사전 점화

Pre-ignition

스파크 점화 엔진의 사전 점화(또는 사전 점화)는 엔진 노킹과는 기술적으로 다른 현상이며, 스파크 플러그가 점화되기 전에 실린더의 공기/연료 혼합물이 점화되는 사건을 설명한다. 사전 점화는 연소실의 핫 스폿, 적용하기에 너무 뜨거운 스파크 플러그, 이전의 엔진 연소 이벤트에 의해 방전되도록 가열된 연소실의 카본색 침전물과 같은 스파크 이외의 점화원에 의해 개시된다.

이 현상을 '애프터 런닝' 또는 '런닝온' 또는 때로는 디젤이라고 부르기도 하는데, 이 현상은 점화 스위치를 끈 후 엔진이 계속 가동되도록 하는 원인이 된다. 이 효과는 카뷰레터로의 연료 공급은 일반적으로 수동 기계식 플로트 밸브에 의해 조절되며 연료가 스로틀 플레이트를 지나 어떻게든 연료가 흡입될 수 있다면 연료 공급은 연료 라인 압력이 완화될 때까지 유효하게 지속될 수 있기 때문에 카뷰레터 가솔린 엔진에서 더 쉽게 달성된다. 스로틀 바디 또는 전자 연료 주입이 있는 현대 엔진에서는 드물게 발생하는 경우가 있는데, 이는 엔진이 꺼진 후 인젝터가 연료 공급을 계속하는 것이 허용되지 않으며, 누출(고장) 인젝터의 존재를 나타낼 수 있기 때문이다.[1]

고도로 슈퍼차지 또는 고압축 멀티실린더 엔진의 경우, 여전히 작동하는 다른 피스톤에 의해 발생하는 동력이 아무리 일찍 혼합된 프리아이그먼트 엔진에 의해 과열된 피스톤을 강제로 작동시키므로 프리아이그먼트는 빠르게 녹이거나 피스톤을 연소시킬 수 있다. 많은 엔진들이 부적절한 연료 공급이 존재하는 곳에서 그러한 고장을 겪었다. 다른 인젝터는 보통 한 실린더에서 가벼운 폭발을 허용하여 심각한 폭발을 일으킨 후 사전 점화로 이어지는 동안 한 인젝터가 막힐 수 있다.[2]

점화 전 단계와 관련된 도전은 최근 몇 년 동안 고도로 부스트되고 "감속된" 스파크 점화 엔진의 개발로 증가해왔다. 감소된 엔진 속도는 자동 점화 화학이 완성될 수 있는 더 많은 시간을 허용하여 사전 점화 및 소위 "메가 노크"의 가능성을 촉진한다. 이러한 상황에서, 점화 전 행사의 출처에 대해서는 여전히 상당한 논쟁이 있다.[3]

점화 전 및 엔진 노크 모두 연소실 온도를 급격히 상승시킨다. 결과적으로, 두 가지 효과 모두 다른 영향이 발생할 가능성을 증가시키며, 두 가지 모두 파워트레인 관리 컴퓨터의 조작 개입으로 인한 엔진의 거친 작동이나 성능 상실과 같은 운영자의 관점에서 유사한 효과를 발생시킬 수 있다. 이와 같은 이유로, 구별에 익숙하지 않은 사람은 한 사람을 다른 사람의 이름으로 묘사할 수도 있다. 적절한 연소실 설계에 따라 적절한 스파크 플러그 선택, 적절한 연료/공기 혼합물 조정 및 연소실 정기 세척을 통해 사전 점화를 제거할 수 있다.[4]

사전 점화의 원인

사전 점화의 원인은 다음과 같다.[1]

  • 탄소 퇴적물은 열 장벽을 형성하며, 사전 점화에 기여하는 요인이 될 수 있다. 그 밖의 원인은 다음과 같다. 과열된 스파크 플러그(응용 프로그램에 대해 너무 뜨거운 열 범위) 고온 배기 밸브의 발광 탄소 퇴적물(좌석이 불량하거나 밸브 스프링이 약하거나 밸브 래시가 불충분하여 밸브가 너무 뜨겁다는 의미일 수 있음)
  • 연소실 또는 피스톤 상단의 날카로운 가장자리(그라인더로 날카로운 가장자리를 둥글게 감으면 이러한 원인을 제거할 수 있음)
  • 부적절하게 회전한 밸브의 날카로운 가장자리(가장자리에 남은 여백이 충분하지 않음)
  • 희박한 연료 혼합물 또는 연소실의 과도한 산소량
  • 냉각 시스템 문제(냉각수 레벨 낮음, 팬 클러치 미끄러짐, 전기 냉각 팬 작동 불능 또는 기타 냉각 시스템 문제)로 인해 정상보다 고온으로 작동하는 엔진
  • 엔진 오일 방울 자동점화(오일 캐치 탱크를 사용하여 해결할 수 있음)[3]
  • 엔진에 오일이 부족함
  • 점화 타이밍이 너무 진각됨
  • 너무 많은 공기/너무 적은 연료(옥탄)로 압력을 견딜 수 없음(공기가 너무 많으면 옥탄이가 감당하기에 너무 많은 압력이 발생하며, 연료가 너무 적으면 가압된 공기를 처리하기 위해 옥탄가가 감소함)

폭발로 인한 사전 점화

폭발로 인해 스파크 플러그 전극과 같이 실린더 내 구성품을 둘러싼 보호 윤활유의 경계층이 분해되기 때문에 이러한 구성 요소는 지속적인 폭발과 광명에 걸쳐 매우 뜨거워지기 시작할 수 있다. 결국 이것은 위에서 설명한 것보다 훨씬 더 치명적인 사전 점화로 이어질 수 있다.

자동차 엔진이 가벼운 폭발로 수천 킬로미터 동안 지속되는 것은 드문 일이 아니지만, 사전 점화는 피스톤의 몇 번의 스트로크에 엔진을 파괴할 수 있다.

참조

  1. ^ a b Daniel Hall (2007). Automotive Engineering. Global Media. p. 32. ISBN 978-81-904575-0-7.
  2. ^ Barry Hollembeak (2004). Automotive fuels & emissions. Cengage Learning. p. 165. ISBN 1-4018-3904-5.
  3. ^ a b "solutions for pre-ignition ("mega-knock"), misfire, extinction, flame propagation and conventional "knock" (PDF). cmcl innovations, UK. Archived from the original (PDF) on 8 July 2011. Retrieved 12 June 2010.
  4. ^ Jack Erjavec (2005). Automotive technology: a systems approach. Cengage Learning. p. 630. ISBN 1-4018-4831-1.
  5. ^ 엔진 기본 사항: 앨런 W. 클라인에 의한 폭발과 사전 점화