르고 깨끗한 여과지를 1매 넣는다.
⑩측정 차량을 급가속하며 머플러의 잔여 매연을 배출한다.
⑪엑셀 스위치를 측정차량의 가속페달에 올려놓고 함께 빠른 속도로 밟아 4초 동안 기다린다.
⑫채취된 여과지를 깨끗한 여과지 10장 위에 올려 검출대에 넣고 검출 버튼을 눌러 계기판의 눈금을 읽고 판독한다. 3회 실시하여 평균치를 측정한다.
평균치로부터 시험장에서의 유의사항
매연 조정 방법
디젤 기관의 매연을 40% 이하로 조정㉠매연 측정기를 설치한 후 폴로드 조정나사를 돌리면서 40%이하로 조정㉡오른쪽으로 돌리면 RICH, 왼쪽으로 돌리면 LEAN 하므로 점점 LEAN 하게 조정㉢혼합비 조절 나사가 있는 경우(일자가 십자로 된 나사로 손잡이가 널링되어 있다.) 이를 돌려 조정한다.
풀면 RICH 하게 된다. 매연단속 규제치 10. 배기가스 재순환 장치 점검 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation) 연소 후 배출되는 가스의 일부를 Intake Manifold로 순환시켜 재연소 시킴으로써 유해 배출 가스양을 감소시키는 시스템으로, 연소 온도가 높을 때 발생되는 질소산화물을 감소시키기 위해 배기가스의 일부를 흡입 계통에 피드백시켜 혼합기가 연소할 때 발생되는 최고 온도를 낮게 함으로써 질소산화물의 생성량이 감소되도록 하는 장치를 말한다
EGR 밸브는 배출가스 재순환 장치로 배기가스 중 NOx(질소 산화물)를 줄여준다. 질소 산화물은 연소실 온도가 높을 때 많이 발생하므로 배출되는 가스를 EGR 밸브를 통해 연소실로 보낸다. 그렇게 되면 산소량이 부족한 가스의 유입으로 인해 연료와 공기 흡입량을 줄여 연소실 온도가 내려가게 되며,
그러면 질소 산화물이 줄게 된다. 이전 차들은 대부분 흡기 매니 홀드의 압력으로 EGR 밸브를 열었으나 (rpm 상승에 따라 많이 열림) 요즘 차들은 EGR 밸브와 솔레노이드 밸브를 연개 시켜 산소 센서의 피드백 값을 ECU가 읽고 그 값에 따라 솔레노이드 밸브에 전기신호를 보내고 솔렐로이드 밸브가 열리면서 EGR 밸브가 작동하게 된다.
EGR 밸브 개통에 문제가 있을 경우의 증상은 엔진 시동이 어려울 수 있고 공회전이 불규칙할 수 있고 가속 성능이 떨어질 수 있고 연비가 떨어질 수 있다.
참고로 3 대 유해가스인 탄화수소(HC) 일산화탄소(CO) 질소산화물(NOx) 중 HC와 CO는 삼원 촉매를 거쳐(소음기 중간에 위치) 물(H2o)과 이산화탄소(CO2)로 바뀐다. 그래서 달리는 차 소음기 끝에서 물이 나오는 걸 볼 수 있다
실무 용어에서는 야마 가스라고 한다. 원래는 실린더에서 기화된 연료가 압축 링을 통과해서 캠 어셈블리 커버 쪽에 모인 가스를 말했는데, 요즘은 연료탱크에서 기화된 가스를 모으는 캐니스터의 가스 가지 말한다.
이 가스(휘발유가 포함된 가스)를 다시 연소실로 반송하는 시스템 중에 있는 밸브를 말한다. 어떤 의견에서는 이런 가스의 재활용이 출력을 높인다고 하는데. 사실 그렇지는 않으며 그냥 배출되면 공해 문재가 있으니까 한번 더 태워서 공해 물질을 절감한다고 보는 게 맞다.
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