CDI module은 ROTAX 엔진의 점화 안정성을 획기적으로 올려준 개발품으로서 이탈리아 Ducati사에서 개발되어 1980년대부터 ROTAX엔진에 적용되었다.
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CDI 시스템은 Capacitor Discharge Ignition의 약자로서 한개의 엔진 실린더에 두개의 점화플러그를 효과적으로 적용하여 점화가 일어나지 않아 엔진이 정지되는 경우를 크게 줄여준다.
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또한 일반 제네럴 비행기에서 쓰는 디스트리뷰터와 타이밍 밸트를 사용한 점화 시스템보다 기계적 가동부분이 플라이휠 하나밖에 없는 아주 단순한 구조로 되어 있어 엔진 오버울 할때만 트리거 코일과 프라이휠에 부착된 회전자석과의 에어갭을 0.02로 맞추어 주는것 외에는 운행중에는 아무런 점화타이밍 조정이나 점검이 필요 없는 높은 신뢰성을 구조적으로 가지고 있다.
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이하의 내용은 Rotax 공식 기술사이트인 www.800-airwolf.com에 소개된 Mike's article part 32 부분을 번역하여 하늘산책에 올린 홍희정님의 글을 좀더 알기 쉽게 수정하고 빠진내용들을 추가한 것이다.
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CDI시스템은 플라이휠 제네레이터와 제네레이터 코일에 연결된 두개의 콘트롤유닛(트랜듀셔, 흑색 박스두개) 및 스파크 플러그로 으로 구성되어 있고 콘트롤유닛은 두개가 서로 180도각도로 위치되어있는 트리거코일,혹은 픽업코일에 의해 작동되어진다.(Figure 1 참조)
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플라이휠은 스테이터(코일뭉치)바깥쪽으로 회전하는 일종의 로터로서 12개의 영구자석이 붙어있다. 이자석이 엔진이 돌면 코일뭉치인 스테이터 주위를 회전하면서 스테이터 코일에 전압을 유기하게 된다. 알지요? 학교때 배운 발전기원리.
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이중에서 스테이터의 2쌍의 코일은 두개의 트랜듀서(블랙박스)에 전압을 공급해주고 이전압으로 스파크플러그에 불꽃(스파크)이 튀게 한다.
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나머지 8개의 코일은 기체에서 쓰는 모든 전원을 발생시키는 lighting coil로 최대 170 Watt를 발전해 낸다.
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발전기 출력170 Watt란 전기일률의 단위로 1 와트는 1볼트로 1암페어를 이동시키는 일율로 공식은 P=I*E..., 복잡하니까 간단히 말하면 165Watt일경우 비행기의 밧데리가 12볼트이면 P=I*E공식을 대입하면 I(amp)=P/E(volt)가 된다. 그럼 170/12는 14.16 Amp가 나오는데 즉 이발전기로는 14.16 Amp를 최대로 쓸수있다는 것을 말한다.
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그러나 통상적으로 항공기에서는 안전을 위해 정격용량의 80%정도를 사용하는게 일반적인 안전한 사용방법 이므로 14.16*0.8=11.3 Amp가 안전하게 사용할 수 있는 최대전류가 된다. 즉 ROTAX 엔진에 부착된 제네레이터만을 사용하는 항공기는 기내에 사용되는 모든 전기를 요하는 장비,악세서리,계기,펌프..등의 총 소비전류용량이 11.3 Amp이내 이어야 한다.
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일반적으로 이 정도의 용량이면 대부분의 기내에서 사용하는 전력공급에 문제가 없으나 스트로브 등 대전력소모 부품을 달았을 경우는 잉여 전류를 밧데리에 충전시켜 시동 시 써야하는 충전전류가 모자를 수 도 있다.
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모든 장비는 소모전류가 표기되어 있으니 확인해보기를 권한다.
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전압은 단순히 전기를 흐르게 하는 전위차일뿐이다. 정말로 일을 하는것은 전류이다...
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또한 발전기의 출력은 엔진회전수와 비례하여 올라가며 3000 RPM(10Amp)
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이하에서는 급격하게 발전출력이 떨어지므로 (figure 9 을 참조)낮은 엔진속도로 운행시 전력소모가 너무 큰 장치를 긴시간 가동 시키는 것은 주의가 요구된다.
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Figure 2 의 전기적 회로도를 자세히 보면, 1번의 트랜듀서(블랙박스) 혹은 Electronic box는 캐패시터(콘덴서)가 내장되어있는데 캐패시터는 전기를 일시적으로 저장해두는 성질이 있다. 즉 챠징코일에서 유도된 전압을 일시적으로 저장한후 트리거코일의 신호에 의해 플러그로 순간적으로 방전시켜 고전압의 스파크를 발생하게 한다.
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이 블랙박스는 전해질로 된 에폭시레진을 진공 경화하여 어떤 악조건의 환경속에서도 내구성을 유지할수 있도록 만들었다. 픽업코일로부터 오는 신호에의해 4개의 스파크 프러그가 점화하는데 하지만 이 픽업코일은 180도 방향으로 플라이휠에 일정간격을 두고 설치되어 있기 때문에 한쪽이 상사점에서 터지면 다른 한쪽은 하사점에서 터지게 되어있다. 그림을 보면 각각의 트랜듀서(블랙박스)실린더마다 하나의 플러그를 점화 시켜준다. 이로인해 양쪽 다 고장이 나서 플러그가 안 튄다는 것은 거의 불가능하게 되어 엔진의 점화 안정성을 높이게 되는 것이다.
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전기적 트러블슈팅( electrical troubleshooting) 흐름도(flow chart)
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1.전기적 접점,전선 점검(나쁘면 수리,교체)-좋으면-스파크테스트(나쁘면 수리교체)-좋으면-이그니션킬스위치점검(나쁘면 수리교체)-좋으면-1차코일 저항측정(나쁘면 수리교체)-좋으면 -2차코일 저항측정(나쁘면 수리교체)-좋으면-아래표의 회로도 계통검사.
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각회로의 저항값
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1차코일(스테이터코일)-녹색과 백색 사이 저항치-----------230옴-330옴
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라이트닝코일--------노랑과 노랑 사이 저항치 ----------0.1-0.2옴
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픽업,트리거 코일-----적색과 백색 사이 저항치 ----------60옴
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적색과 그라운드 사이 저항치 -------60옴
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트랜듀서(2차코일)-----플러그와이어와플러그와이어사이----4800-6800옴
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플러그 인슐레이션-----플러그와이어와그라운드 사이 저항치------Open
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이그니션킬(엔진스탑상태에서)-- 노랑/검정과,백색 사이 저항치------short
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이그니션킬(엔진스탑상태에서)-- 노랑/검정과,엔진그라운드사이저항치-short
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이그니션킬(엔진 On 상태에서)-- 노랑/검정과,백색 사이 저항치-----Open
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이그니션킬(엔진 On상태에서)-- 노랑/검정과,엔진그라운드사이저항치-Open
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그림을 올리는 방법을 아직 몰라서 계속실패하고 있습니다. 오라가면 수정해서 올릴깨용.
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