Actuators(9) 점화플러그 (4) --- 이상현상들

점화계의 이상에 의하여 점화플러그에 불꽃이 발생하지 않는 것을 점화에 의한 실화(Ignition Misfire)라고 합니다. 실화를 야기하는 점화계의 이상에는
* 점화코일의 소손 (예: 트라제의 점화플러그 리콜)
* 하이텐션코드의 고전압 누설
* 배전기의 고전압 누설
* 전극 간극 과대 등을 예로 들 수 있습니다. 이런 부품들의 성능 저하로 점화플러그에서 전기적 불꽃 방전이 발생하지 않으면(즉, Ignition Misfire가 발생하게 되면), 실린더 내를 채우고 있는 공기-연료 혼합기가 연소되지 못하고 그대로 배기관으로 배출되게 됩니다. 따라서, 당연히 연료의 소모가 많아지고, 엔진의 출력이 저하됩니다. 또, 배기관으로 배출된 가연성 혼합기가 삼원촉매 매부나 배기관 내부에서는 연소하게 되면, 배기관의 온도가 높아져서 경우에 따라서는 화재가 발생할 가능성이 있습니다.
   한편, 점화플러그 자체의 이상 현상으로 정상적인 연소가 일어나지 않는 경우가 있는데, 이런 이상 현상들에 대해서 정리합니다.

이상 현상	설                               명
조기 점화 (Pre-Ignition)	위 그림에서도 점화플러그의 온도가 과도하게 높을 때를 Pre-Ignition 영역으로 규정하고 있듯이, 전기불꽃이 방전되기 전에 점화플러그의 높은 온도로 인해 혼합기가 연소되기 시작하는 것을 말합니다. 연소실 벽면에 국부적으로 고온부가 있어도 이 현상이 발생할 수 있습니다. 이 현상은 점화플러그의 열가가 맞지 않았거나, 장착을 잘못하였을 때 발생하는데, 그 결과로 엔진의 출력이 감소되고 또, 엔진이 파손될 수도 있습니다.
카본 파울링 (Carbon Fouling)	연료가 많이 공급되어서 혼합기가 농후한 상태에서 연소가 일어나면 연소실 내에 카본의 발생이 많아집니다. 발생된 카본이 점화플러그의 전극 사이에 과도하게 축적되면, 전극 표면의 카본을 따라 전기가 흐를 수 있어 전극 사이의 전기적 절연이 유지되지 않습니다. 결국, 카본을 따라 고전압이 방전되어서, 전극 사이에 전기 불꽃이 방전되지 않는 현상이 발생합니다. 이것을 카본파울링이라고 합니다. 보통 전극 사이의 저항값이 1MΩ 이하가 되면 카본파울링이 발생한 것으로 판단할 수 있습니다. 카본파울링은 엔진의 온도가 낮고, 연료의 공급이 많은 상황이 반복될 때, 발생하기 쉽습니다.
Deposit Fouling	연소실 내에 존재하는 알갱이 상태의 건조한 퇴적물은 점화플러그의 작동에 그다지 영향을 미치지 않습니다. 그러나 고온의 상태에서 이런 알갱이들이 녹아서 절연체를 둘러싸는 피막을 형성하게 되면, 이것이 절연체의 절연을 파괴하여 방전이 일어나지 않게 할 수 있습니다. 이런 이유로 발생하는 이상현상을 deposit fouling이라고 합니다.