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역화(Back-Fire)가 발생하기 쉬운 조건은? (2)
전 회에서 보였던 Back-fire발생 조건 그림을 다시 보입니다.
그림에서도 볼 수 있듯이 혼합기가 희박하지 않고 농후하더라도 점화시기가 지연되면 역화가 발생할 가능성이 커집니다. 이것은 기본적으로 LPG혼합기의 화염전파속도가 상대적으로 느리기 때문에 생기는 현상으로써, 이 때문에 LPG를 연료로 사용하는 엔진에서는 가솔린연료 엔진에 비해서 연소실에 전기불꽃 점화를 더 빠른 시점에 발생시킵니다.
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그러나 운전 중의 엔진의 회전수와 흡입공기량은 계속적으로 변화하고 있습니다. 이렇게 변화하는 운전 조건에 따라 최적화된 점화시기도 계속 변동하게 됩니다. 경우에 따라서는 가장 적절한 점화시기가 피스톤이 실린더 내에서 가장 높은 위치인 상사점(T.D.C.:Top Dead Center)을 지난 후(After T.D.C)가 될 수도 있습니다. 그러나 점화시기가 ATDC가 되면 역화가 발생될 가능성이 커지므로 가능하면 ATDC값은 점화시기로 취하지 않는 것이 좋습니다. 실제 LPG전용자동차에서도 저속으로 언덕 길을 주행하는 등의 저속,고부하 조건에서 역화가 발생하는 일이 있는데, 이 경우 점화시기를 Before TDC로 조정하는 일이 해결책이 됩니다.
점화시기가 문제가 되지 않고 점화불꽃의 세기(Strength)가 문제가 되는 경우도 있습니다. 대개 급가속을 하는 경우에는 연소실로 흡입되는 혼합기의 양이 많아지고 또 혼합기의 유동이 강하기 때문에, 점화플러그 전극 사이에 불꽃 방전을 일으키기 위해서는 더 높은 전압 차가 필요합니다. 점화플러그에서 전기 불꽃이 튀는데 필요한 전압을 요구전압이라고 하는데 이 요구전압이 커진다는 말입니다. 따라서, 이러한 조건에서 필요한 전압보다 충분히 높은 전압을 점화코일이 유도해내지 못하면, 불꽃이 생기지 않거나(실화:Misfire), 생기더라도 불꽃의 세기가 약해집니다. 불꽃의 세기가 약하면 불꽃의 에너지도 작기 때문에 화염의 전파속도도 느려집니다. 거기에다가 급가속에 의한 충격을 예방하기 위하여 점화시기까지 지연되면 역화발생의 가능성은 훨씬 더 커집니다. 따라서 점화코일의 성능 저하나 점화플러그의 간극 확대 등 방전 전압에 영향을 미치는 요소들이 변화되면 역화가 생깁니다. 점화플러그를 오랫동안 교환하지 않으면 점화플러그의 간극이 커져서 역화가 발생하는 이유가 여기에 있습니다. 그러므로 LPG자동차의 경우가 점화계의 부품 설계에 있어서 가솔린자동차에 비하여 더 많은 고려와 세심한 주의를 필요로 합니다. |
