정비사레 (92년식 스쿠프 터보)주행 중 가속 및 연비 불량

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【(92년식 스쿠프 터보)주행 중 가속 및 연비 불량】

공회전 때나 무부하 때에는 정상적으로 작동하다가 주행 중 가속을 하려고 하면 힘없이 가속이 잘 안되고 고속주행을 하게 되면 연비가 상당히 안 좋은 상태다. 이번 사례는 터보가 적용되어 있는 차에 일반 차의 점화코일이 적용되어 무부하 때에는 별문제가 되지 않다가 가속을 하게 되면 터보 차저가 작동되어 압축압력 상승으로 인해 출력 부족 현상이 발생된 것이다

주행거리 17만km인 스쿠프-α 터보 MT로 가속 및 연비 불량 현상이 나타난다.

이 차는 공회전 때나 무부하 때에는 정상적으로 작동하다가 주행 중 가속을 하려고 하면 힘없이 가속이 잘 안되고 고속주행을 하게 되면 연비가 상당히 안 좋은 상태였다.

점검을 시작하기 전 항상 선행되어야 할 점검이 있는데, 차의 접지상태 검사와 배터리 검사 그리고 발전기 검사이다. 이는 전기로 움직이는 기계에서는 기본이 되기 때문이다.

●접지상태 검사

접지검사는 말 그대로 차에 연결되어있는 접지선 들의 접촉상태와 배선의 노화 정도를 점검하는 것으로 이것들이 불량하게 되면 각 회로에 흐르는 전류의 양에 영향을 주게되어 구성품의 작동과 관련 신호에 변형을 주게 되기 때문이다.

차에 접지 선은 배터리 단자에서 차체와 변속기 하우징에 연결이 되어있고, 차체와 엔진간에 연결이 되어있는 것이 통상적인 방법이다.

때문에 첫째는 배터리 와 엔진간의 전위차를 측정하는 것이고 둘째는 차체와 엔진간의 전위차를 측정해 정상적인 차와 비교해 그 값을 보는 것이다.

측정 때 주의사항은 접지선의 굵기가 일반 배선보다 상당히 굵기 때문에 평상시에는 사소한 접촉불량을 알기란 힘들다. 따라서 많은 양의 전류를 접지 선에 흘려보내야 사소한 접촉불량을 확대해 볼 수 있다.

차를 공회전 상태로 유지한 다음 모든 전기 부하를 작동시켜 최대한의 전류가 흐르도록 한 다음 데이터를 확인해 보니 접지선의 상태는 최대 값이 0.08V와 0.36V로 나왔다.

이 정도면 양호한 것으로 우선은 접지선 불량에 의한 고장증상의 발생은 아니라고 판단을 내렸다.

●배터리 상태 검사 위한 충전전류 측정

충전전류는 말 그대로 발전기에서 발생된 전원을 전위가 상대적으로 낮은 배터리에 충전하는 전류의 양을 확인하는 것으로 만약 일정시간이 흐른 후에도 충전되는 전류의 양이 많다면 그것은 배터리 내부가 노화된 것이다.

아무리 충전을 해도 배터리 내부의 납 전극 판이 원상태로 되돌아가지 못하기 때문에 발전기가 계속 부하를 발생시켜 결국 엔진에도 영향을 주게되는 경우가 있기 때문에 자동차 점검에 있어 기본이라 할 수 있다.

배터리 단자에 점퍼 선을 연결하고 전류 프로브를 연결한 후 측정결과 1분 안에 3A 이하로 충전전류가 측정되었기 때문에 배터리의 상태는 양호한 것으로 판단되었다.

발전기 점검시 충전전류를 측정했으면 발전기에서 정확하게 일을 하고 있는 것이 아닌가 할 수도 있다.

그렇지만 충전전류는 엔진이 공회전 때 발전기에서 발생된 전류를 과연 배터리에서 얼마나 소모하고 있는가를 확인하는 것이지 발전기의 출력을 측정한 것은 아니기 때문이다.

발전기의 출력과 작동상태를 정확한 방법으로 확인하려면 다음 방법을 사용해야 정확한 진단이 가능하다.

발전기는 다 아는 것이지만 전압만 발생하는 것이 아니라 전류도 동시에 발생되기 때문에 차에 설치된 발전기가 정격용량의 전류를 발전하는지 그리고 적정 전압을 rpm 변화에 변동 없이 일정하게 유지하는지를 확인해야 정확한 발전기 점검 방법이라 하겠다.

발전기의 정격용량 테스트 방법은 접지검사와 유사점이 있는데 그것은 발전기에서 최대한의 일을 할 수 있도록 차에 있는 모든 전기부하를 작동시켜야 된다는 것이다.

모든 전기부하를 작동시키게 되면 발전기에서는 최대한 전류를 발생시켜 일을 하게 됨으로 만약 부실한 발전기라면 정격전류 이하의 전류를 발생하게 됨으로 양부를 쉽게 판정할 수 있다.

전류 프로브를 발전기의 B단자에 연결해 테스트 결과 발전기의 옆면에 적혀있는 정격 용량인 75A와 거의 동일하게 출력되고 있었다.

두 번째로 rpm변동에 따를 발전 전압의 변동을 살펴보았다. 장비를 연결하고 엔진을 가속해 보니 6500rpm 영역대 까지 전압의 변동 없이 아주 양호하게 전압이 조정되고 있는 것을 확인했다. 따라서 발전기 또한 양호하게 작동되고 있는 것으로 판단할 수 있었다.

