케미컬 튠업(Tune-Up) 정비②
그랜저XG LPI V6 2.7ℓ(2004년식)
이번 케미컬 튠업 정비의 대상차는 2004년식 그랜저XG LPI V6 2,700cc로, 주행거리는 4만 6천km이다. 신차 때와 현재의 차 상태를 비교해 보고, 케미컬 시공 작업 내용과 케미컬 시공 전·후 엔진 데이터 변화를 검증해 보았다. 또한 가솔린과 LPG 엔진 클리닝을 크게 4단계로 나누어 정리했다
도움말·양정길 「와이어텍코리아 대표」
데이터 분석·김경훈 「경기공업대학 외래교수」
<케미컬 시공 전·후 엔진 데이터 비교 분석>
진동이 신차 때에 비해 커졌고, 예전보다 연비가 크게 줄었다. 가속력 또한 부족한 느낌의 그랜저XG LPI이다.
그랜저XG 2.7 LPI는 컨트롤러가 2개가 있으며, 각각 EMS ECU와 IFB ECU가 그에 해당한다.
▶ EMS ECU 데이터 분석
<그림 1>은 케미컬 시공 전 EMS ECU의 데이터이고, <그림 2>는 케미컬 시공 후 약 200km 가량을 주행한 후의 EMS ECU 데이터이다.
엔진에서 유발되는 진동은 여러 가지 원인이 존재하지만, 그 중 크랭크샤프트의 회전 각속도에 따른 밸런스도 크게 작용한다. 샤프트의 회전 밸런스는 각 실린더의 폭발 때 토크와 관여되는데, 연소실에 유입되는 공연비, 점화장치의 성능, 밸브의 밀착 여부, 피스톤링의 밀봉 정도가 어느 정도냐에 따라 대부분 좌우된다고 봐도 된다.
케미컬을 이용한다는 것은 병원에서 외과적 수술을 통하지 않고 내과적 처방에 의해 병을 낫게 하는 경우와 같다고 보면 된다.
회전 밸런스를 무너뜨리는 요소들을 제거하는 작업에 먼저 착수했다.
연소실의 압축력 밸런스, 흡입공기량에 대한 밸런스, 연료분사량에 대한 밸런스 등을 고려해 작업에 임했고, <그림 2>의 데이터가 바로 시공 후의 데이터라고 보면 되겠다.
<그림 2>의 데이터를 봄에 있어, 가장 먼저 주목할 것이 점화시기 변동 폭이다.
점화시기는 CKP 시그널에 의해 ECU가 제어하게 되는데, CKP 시그널은 결국 크랭크샤프트의 각속도에 영향을 받게 되는 건 너무나 당연한 이치다.
따라서 점화시기가 안정되게 제어된다는 것은 결국 크랭크샤프트의 회전 밸런스를 맞추게 된다는 뜻이므로 이를 주목할 필요가 있다.
대부분 진동을 호소하는 자동차들 중에 이렇듯 회전 밸런스가 무너져 불필요한 진동이 발생하는 경우를 자주 접하게 되는 것도 그 이유 중 하나다.
공기량 센서의 수치가 수리 전과 수리 후에 변화하게 되는데, 이는 인테이크(흡입) 매니폴드에 의한 공기흐름에 변화가 생겼다는 증거다.
공기유량의 변화는 분사시간의 변화를 가져오게 되고, 이는 곧 연비와 연관되기에 데이터 변화를 보고 연비에 어떠한 영향을 주는지 파악이 가능하다고 할 수 있다.
사실적으로 이런 사소한 노후현상이 현실적으로는 연비악화의 부분적 원인을 제공하게 되므로 이러한 이론을 간과해서는 안되겠다.
아이들 스피드 액츄에이터의 데이터도 변화된 것을 볼 수 있다.
이는 그만큼 엔진이 안정화 되어 적은 양의 보정으로도 엔진 공회전 상태를 유지할 수 있다는 반증이다.
또한 드웰 시간이 줄어들게 되는데, 이 또한 의미를 둘 수 있다.
드웰 시간은 점화 1차 전류가 흐르는 시간으로 정의할 수 있다. 이는 부하에 대응해 제어되는 특성도 가지는데, 현재 엔진부하가 그만큼 줄어들었다는 것을 의미한다고 생각하면 되겠다. 즉, 피스톤의 움직임이 변화되었다는 것을 알 수 있는 대목이다.
피드백을 위한 공연비 제어 수치도 변화되는데, 수리 전에 비해 수리 후의 변동 폭이 줄어든 것을 알 수 있다.
이는 공연비 안정화로 인해 ECU의 보정 폭이 줄어들었다는 의미이며, 결국 연소실에서의 연소상태가 보다 더 향상되었음을 확인할 수 있다는 것이다.
엔진의 출력은 실상 섀시 다이나모나 엔진 다이나모에서 측정하는 게 정확하겠으나, 실제 필드에서는 비싼 장비를 구비하고 측정할 수 없는 환경이기에 시운전을 통해 확인하거나 오토트랜스미션의 경우 간단히 스톨테스트로 확인을 할 수 있다.
<그림 3>은 시공 전 스톨 때 rpm이며, <그림 4>는 시공 후 스톨 rpm이다. 시공 전과 시공 후의 스톨 때 rpm을 비교해 보면, 엔진의 출력도 향상됨을 확인할 수 있다.
대부분의 정비사들이 세월이 흘러감에 따른 노후현상을 너무나 당연한 것으로 받아들이고 있다. 하지만, 이는 향후 돌이킬 수 없는 고장으로 이어진다는 점에서 전문가로서 방치할 수 없는 상황이라는 것을 망각해서는 안된다.
▶ IFB ECU 데이터 분석
<그림 5>는 시공 전 IFB ECU의 데이터이고, <그림 6>은 수리 후의 IFB ECU 데이터이다. 시공 전 8.3~9.1%의 보정을 보이고 있으나, 시
