[돌비] 자동차 종합검사 휘발유, 엘피지 차량 부적합 CO, HC, NOx 이해

 

휘발유나 엘피지를 연료로 쓰는 차량은 정기검사 시 부무하 가속과 종합검사 시 ASM-2525 검사로 2가지 방법으로 배출가스 검사를 하게 되어 있습니다.

차량에 따라 기준값이 다르지만 부적합을 맞는 경우는 CO, HC, NOx 이 세가지 가스가 높거나 람다( λ)가 0.9~1.1 이범 위를 벗어난 경우에 부적합이 됩니다.

그럼 세가지 가스와 람다가 범위를 벗어나는 원인을 찾아서 차량을 정비하시고 재검사를 하시면 되겠죠.

자동차검사를 하면서 알게된 지식과 주변분들에게 물어봐서 알게 된 지식으로 대략적인 원인을 알려드리겠습니다.

 

첫 번째 산소센서의 고장입니다.

산소센서는 연소 후 나오는 배기가스의 공기량을 측정하여 연소실의 공기량을 조절하게 도와주는 센서입니다.

이 센서가 고장이 나면 공기의 양을 ECU가 제어하지 못하기 때문에 일정한 공기량으로 제어하게 됩니다.

그러므로 가속을 할시에 공기의 양을 늘려주고 저속 시 공기의 양을 줄여주어야 하는데 그 기능을 잃어버리게 되어 불완전한 연소가 일어나 CO나 HC의 배출량이 늘어나게 됩니다.

부적합시 제일먼저 확인하여야 합니다. 현재 자동차검사 시 자동차진단항목으로 인하여 진단 시 산소센서의 고장은 확인이 되고 수리 후에 배출가스검사를 하여야 하므로 쉽게 문제를 해결하실 수 있습니다.

 

두 번째 인젝터 고장

인젝터는 연소실에 연료를 뿌려주는 역할을 하는 부품입니다. 인젝터는 ECU의 제어를 받게 됩니다.

저속 시는 연료량을 줄이고 가속 시는 연료량을 늘려주어야 하겠지요.

그런데 인젝터가 고장이 나면 고장이 난다 함은 인젝터가 연료를 미세하게 뿌려주는 구멍이 막혀서 연료를 제대로 뿌려주지 못할 시 고장이 났다고 할 수 있습니다.

TV 광고에 많이 나오는 불**원샷 이런제품이 바로 인젝터의 구멍이 막히지 않게 세정해 주는 보조제라고 생각하시면 됩니다.인젝터가 고장이나면 구멍이 막혀서 연료를 제대로 뿌려주지 못하게 되면 연소실의 공기와 연료의 비가 달라지겠죠. 공기기 많아지고 연료가 적어지니 불완전 연소가 일어나게 됩니다. 그래프를 보시면 람다값이 적거나 많을 때 HC의 값이 커지는 것을 볼 수 있습니다. 람다는 실제공연비:이론공연비 입니다. 이론공연비는 14.7(공기):1(연료)입니다. 람다가 1 미만은 공기가 적고 연료가 많으며 1 초과는 공기가 많고 연료가 적은 상황입니다. 제가 설명한 상황이 람다가 1을 초과하는 상황이군요. 불완전 연소가 일어나면 HC 뿐만 아니라  CO가스도 증가하게 됩니다.

 

세 번째 흡기량 흡기온센서

말 그대로 연소실로 들어오는 공기의 양을 측정하여 ECU에 측정값을 전달하여 ECU가 공기의 양을 제어하게 된다. 산소센서와의 차이는 산소센서는 연소 후 나오는 가스의 공기량을 측정하는 거고 흡기센서는 연소실로 들어가는 공기의 양과 온도를 측정한다. 결론적으로 공기의 양을 결정짓는 역할을 하는 센서이기때문에 고장이 나면 공기의 양을 제어하지 못해서 결과적으로 불완전 연소가 일어나게 되어 CO나 HC 가스를 증가시키게 됩니다.

