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역화(Back-Fire)가 발생하기 쉬운 조건은? (1)
LPG차량에 역화가 발생하면, 우선 엔진조정요령대로 점검하여 적절한 혼합기가 공급되고 있는지를 확인하고,그 다음에는 점화플러그의 간극상태,디스트리뷰터(배전기)의 전기누설 여부,하이텐션코드 전기누설 여부,점화코일의 성능 등 점화계의 상태를 확인해야 한다고 했습니다. 즉, 역화가 발생할 수 있는 경우는 연료의 공급과 점화시기가 부적절할 때입니다. 이 부분에 대해서 좀 더 자세히 설명합니다.
연소실에서 형성되었던 화염이 흡기계로 전파되는 방법은 흡기밸브를 통하는 방법 외에는 없습니다. 따라서 연소실 내에 화염이 오래 머무르게 하는 인자(factor)들이 역화를 발생시키는 요인이 됩니다. 연소실 내에 화염이 오래 머무르는다는 것은 화염의 전파속도가 늦거나, 화염이 늦게 생성된 경우를 말합니다.
공기와 LPG연료가 혼합된 혼합기의 화염전파속도는 가솔린에 비해서 늦는 것으로 알려져 있습니다. 또한 연료의 양이 적은 희박혼합기의 경우에는 전파속도가 더욱 느려집니다.그러므로 LPG연료가 연소실에 적게 유입되면 흡기밸브가 열리는 기간까지 계속해서 연소실 내에 화염이 존재할 가능성이 커지는 것입니다. 그런데 현재 사용되고 있는 LPG시스템에서 엔진에 공급되는 연료의 양을 좌우하는 기본적인 부품은 베이퍼라이저(Vaporizer)입니다. 물론 엔진에 공급되는 연료의 양을 조절하는 기능은 믹서가 가지고 있고, 이 믹서가 연료조절용 밸브를 통해 공기와 혼합되는 연료의 양을 조절하게 되어 있지만, 이는 연료가 통과하는 통로의 개폐만을 조절할 뿐이고, 연료는 베이퍼라이저 2차실과 믹서의 벤츄리 사이의 압력차이로 인하여 이동하게 되어 있습니다.그러므로, 액체연료를 엔진에서 사용되는 형태인 기체상태로 변화시켜 주는 베이퍼라이저가 제대로 기능을 하지 못하면, 믹서에는 아무런 이상이 없어도 전체적으로 연료량에 변동이 있게 됩니다. 특히나 베이퍼라이저에서 연료량을 조절하는 것은 거의 대부분 진동막(Diaphragm)되어 있어, 정확한 제어가 어려운 것이 현실입니다. LPG자동차의 엔진조정이 복잡하고 시간이 많이 걸리며 반복적인 이유가 바로 이것입니다. 따라서 베이퍼라이저의 다이아프램이 목표로 하는 작동위치에서 벗어나, 정해진 양의 연료를 믹서로 공급하지 못하면, 혼합기가 희박해져서 역화가 발생합니다. 그래서 역화가 발생했을 때, 대부분의 정비업체에서 엔진조정을 다시 하는 것입니다.
아래 그림은 혼합기의 공연비와 점화시기를 변화시키면서 역화의 발생 여부를 시험한 결과를 나타낸 것입니다.
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앞에서 설명한 대로 혼합기가 희박해지면 역화가 발생할 가능성이 더 많아집니다. 애석하게도 현재 국내에서 사용되고 있는 LPG시스템은 베이퍼라이저의 구조에 의해 영향을 많이 받고 있습니다. 따라서 역화가 발생하면 우선적으로 혼합기가 희박하지는 않는지 확인해야 하며, 엔진조정상태를 확인하는 것은 필수입니다. |