커먼레일 디젤 엔진의 관리, 연료필터 물 빼기가 가장 중요해

[이형철]

커먼레일의 고압펌프에 물이 들어가면 녹이 슬거나 마찰이 커져 불순물이 생기고, 인젝터가 막히는 원인이 된다.

정기적으로 연료필터 아래에 고인 물을 빼 줘야 하는 이유다. 수분 함량이 낮은 고급연료를 넣는 것도 한 방법이다. 연료가 떨어지면 고압펌프 내부의 마찰로 찌꺼기가 생길 수 있으므로 연료를 충분히 채우는 습관을 들인다

계기판 수분경고등(원 안)에 불이 들어오면 곧바로 물을 빼낸다

먼저 엔진 커버를 떼어낸다. 사진은 기아 쏘렌토의 커먼레일 엔진

원 안에 있는 부품이 연료필터다

A가 드레인 코크, B는 에어펌프

드레인 코크를 풀어 물을 빼낸다

인젝터의 커넥터(원 안)에 물이 묻지 않도록 조심한다

고압펌프

디젤 엔진의 혁명이라고 평가되는 커먼레일 시스템이 널리 쓰이면서 문제점이 하나 둘씩 드러나고 있다. 근래 들어 소비자보호원, 자동차10년타기시민운동연합 등 시민단체에 갑자기 시동이 꺼진다는 신고가 끊이지 않고 있다. 이에 대해 ‘제조결함’이라는 주장과 ‘불량연료로 인한 고장이므로 정유사 및 주유소의 책임이 크다’는 주장이 팽팽히 맞서고 있지만 그 피해는 고스란히 소비자들에게 돌아온다.
커먼레일은 고장을 일으키기 쉬운 초정밀 장치지만 오너가 제대로 관리하면 말썽 없이 오래 쓸 수 있다.

고압펌프에서 높은 분사압 만들어
커먼레일 시스템의 구성은 연료흐름의 순서에 따라 연료탱크-연료펌프-연료필터-고압펌프-커먼레일-인젝터로 되어 있다. <그림1>을 참고하면 이해가 쉽다. 연료탱크에 있던 경유는 연료펌프에 의해 연료필터로 들어가 수분 등 불순물이 걸러진 뒤 고압펌프로 밀려간다.
연료필터는 크게 세 가지 역할을 담당한다. 첫째는 경유에 들어 있는 불순물을 걸러내는 일이다. 둘째는 수분을 분리해 연료필터의 맨 아랫부분에 저장한다. 물이 차면 드레인 코크에 달린 수분센서에 의해 계기판 수분경고등에 불이 들어온다. 마지막 역할은 경유의 온도를 높이는 것이다. 연료온도 스위치가 경유에 열을 가해 걸러지지 않은 미세물질을 녹이는 한편 고압펌프에서 원활하게 압축될 수 있게 만든다.
고압펌프는 말 그대로 연료를 압축해 1천300∼1천600바의 분사압을 만들어 내는 곳이다. 고압펌프의 구조는 오른쪽 페이지의 <그림3>과 같다. 연료필터에서 나온 연료는 저압펌프 역할을 하는 기어(타이밍 체인과 연결)를 거쳐 연료압 조절밸브, 고압펌프를 차례로 거치면서 압축되어 커먼레일로 들어간다. 연료압 조절밸브는 ECU에서 보내 온 전기신호에 따라 연료의 양을 조절한다.
고압펌프의 축은 엔진 회전수와 같은 속도로 돌아가는데, 연료가 오일을 대신해 윤활유 역할을 맡는다. 연료에 수분이 많으면 윤활성이 떨어지고 고압펌프 내부의 마찰력이 높아져 녹이 생기거나 마모되어 이물질이 생긴다. 이물질이 인젝터에 들어가면 노즐이 막혀 시동이 꺼지는 원인이 된다.
고압펌프에서 나온 연료는 압축되어 커먼레일에 저장된다. 참고로 이전의 디젤 엔진은 실린더마다 혼합기(공기+연료)가 들어가는 선이 따로 붙어 있는 인라인(inline) 인젝션이다. 그러나 커먼레일은 인젝터가 하나의 레일에서 압축된 연료를 받기 때문에 커먼레일(Common rail)이라고 부른다. 커먼레일에 저장된 연료는 <그림2>처럼 생긴 인젝터를 통해 실린더로 들어간다. 이때 ECU에서 보내온 전기신호(펄스)로 인젝터를 열고 닫는다.

수분경고등 켜지면 곧바로 물 빼야
커먼레일은 아직 진화단계에 있는 메커니즘이어서 장점과 함께 치명적인 단점도 있다(본지 2004년 2월호 참조). 가장 큰 단점은 물기가 섞인 연료에 의한 고장이다. 연료에 수분이 많으면 고압펌프 내부에 녹이 생기거나 마모를 일으키고, 여기서 생긴 찌꺼기가 인젝터의 고장을 일으킨다. 이를 막기 위해 주행거리 2만km마다 연료필터 아래의 드레인 코크를 풀어 물을 빼내야 한다. 특히 겨울을 전후한 시기에는 꼭 물을 빼도록 한다.
품질이 좋은 연료를 넣는 것도 중요하다. 평소 자주 이용하는 주유소에서만 기름을 넣는 것도 좋은 방법이다. 지방을 다닐 때는 가급적 브랜드가 있는 주유소를 이용하고, 값이 싼 주유소는 피하도록 한다.
계기판의 수분경고등에 불이 들어오면 즉시 차를 멈추고 연료필터의 물을 뺀다. 이를 무시하고 달리다가 시동이 꺼지면 고압펌프나 인젝터를 통째로 교환해야 한다.
주유소에서 기름을 넣은 뒤 수분경고등에 불이 들어오지 않았는데도 1∼2km쯤 달리다 시동이 꺼졌다면 불량연료로 인한 고장일 가능성이 높다. 이때는 시동키를 절대로 돌리지 말고 그대로 견인하고, 연료탱크에 들어 있는 경유를 보존해 정유사 및 주유소의 잘못임을 입증한다. 이를 위해 기름을 넣은 뒤에는 반드시 영수증을 챙긴다.
연료를 항상 여유 있게 채우는 것도 중요하다. 연료가 떨어지면 고압펌프에서 윤활유 역할을 하는 연료가 모두 실린더로 들어간다. 이때 윤활유가 없는 고압펌프 내부에서 쇠끼리 부딪쳐 불순물이 생기고, 이로 인해 인젝터가 막힐 수 있다. 연료가 떨어져 시동이 꺼졌을 때도 시동키를 돌리지 말아야 한다. 시동키를 돌릴수록 고압펌프의 마찰이 높아져 불순물이 더 많이 생긴다. 연료를 충분히 넣고, 연료필터 맨 위에 있는 에어펌프를 여러 차례 눌러 고압펌프까지 연료가 들어가게 한 다음 시동을 걸어야 안전하다.
마지막으로 커먼레일이 있는 부분에 물이 묻지 않도록 주의한다. 셀프세차장에서 고압분사기로 인젝터 주변에 물을 뿌리면 배선에 물이 들어가 고장을 일으킬 수 있다. 인젝션의 배선은 방수 커넥터를 쓰지만 그래도 조심해야 한다. 이 때문에 커먼레일 디젤 엔진은 커버가 씌어져 있다. 특별한 이유가 아니라면 커버를 벗기지 않도록 한다.