시작하기전에

우선 몇가지 기본이해를 정리해본다.

내용을 이해하기 위해서는 기본개념부터 이해해야 하기때문이다. 그리고 핵심은 PCM이 무었인지 어떻게 작동되는지 이해하는것 역시 중요하다. PCM을 해피하게 해야한다.

1) 공기과잉율 = 람다 = λ = 스토이키지수 = 토털연료트림 = Total Fuel Trim = 최적공연비 = 최적연소 = 이상적인 연소 는 본 내용상 같은 의미로 사용하도록 하겠다. 이것은 관점마다 조금씩 다를수 있으나 큰 맥락에서는 같은 의미이다. 연료보정값으로 0.00%는 최적상태이다. 람다값으로는 1.00 이다.

2) 아이들 = Idle = 무 부하시 는 엔진이 시동은 걸려있으나 부하가 걸리지 않는상태 (1000rpm정도) 이며, 원칙적으로는 모든 전기.전자기기 가 다 꺼져있는 상태를 의미한다.

3) 부하 = load 는 개념이 조금식 다르지만, 국내 배기가스 측정시의 개념은 2200~2500RPM시의 상태를 의미한다. 아이들시와 부하시의 차량상태는 많이 달라지기때문에 부하. 아이들 상태 이해는 매우 중요하다.

4) PCM = ECM = 엔진컴퓨터는 엔진연소에 관련한 공기.연료 비율을 조절하는 기능을 하고 있다. PCM의 명령이 배기가스 합별 불합격의 원인이 되는것이다. 즉, PCM이 무엇이고, 어떻게 작동되고, 어떻게 운영되는지, 어떠한 생각을 하고 어떠한 기준으로 공연비를 조정하는지를 이해하는것은 매우 중요하다.

5) 검사방법. 국내 승용차 대부분은 아이들시와 로드 상황으로 나누어서 배기가스를 측정한다. 0.90~1.10이란 아이들이 0.90이 한계점, 로드 시험시 1.10이 최대치 라는 의미이다.

본 글의 시사점 (Takeaway)

아마도 이 글을 공유하면서 전달하고자 하는 메시지는 이것인것 같다. 일반차량도 그ㅓ렇지만 특히 배기가스에 민감한 혼다 1.5T 직분사 엔진등은 평상시에 연료보정값을 잘 살펴야 한다. 내가 수차례 여러 글을 남긴이유중 하나이다. 바로 STFT & LTFT = Total Fuel Trim 이다. 이것만 잘 살펴도 엔진상황을 바로 파악하고 필요한 예방정비를 통하여 차량상태도 유지하고 정비비도 절약할 수 있을것이다. 2017년 휘발유 차량이 배기가스 검사통과하는것을 '축하' 하는 상황이 참 아이러니이다.

배기가스 측정방법론 및 환경

1) 국내 검사소의 대부분 측정방식

국내는 대부분 TSI인데, TSI는 아이들시 (1000RPM) 과 2500RPM (+-300RPM) 에서 측정하는 방식이다. 따라서 검사보고서에  1.10/1.15 인경우, 앞 1.10은 아이들시 측정값 그리고 1.15는 2500RPM시 측정값이다. 그리고 아이들시는 0.90이하인경우, RPM2500시에는 1.10이상인경우 불합격이다. 즉, 둘 다 만족이 되어야 한다.

2) 강화된 배기가스 측정 (EVAP)

차량 연료통에 유증기가 발생되고, 이러한 유증기를 엔진으로 가져와서 연소를 하는 경우가 있다. 일반적인 경우보다 연료가 더 들어오게 되는 경우가 발생할 수 있다는 것이다. 실제로는 PCM이 조절하기때문에 이슈가 없어야 한다. 하지만 현실적으로는 이것이 순간적인 연료과다 공급으로 인식될 수 있다. 그 결과, 배기가스 검사시 공기과잉율에 영향을 주기도 한다.

