자동차 배기가스 검사불합력

휘발유 차량의 경우 대부분 1)일산화탄소 2)탄화수소 3)질소산화물 4)공기과잉율 을 측정한다. 이번 경우는 질소산화물 과다로 기준값이 630ppm 이하인데 측정값은 1047ppm 이다. 원인은 아주 다양할 수 있다.

진단을 제대로 하면 돈 아끼고 시간 아낀다

인터넷 뒤져서 혹 카더라 정보에 의하여 하나씩 부품 교환을 해 보는것도 좋다. 하지만 더 좋은것은 제대로 진단해서 꼭 필요한 정비를 하는것도 또 다른 방법이다. 선택은 고객이 하는것이다. 

산소센서1번 점검후 느낀점

고객에 의하면 몇 개월전에 산소센서1번을 교체하였다고 한다. 실제 산소센서1번 과 2번을 보면 새 제품인것을 알 수 있다. 중요한것은 헌것이든 새것이든 제대로 작동이 되어야 한다는것이다. 그래서 항상 진단이라 측정을 하는것이 더 좋을수 있다. 

산소센서1번 중요성 

내연기관 출력은 '공기'에 결정된다. 공기는 산소를 의미하고 산소는 연소능력이다. 산소가 많을수록 연료를 많이 태울수 있다. 반대로 산소 (공기)가 없으면 아무리 연료가 많아도 연소되지 않고 배기가스로 흘러 나오게 된다. 이 공기/연료 비율을 결정하는 큰 역할을 산소센서1이 한다. 물론 일부 차량은 산소센서2번도 함께 사용하기도 한다. 그리고 최신 차량은 대부분 AFR (Air Fuel Ratio)센서를 사용한다. 산소센서1번과 AFR 센서는 역할은 같은데, 산소센서는 Yes or NO 즉 '농후' 혹 '희박' 만 알려준다. 그런데 AFR센서는 얼마나 '농후' 인지 얼마나 '희박' 인지 까지 알려주어 훨씬 더 정교한 공연비 조절이 가능해서 연비도 좋아지고 출력곤리가 더 잘 된다. BMW E46는 AFR대신에 산소센서1 번을 사용한다.

산소센서1번 작동원리

산소센서1번(Zirconia 희토류 사용)은 온도가 수백도 (250°C ~ 400°C) 되어야 제대로 작동하는데 전기뱀장어 처럼 스스로 0.0V ~1.0V까지 전기를 생산한다. 차량에서는 실제로 약 0.1V ~ 0.9V 범위를 사용한다. 1초당 10회정도 오르락 내리락 sinve wave 물결파형을 보여준다. 그런데, 산소센서 온도를 올려주는데 사용되는 열선 (Heater Core) 이 고장나면 산소센서 고장이다. 전원이 고장이어도, 접지가 고장이어도, 배선에 부식이 있거나 휴즈 혹 ECM 등이 고장나도 고장이다. 고장원인은 상당히 다양하다.

산소센서와 농후 & 희박 원인 관계

산소센서1번이 고장나면, 엔진컴퓨터는 실시간 산소센서값을 사용하지 못하고 엔지니어가 미리 세팅해 둔 기본값을 적용하는데 일반적으로 0.450mV 이다. 이것때문에 공기과잉율은 1.000 으로 정상으로 측정되어 해갈리게 한다. 0.450mV 이상은 농후, 이하는 희박 으로 구분하다. 그런데 만약 0.43V를 적용하면 '희박' 이 되어버린다. 희박은 상대적으로 연료보다 공기가 많은 경우인데, 이런경우 실린더내부 온도가 올라간다. 이번에 진단한 BMW E46의경우 0.05V까지 적용시키것이 측정되었다. 상당한 '희박' 상태로 온도가 무척 높게되는 직접적 원인이다.

산소센서1번 작동원리과 배기가스 연관성 

공연비가 희박인 경우에는 실린더내부 온도가 올라간다.  반대로 '농후, Rich' 인 경우에는 온도가 내려간다. 왜냐하면 농후는 연료 (휘발유등)가 더 많다는 의미이고 연료는 열 식혀주는 역할도 하기때문이다. 그래서 고성능 차량은 열 관리를 위하여 약간 농후상태가 더 좋을수 있다. 암튼, 산소센서가 고장나면 대체적으로 희박 상태가 되는데 열 이 높아지고 열이 높아지면 그 만큼 질소산화물 (NOx)가 발생하게 된다.

질소산화물과다가 위험한 이유

크게 2가지 이다. 하나는 유독배기가스 배출이다. 또 하나는 실린더내부 고 온 상태가 오래지속되면 밸브 피스톤 등 엔진의 기계적 손상이 올 수 있어 큰 돈 들어갈 수 있다. 모든 내연기관은 열 관리가 중요한것은 모두가 다 알고 있는 중요한 사실이다.