LPG 자동차의 연료공급 회로 분석
회로도 분석을 통한 고장진단 테크닉⑦
고유가 시대를 맞아 최근 2∼3년 사이 상대적으로 연료 가격이 저렴한 LPG를 연료로 사용하는 차가 급증했다. 그러나 아직도 LPG 차와 관련된 지식들이 널리 보급되지 않아 많은 정비사들이 LPG 차의 정비를 꺼려하거나 실제 잘 알지 못하는 것이 현실이다. 따라서 이번 호에는 LPG 차의 기본이라 할 수 있는 연료공급 회로에 대해 알아본다
이민우 【현대자동차 하이테크팀】
IMF 시대를 맞으면서 유가가 급등하자 상대적으로 연료 가격이 저렴한 LPG 차의 인기가 폭발, 최근 2∼3년 사이에 LPG를 연료로 사용하는 차가 급증했다.
그러나 아직도 LPG 차와 관련된 지식들이 널리 보급되지 않은 관계로 많은 정비사들이 LPG 차의 정비를 꺼려하거나 실제 잘 알지 못하는 것이 현실이다. 따라서 이번 호에는 LPG 차의 기본이라 할 수 있는 연료공급 회로에 대해 알아보기로 한다.
우선 회로를 분석하기 전 기본적인 LPG 연료공급 시스템의 특성을 이해하고 넘어 가는 것이 회로분석에 도움이 될 것이다.
LPG 자동차의 특성
LPG 차는 봄베(연료탱크)에 저장된 액체 상태의 연료를 사용해 엔진을 제어함으로써 가솔린차와는 달리 몇 가지 특성을 가진다.
① 냉간 시동 때에는(보통 15℃ 이하)
냉간 시동 때에는 베이퍼라이저로 공급되는 냉각수의 온도가 낮다. 이에 따라 봄베의 액상 연료를 직접 사용하게 되면 베이퍼라이저에서 기화되지 않고 액상 상태 그대로 공급되어 너무 농후한 혼합기에 의해 시동이 되지 않는다. 따라서 기체 상태의 연료만을 사용해 시동을 걸 필요가 있다.
또한 크랭킹 때에는 가솔린 엔진과 동일하게 연료를 추가적으로 공급해야 하므로 별도의 솔레노이드 밸브를 구동해 연료를 추가 공급해야 한다.
② 냉간 시동 후에는(보통 15℃ 이상)
만약 냉간 시동 후 엔진이 워밍업 된 상태에서도 계속해 기체 연료만을 사용하면 봄베 내 기체 상태의 연료량은 극히 제한되어 있으므로 연료의 공급 자체에도 문제가 있게 된다. 뿐만 아니라 계속해 기체연료를 공급할 수 있다 하더라도 가속 또는 큰 부하 때에는 엔진에서 요구하는 연료량이 급증하게 되므로 기체 상태의 연료만으로는 엔진에서 요구하는 만큼의 연료를 공급할 수 없게 된다.
이는 1cm3의 액상 연료가 모두 기상 상태의 연료로 바뀌게 되면 250cm3가 되는데, 결국 부피 비로 250배 정도의 체적이 증가하게 되므로 기체 상태의 연료로는 한정된 체적의 연소실에 충분한 연료를 공급 할 수 없기 때문이다. 그러므로 일정 온도 이상 엔진 온도가 증가하게 되면 자동으로 기체 상태에서 액체 상태의 연료로 절환해 연료를 공급할 필요가 있다.
③ 시동키 ON 상태에서 시동이 정지되면
LPG 특성상 봄베 내부는 평상시 4∼5kg/cm2 정도의 압력을 가지고 있으므로 엔진이 정지된 상태에서 계속해 연료 계통이 열려 있으면 연료가 계속 밀려나오므로 LPG가 누설되어 위험한 상황에 도달하게 된다.
따라서 시동 OFF 때에는 반드시 연료를 차단 할 수 있는 장치가 필요하다. 이 장치는 보통 기계식으로 되어 있으나, 최근에는 솔레노이드 밸브에 의해 제어하기도 한다.
회로를 분석해 보자
회로는 쏘나타Ⅲ LPG를 기본으로 설명할 것이며, 최근 출고되고 있는 EF 쏘나타 및 그랜저 XG 등에 대해서는 달라진 점만 추가로 설명하겠다.
이번 회로 설명은 정비 때 참조할 수도 있겠으나 그 보다는 LPG 시스템의 기본적인 연료공급 장치를 이해함으로써 단순히 시동이 되지 않는 등의 문제가 발생할 때 기본적인 점검이 가능하도록 연료공급 회로의 개념을 이해하게 하는 것이 필자의 의도이다.
·시동키 ON 때(15℃ 이하) - 시동을 걸지 않은 상태(그림 1 참조)
시동키가 IG에 위치하면 IG1(시동용 전원) 전원은 LPG 릴레이 S1 단자를 거쳐 S2 단자를 통해 오일압력 스위치에 공급된다. 아직 시동이 걸리지 않은 상태이므로 오일 스위치는 ON인 상태이므로 LPG 릴레이의 코일이 자화되어 접점을 아래로 당겨 b와 11번 단자가 연결된다. 그러므로 시동키만 ON된 경우, 11번 단자가 스타트(ST) 전원이기 때문에 액·기상 릴레이로 전원이 공급되지 않아 액·기상 솔레노이드 밸브 또한 작동되지 않는다.
·시동 때(15℃ 이하) - 저 rpm으로 오일압력 스위치가 ON인 순간(그림 2 참