3) 유증기 재활용 주요부분들

연료통에 연료를 채우면 당연히 유증기가 발생하고, 이 유증기를 숯으로 가득찬 저장창고에 저장하게 설계되어 있다. 이 공간을 '캐니스터' 라고 한다. 그리고 이 캐니스터에 저장된 유증기를 엔진 컴퓨터가 필요시 가져다 사용한다. 수도꼭지처럼 열었다 닫혔다 하는 문이 있는데, 엔진룸 쓰로틀바디 부분에 '퍼지벨브 (PCSV)' 라는 부품이 바로 이 역할을 한다. PSCV는 PCV와 다르다.

4) 유증기를 줄이는 방법도 있다

연료통의 연료에서는 증기가 발생한다. 바로 유증기이다. 이 유증기는 엔진RPM이 높은경우 엔진컴퓨터가 문을 열어서 유증기를 가져와서 연소시킨다. 따라서 검사소 가기전 RPM을 올려서 유증기를 없에거나 줄이면 좋을것이다.

공기과잉율로 구분하여 이해하자

람다 기준값이 0.90 (아이들)~1.10 (2500RPM) 이다. 대부분은 공기가 많이 유입되는 상황이며, 가끔씩 공기가부족한 상태가 있기도 하다. 공기가 많은것은 연료보정값 = 람다값으로 하면 + 로 나타나고, 반대의 경우는 - 값으로 나타난다. 공기과잉율이 + 인경우를 자세히 살펴본다.

1) 공기과잉율이 플러스 (+) 인경우

거의 대부분의 차량에 해당된다. 특히 오래된 차 일 수록 이러한 현상은 많이 발견된다. 만약 아이들시 기준값이 0.90인데 측정값이 1.72 라고 한다면 이 차량은 사실상 엔진내부에 이미 상당한 이슈가 있다는 의미이다. 원인을 찾아서 해결을 하여야 한다. 다른방법으로 측정하면 공기과잉율은 연료보정값이다. 1.72는 사실상 매우 높은 측정값이다. 믿기힘든 +72.0%에 가깝다. 그런데 2500RPM 부하시 측정하면 공기과잉율이 1.02로 나온다. RPM2500시 기준값은 1.10이다. 사실상 연료보정값이 +0.2%로 매우 매우 좋은 상태이다. 즉, 아이들시에는 무척 좋지않는 공기.연료 비율이 2500RPM시에는 상당히 좋은 상태로 변하는것이다. 이것은 전형적인 엔진내부에 도둑공기가 있거나 센서류의 오류가 있을 수 있다는 의미인것이다.

2) 공기과잉율이 마이너스 (-) 인경우

반대인경우는 사실상 드물다. 하지만 가끔씩 나타나는데 공기가 적은 상태이다. 즉 연료가 상대적으로 많은 상태이다. 엔진오일 딥스틱을 꺼내서 냄세를 맡아보면 휘발유냄세가 나는 경우가 많다. Feedback 시스템에 이슈가 있거나 연료소모. 연료희석, 인젝터리크, 고압펌프리크등 다양한 원인이 존제한다.

특히민감한 차량이 있다

1) 혼다차량중 1.5T 직분사 엔진

사실 모든 직분사 엔진은 공통된 취약점이 있다. 정도의 차이가 있을뿐이다. 특히 이슈가 되는 혼다차량의 경우 1.5T 직분사가 배기가스검사에서 불합력 사례가 많다. 놀랍지도 않는 상황이고, 충분히 다 예견된 많은 이슈중에 하나일뿐이라는것을 알고 있다.

2) 삼성 SM6, 혼다 CR-V등 민감한 차량도 있다

삼성자동차 SM6 나 혼다 1.5T엔진을 사용하는 CR-V 5세대 등 일부 차량은 이러한 상황에 민감한 것으로 알려져 있다. 그래서 검사소에서도 2500RPM에서 5초이상 가속후에 측정한다고 한다. 유증기로 인한 영향을 고려하기때문이다. 검사소에서도 이러한 부분을 알고 있어서 반영하고 있어 다행이다.

기술자문 및 배기시스템 EVAP설명 자료

1. 배기가스 측정환경 및 관련사항 기술자문제공. https://cafe.naver.com/nffriend
2. EVAP 시스템 전체적인 개요 및 설명 https://www.nyvip.org/PublicSite/OBDII/evap.html