LPG 역화(Back-Fire)란 무엇인가?

LPG 역화(Back-Fire)란 무엇인가?     LPG자동차에서 발생하기 쉬운 대표적인 고장이 '역화'입니다. '거꾸로 탄다'는 글자의 뜻 그대로 연소실의 불길이 흡기계로 전파하는 비정상적인 현상을 말합니다. LPG자동차에서는 흡기계의 입구 쪽에 위치한 믹서(Mixer)에서부터 공기와 연료가 혼합되어 가연성혼합기의 상태로 엔진의 연소실까지 공급되므로, 믹서에서 연소실까지의 사이에 있는 혼합기는 불꽃을 일으키는 점화원만 있으면 언제라도 연소될 수 있는 상태에 있습니다. 별도의 점화원이 없더라도,배기과정 중에 아직 화염이 연소실 안에 남아 있다가 연소실의 흡기밸브가 열려 있는 동안에 흡기계 쪽으로 전파하게 되면, 흡기계를 채우고 있는 가연성 혼합기는 폭발하게 됩니다. 따라서 흡기계에 충진되어 있는 혼합기의 양이 많으면 많을수록 더 큰 폭발력을 가지고, 공기의 흡입구까지 그 폭발력이 전달되는 것입니다. 이렇게 전달된 폭발력으로 인해 '펑'하는 큰 소리를 들을 수 있고, 또한 에어클리너가 깨지거나 해체되는 것입니다.     연소실의 화염이 흡기계 쪽으로 전파될 수 있는 것은 기본적으로 흡기밸브와 배기밸브가 동시에 열려져 있는 밸브오버랩(Overlap) 구간이 존재하기 때문입니다. 따라서 대개의 경우, LPG용 엔진은 가솔린용 엔진에 비해 밸브오버랩구간을 작게 합니다. 화염이 흡기계로 전파될 가능성을 줄이는 것입니다.     밸브오버랩이 작다고 하더라도 흡기밸브가 열릴 때까지 연소실 내에 화염이 존재하고 있다면 역화의 가능성이 커집니다. 이렇게 늦게까지 화염이 연소실 내에 존재하는 경우는 LPG연료가 너무 희박하거나 점화플러그에 불꽃을 튀기는 시점이 너무 늦을 때입니다. 연료의 농도가 희박하면 화염이 혼합기 속을 전파해 나가는 속도가 늦어집니다. 또 점화진각이 지연되어 점화불꽃이 늦게 생성되어도 화염이 늦게까지 남아 있습니다. 실제 주행할 때 역화가 잘 발생하는 주행조건이 바로 급가속할 때입니다. 급가속하기 위해서 운전자가 액셀페달을 깊숙히 밟게 되면 액셀페달에 연결되어 있는 드로틀밸브가 갑자기 열려 많은 혼합기가 딸려 들어가지만 연료는 미처 변화에 대응하지 못하기 때문에 급가속하는 순간에는 연료가 부족할 수가 있습니다.또 급가속할 때에는 엔진의 출력변화가 심하므로 이 출력변화에 의한 충격을 줄일 목적으로 점화진각을 지연(Retard)시킵니다. 따라서 급가속할 때가 전체적인 엔진작동조건이 역화가 발생할 가능성이 가장 높은 조건이 됩니다.     물론 믹서나 베이퍼라이저의 고장으로 인해 연료공급이 불충분해져도 역화의 발생이 많아집니다. 하지만 혼합비나 점화진각이 정상적으로 제어되고 있다고 하더라도 역화가 발생할 수 있습니다. LPG자동차가 많은 거리를 주행하고 나면 점화플러그의 간극이 넓어지거나(LPG엔진의 경우,대체로 간극이 1mm이상인 가솔린엔진에 비해 0.8mm정도로 점화플러그 간극이 작습니다.)점화코일의 성능이 저하되거나 하이텐션코드의 절연성이 악화되는 등의 내구적인 문제가 일어납니다. 이렇게 점화계의 성능이 나빠지면 점화플러그의 전극 양단에 걸리는 방전전압이 낮아져서 불꽃을 형성시키지 못하거나 점화능력이 떨어지는 불꽃을 생성시킵니다. 이렇게 되면 화염의 전파속도가 떨어져서 흡기밸브가 열리기 전에 연소를 완료하지 못하므로 역화가 일어나게 됩니다.     따라서 LPG차량에 역화가 발생하면, 우선 엔진조정요령대로 점검하여 적절한 혼합기가 공급되고 있는지를 확인하고,그 다음에는 점화플러그의 간극상태,디스트리뷰터의 전기누설 여부,하이텐션코드 전기누설 여부,점화코일의 성능 등 점화계의 상태를 확인해야 합니다.