 

네 번째 점화라인 점화코일, 점화플러그

점화라인은 연소실에 연료와 공기가 채워지면 스파크(점화)를 일으키는 장치들을 말합니다. 점화코일은 배터리전압을 점화전압으로 올려주는(승압) 역할을 하는 장치이며 점화플러그는 불꽃을 일으키는 장치입니다. 두 장치가 없으면 점화가 일어나지 않으니 연소가 될 일도 없겠지요 그만큼 중요한 장치입니다. 2개 중에 어느 하나라도 고장이 나면 연소에 문제가 생겨서 CO 나 HC 가 증가하게 됩니다. CO나 HC가 높아서 부적합되셨다면 점검해보셔야 합니다.

 

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다섯 번째 흡기라인과 배기라인의 누설(새어나감)

흡기라인은 연소실을 들어가는 공기들의 통로이고 배기라인은 연소 후 배출되는 가스가 지나가는 통로입니다. 이 2라인이 누설이 생기면 어떤 문제가 생기는지 얘기해보겠습니다. 흡기라인에 누설이 생기면 흡기량과 흡기온 센서들이 공기의 양과 온도를 정확하게 측정하지 못하겠죠. 그 결과로 공기의 양을 정확하게 제어하지 못해 불완전한 연소를 일으키게 됩니다.  또한 에어필터를 거쳐서 공기가 들어와야 하는데 그러지 못함으로 인해 오염된 공기가 연소실로 들어오게 되니 또한 연소에 문제가 생깁니다. 당연히 CO, HC 가스에 영향을 미치게 되겠죠. 다음 배기라인에 누설이 생기면 어떻게 될까요 배기라인은 산소센서 전과 산소센서 후로 나누어 생각해 볼 필요가 있습니다. 일단 산소센서 전 배기라인에 누설이 생기면 산소센서가 정확한 공기의 양을 측정하지 못하겠죠 산소센서로 공기량을 측정하기 전에 배기가스가 새어나가기 때문이죠. 그럼 산소센서후는 어떨까요 배출가스를 측정할 때 맨 마지막 배기라인 구멍에 프로브란 측정도구를 넣어서 배기가스를 측정하게 됩니다. 배기구에 누설이 생기면 배기가스가 새어나가니 CO HC NOx 람다 이 모든 측정값들에 영향을 미쳐서 측정자체가 불가하게 됩니다. 아마 배기라인에 누설이 심하면 배기가스 측정 자체를 할수 없습니다. 자동차검사원분이 아마 배기라인 교체 후 오십시오 하게 될 겁니다.

 

여섯 번째 엔진오일의 연소

차량이 노후가 되면 피스톤링의 마모로 인해 엔진오일이 연소실로 들어와서 같이 연소가 되는 경우가 많습니다. 불완전 연소 시 나오는 배기가스와 오일이 타면서 나오는 배기가스의 색이 달라서 육안으로 확인을 할 수가 있습니다. 일반적으로 불완전 연소 시는 시꺼먼 연기가 나오는 반면 오일이 연소할 때는 하얀 연기가 나오게 됩니다. 오일이 타게 되면 불완전 연소가 일어나기 때문에 CO HC 뿐 아니라 질소산화물도 많이 배출하게 됩니다.

 

일곱 번째 산화촉매장치의 문제

삼원촉매장치란 CO, HC, 질소산화물(NOx) 등을 화학적 반응을 통해서 유해하지 않은 물질로 변환을 시켜주는 장치입니다.

CO와 HC는 산소와 반응시켜 이산화탄소(CO2)와 물(H20)로 변환시켜 배출되고 질소산화물은 질소(N2)와 산소(O2)로 변환시킵니다. 이러한 반응으로 인해 삼원촉매장치라고 부릅니다. 따라서 촉매 장치가 문제가 생기면 위와 같은 세 가지 반응을 일으키지 못해서 CO HC NOx 이러한 물질들이 이산화탄소, 물, 질소, 산소로 변환되지 못하여서 측정값이 높게 나오는 것입니다.

 

자동차검사를 하면서 배출가스 부적합이 나왔을 때 일반적으로 점검했던 사항들을 생각나는 대로 적었네요 부족하지만 배출가스 부적합이 되어서 난감하신 분들에게 제 글이 조금이나마 도움이 되셨으면 합니다.