카니발Ⅱ 커먼레일
흑연 과다 배출

하진호【기아자동차 하이테크팀】

● 현상

상기차는 2002년 1월27일 출하되었고 초기시동 및 부하운전 때 흑연 배출가스가 40% 정도 배출되었다. 이는 커먼레일 차에서 배출되는 12∼15% 정도의 흑연가스에 비해 상당히 높은 수치이며 또한 스캐너상의 고장코드도 출력되지 않는 상태였다.

● 점검

먼저 상기차의 경우는 커먼레일의 특성상 2가지 개념으로 이해를 해야 한다.

첫 번째는 흑연의 배출이 분사 타이밍의 불일치에 의한 것이며 두 번째는 연료량 분사가 이상할 때 발생된다는 점을 기억해야 한다. 이런 이유로 먼저 분사 타이밍의 불일치에 대한 점검을 시작했다. 대략 ECU가 입력 신호값에 의해 분사시기를 잡는 것은 기존 가솔린기관과 거의 똑같다. 항상 ECU는 초기 TDC값을 체크하며, 그 다음 CPS(크랭크 각)의 값을 비례적으로 읽어 각 기통에 분사시기를 결정한다는 것이다. 여기서 주의해야 할 것은 델파이(카니발Ⅱ 커먼레일은 델파이 방식) 방식에서는 초기시동 때 동시분사는 없다. 모든 분사는 순차분사로 이루어져 있다. <그림 1>의 파형에서 볼 수 있듯 TDC+CPS의 파형은 정상적이며 분사시기는 정상적인 패턴을 타고 있다는 것을 확인 할 수 있다.

<그림 1> 정상적인 연소과정을 보여 주고 있다. 전 기통 기준으로 현 기통의 각속도가 더 빠르면 양(+) 값으로, 늦다면 음(-) 값으로 표시된다.

만약 가지고 있는 장비가 GIT의 HI-DS라면 부조실린더 검사를 권장하고 싶다. 이유는 부조실린더의 검사는 CMP(Cam Position sensor)+CKP(Crank angle sensor)의 주기를 가지고 검사하기 때문이다. 이는 분사시기를 이용해 각 기통별 이상 분사시기 및 부조실린더를 찾을 수 있는 가장 간단하면서도 확실한 점검방법이다. <그림 2>의 그래프 파형은 이와 같은 원리를 이용해 얻은 파형이다.

우리는 분사시기에 대한 기초 보정값에 이상이 없다고 보고, 그 다음으로 생각한 것이 분사량의 문제점을 점검해 보기로 했다.

<그림 3>은 커먼레일(델파이 방식)에서의 연료 공급라인을 보여주고 있다. 익히 보아 알 수 있을 것이다. 그러면 어디를 먼저 점검해야 하는지 순서를 정할 수 있다. 상기차의 경우는 흑연이 문제이므로 흑연이 나올 수 있는 사항을 먼저 체크해 보아야 한다.

① 분사시기가 착화지연시간에 분사되지 않을 경우: 상기차 해당 없음
② 인젝터에서 등균일 분사를 하지 않음: 점검사항
③ 인젝터 정상분사 때 압축압이 떨어질 경우: 점검사항

☞ 압축압이 떨어지는 경우: 연소실의 기밀 불량(피스톤링의 일자현상 헤드 개스켓의 뜸, 인젝터 기밀동워셔의 뜸), 흡기·배기 밸브의 기밀 불량

④ 불량 인젝터·후적 및 과다 리턴 발생 때: 점검 사항

대략 위와 같은 고장이 발생했을 때 흑연이 발생할 것이다.

우리는 먼저 ①항에 대해서는 이상이 없다고 보고 다음 항목부터 점검을 하기 시작했다. 인젝터가 일정하게 분사를 하는지는 사실 커먼레일에서 측정하기 어려운 면이 있다. 그러므로 스캔

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