●실린더별 rpm 편차 검사

눈으로 보기에는 엔진의 부조가 없는 것 같지만 사람이 느낄 수 없는 것을 장비는 느끼기 때문에 엔진의 상태를 측정해 보았다.

측정결과 특정 실린더에서 문제가 발생해 부조나 성능에 저하를 가져온 것이 아니라 것을 알 수 있었다. 4번 실린더가 조금 rpm이 낮은 것으로 나오지만 이것은 무시해도 될만한 정도의 수치이므로 중요하지 않다.

만약 이 수치가 10 이하로 벌어져 있다면 이것은 그 실린더에 심각한 고장요인이 있다는 것이다. 따라서 전체적인 실린더의 문제라고 판단, 기계적인 불량 원인을 제거하기 위해 압축압력을 측정해 보았으나 이것 역시 정상 기준치 내에 들고 있었다.

●연료 및 점화계통 점검 위한 급가속 실험

그렇다면 각 실린더에 전체적으로 영향을 줄 수 있는 연료계통과 점화계통을 점검해 과연 어떤 계통에 의한 것인지를 확인하기 위해 급가속 실험을 해보기로 했다.

급가속 실험을 한 후 결과를 확인해보니 점화 쪽의 불량을 의심해 볼 수 있는 산소센서의 반응이 나왔다.

이에 따라 우선 점화 2차 파형을 측정해 보았다. 측정결과 고압선의 노화로 인한 고전압의 누설이나 플러그의 소손 및 오염으로 인해 발생되는 점화 2차 에너지의 손실 같은 것은 발견할 수가 없었다.

이어 점화 1차 전류를 측정, 점화 회로 어딘가에 불량의 요인이 있는지를 확인했다. 점화 1차 파형 측정과 점화 코일의 본선에 전류 프로브를 연결 그리고 파워 TR의 베이스 작동 파형을 오실로스코프 기능에서 파형으로 측정해 보니 파형의 형태가 약간 이상하게 표출되고 있었다.

점화 1차 파형에서는 좀처럼 불량의 요인을 발견할 수 없었으나 파워 TR의 베이스 파형과 점화코일 소모 전류는 역시 정상적인 차에서 볼 수 있었던 파형과는 전혀 다른 파형이 측정되고 있었다.

파형을 유심히 보니 점화 1차 회로에 과도한 저항이 걸려 점화코일에 흐르는 전류의 양에 영향을 주거나 점화 코일의 성능이 저하되어 정상적인 차의 것과는 틀린 것 같았다.

좀더 정확한 확인을 위해 점화 코일 본선까지의 선간 전압을 측정해 보니 선간 전압은 1.2V로 측정되어 정상적인 차와 비교해 크게 차이를 보이지 않았기 때문에 점화 코일 쪽에 의심이 가기 시작했다.

그 이유는 스쿠프는 일반 가솔린 엔진과는 틀리게 터보 차저가 적용되어 있어 다른 차에 비해 점화코일에 성능을 좋게 만들어 전류를 통전시키는 시간이 일반 차의 점화코일보다는 상당히 적은 것으로 알고 있다.

따라서 파형도 좀 틀리게 표출되는 것이 사실이다. 하지만 이 차의 경우는 점화 코일에 흐르는 전류가 일반적인 차의 코일에 흐르는 전류의 양에는 못 미치는 모양이었기 때문에 혹시 코일의 성능이 저하되었거나 아니면 다른 곳에서 점화코일을 이종품으로 교환했을 가능성이 있는 것이다.

우선은 점화코일의 성능이 변형된 것이 확실했기 때문에 부품을 새 것으로 교환하기로 마음 먹고 점화코일을 분해해 유심히 살펴보았다. 어디선가 점화코일 브래킷을 교환한 흔적을 발견하게 되었다. 새 부품으로 교환한 후 다시 파형을 측정해 보았다.

불량 때에는 점화코일 전류가 3A 정도 였는데 점화코일을 교환 후에는 6A에 가까운 데이터와 눈에 익은 전류 파형이 측정되고 있었다. 주행시험을 해 본 결과 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다.

스쿠프와 같이 터보가 적용되어 있는 경우 터보 차저가 작동하게 되면 그렇지 않은 차에 비해 실린더내의 압축압력이 상대적으로 높기 때문에 점화 플러그에서 고압의 불꽃이 발생하기가 힘들다.

따라서 일반 차에 사용되고 있는 점화코일로는 압축 때에 점화 플러그에서 확실한 점화 에너지 전달이 이루어지지 않기 때문에 좀더 강력한 점화 에너지가 필요하게 되어 점화코일이 일반 차의 것과는 좀 틀리게 설계되어 있는 것이 사실이다.

그렇기 때문에 터보가 적용되어 있는 차에 이번 사례와 같이 일반 차의 점화코일이 설치되게 되면 무부하 때에는 연소실의 조건이 일반 차와 비슷하기 때문에 별문제가 되지 않는다. 그렇지만 가속을 하게 되면 터보 차저가 작동을 하게 되고 압축압력 또한 상승하게 되어 연소실에서 실화의 원인이 되어 출력 부족 현상을 수반하게 된다.

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