(헐카롱) [건설기계기술사] 가솔린기관과 디젤기관의 노킹현상

헐카롱

건설기계기술사

가솔린기관과 디젤기관의 노킹 현상에 대해 알아보도록 하겠습니다.

문제) 가솔린기관과 디젤기관의 노킹현상

답)

I. 가솔린 기관의 노킹

1.발생원인

1) 미연소 가스에 의한 노킹

- 연료와 공기의 혼합가스에 점화가 된 후 화염이 전파되기 전에 미연소 혼합가스가 국부적으로 자연발화되어 압력이 급상승하여 압력파가 발생하는 현상이다.

2) 조기점화에 의한 노킹

- 스파크 플러그에서 점화가 되기도 전에 다른 곳의 혼합 가스가 저절로 자연발화되어 압력이 급상승하여 압력파가 발생하는 현상이다.

2. 노킹 피해

1) 기관이 과열되고,배기 온도가 강하된다.

2) 조기 점화의 원인이 되고, 최고 온도가 상승된다.

3) 열 효율이 저하되고, 연비가 감소된다.

4) 금속성 타음을 발생시키며, 기관 각 부의 응력이 증가된다.

5) 배기의 색이 변색 (갈색, 흑색) 된다.

II. 디젤기관의 노킹

1. 발생원인

- 자연 발화 과정에서 어떠한 이유로 점화지연이 길어질 경우, 그 동안 분사된 다량의 연료가 일시에 연소하여 폭발적인 연소상태가 되고, 압력과 온도가 급상승하여 압력파가 발생하는 현상이다.

2. 노킹 피해

1) 출력이 저하된다.

2) 기관이 과열되고, 배기 온도가 상승된다.

3) 실린더, 피스톤, 밸브의 손상 및 고착을 발생시킨다.

4) 열 효율이 저하된다.

III. 노킹 억제 방법

* 착화지연을 길게할 경우 (가솔린 기관): 부드러운 연소로 노킹을 방지할 수 있다.

* 착화온도를 높게할 경우 (가솔린 기관): 미연소 가스의 자연 발화를 방지할 수 있다.

* 회전속도를 느리게 할 경우 (디젤 기관): 경유는 휘발유보다 화점 전파 속도가 느리다. 그렇기 때문에 회전 속도를 높이면 연소되다가 남은 연료가 다음 행정에 연료가 분사되기전에 연소되어 디젤 기관의 노킹이 발생한다.

IV. Soot 의 발생원인과 대책

1. 개요

1) 분사연료 중 배기밸브가 열릴 때까지 공기와 혼합되지 못하고 연소가 완료되지 않은 탄소의 미립자 (그을음, 검댕) 이다.

2) 연소실에서 연소될 때 경유성분 중의 탄소가 열에 의해 유리되어 배출된다.

2. 발생원인

1) 공연비의 부적정

- 디젤 기관 적정 공연비 = 14.5 : 1

- 가솔린 기관의 적정 공연비 = 14.5 : 1

a) 흡입 공기량이 부족할 경우에 발생한다.

b) 분사량이 불균일 할 경우에 발생한다.

2) 노즐 마모로 인한 분무 악화

a) 노즐 스프링이 절손되었을 경우에 발생한다.

b) 밸브 시트 맞춤이 불량일 경우에 발생한다. (연료 누설 원인)

3) 분사시기: 조정불량으로 인한 연료분사시기의 부적정일 경우에 발생한다.

4) 운전조건: 난폭운전, 과적 운전, 운전 미숙 등의 경우에 발생한다.

5) 연료 부적합: 오염 연려, 불량 첨가제가 사용될 경우에 발생한다.