*잠깐 업무 중 짬이 나서 적어봅니다.

*예전 연소공학 공부할 때의 지식을 짜내어보려고 합니다.

**틀린 지식이 있을 수도 있으니, 틀린 사항에 대해서는 댓글에 적어주시면 바로 반영하겠습니다.

*** 중요 : ETNT님을 통해 완전 잘못된 정보도 들어있음을 확인하고 정정합니다. 도움 주신 ETNT님께 진심으로 감사드립니다 ㅠㅠ

분사 시점을 바꾸는 건 디젤이었... ㅠㅠㅠ

가솔린엔진은 일반적으로 분사 시점은 변화가 없다고 합니다.

기본적으로 자동차의 엔진은 여러가지 센서들을 통해 미리 입력된 수치를 가지고 엔진을 제어하게 됩니다.

미리 입력된 수치들 중, 연료와 관련된 부분은 당연히 공연비 계산값이겠지요.

*공연비 : 공기 대 연료량의 비율을 뜻합니다.

연료량이 많으면 보통 농후(rich)하다 하고, 공기량이 많으면 희박(Lean)하다고 합니다.

그러면 엔진은 어떻게 고급유 셋팅과 일반유 셋팅이 어떻게 바뀌는 걸까요?

방법은 굉장히 간단합니다. 연료 분사 시간 + 연료 분사 압력을 이용해 공연비량을 조절하는 것으로 해결하거든요.

연료 분사 압력도 일부 조정하면서 점화시기를 뒤로 늦춤으로써 일반유에 맞는 셋팅으로 학습합니다.

노킹의 문제도 같이 곁들여진다고 합니다.

처음에 적은 건 디젤의 노킹 제어 지식이 섞인 거였어요. ㅠㅠ

고급유와 일반유의 차이가 옥탄가 차이라고 하잖아요? 간단하게 설명하면 휘발유의 분자량 차이, 무게 차이입니다.

고급유가 일반유보다 무게가 무거워서, 같은 분사시간 안에 더 밀도 높은 기름을 뿌릴 수가 있습니다.

크기가 큰 나무판보다 작은 나무가지가 불이 더 잘 붙잖아요? 그 원리입니다.

(고급유가 더 분자량이 높아서 일반유보다 노킹이 안나는 이유는 생각보다 간단합니다. 분자량이 높아서 자연발화시점이 더 늦거든요.)

물론 크기가 큰 나무판에서 나오는 불이 훨씬 쎄겠지요? 그래서 고급유를 쓰면 출력 향상에도 도움이 됩니다.

(근데, 분자량 퍼센트가 그렇게 크질 않아서요. 일반유 셋팅 + mpi 차량에겐 출력 향상 정도가 그리 의미있는 수치로 다가오진 않을 겁니다.)

근데, 고급유가 아닌 일반유를 넣었어요. 그러면 어떻게 되냐면요.

일단 고급유와 똑같은 분사압으로 연료를 뿌리고 압축해서 점화 플러그로 불을 쾅! 붙입니다.

고급유와 분사압으로 뿌렸는데도 연료의 밀도가 낮아서 산소와 결합하고 연소되는 양이 줄어들태니

후단 산소센서를 통해 희박연소상태라고 인식하게 됩니다.

또는 계속 희박연소를 하다보니, 점점 시간이 지나면서 노킹도 살짝씩 생기게 될겁니다.

그걸 초음파센서를 이용해서 노킹을 캐치를 하고, 엔진에 노킹이 생기고 있다고 ECU가 인지를 하게 됩니다.

그러면 연료 분사압을 높혀서 연료량을 더 많이 뿌리게 되고요. 이로 인해 고급유보다 연비가 떨어집니다.

그리고 노킹을 막기 위해서 연료를 태우는 점화시점을 뒤로 미루게 됩니다.

(왜 노킹을 막귀 위해 연료 점화 시점을 뒤로 미루는 지는 책을 뒤져야할 거 같습니다. 기억이 안나네요 ㅠㅠ)

점화 시점을 뒤로 늦추면 화염 전파 속도가 낮아져서 노킹을 막을 수 있거든요. 대신 여기서 출력 손해가 생기게 됩니다.

빨리 꽝! 터트려야 힘이 나는데, 애들이 여기저기 퍼진 상태에서 불을 붙이면 시간이 걸리고 힘이 덜 나잖아요. 그 원리입니다.

(정확히는 I = F dt!)

이러면 엔진 상태가 고급유 셋팅과 벗어나게 됩니다.

'어? 지금 rpm과 산소값에 이정도 뿌리면 이상이 없어야하는데 후단 산소센서로부터 예상값보다 산소가 아직 여유가 있게 나온단 말이지? 거기에 노킹까지 생기려 하네? 그러면 지금 일반유가 들어왔다는 거구나?'

이제 일반유가 들어왔다고 인식한 ECU는 일반유 상태에 맞는 연료 분사압과 점화 시점을 학습해가면서 일반유로 적응하게 됩니다.

아니면 아예 일반유를 위한 맵핑으로 전환하여 엔진을 제어합니다.

예전에는 그랬다고 하더라고요.

근데, 제 기억에 요즘은 센서들을 이용해서 공연비랑 점화 시기 맞춰서 제어를 한다고 배웠거든요.

역시, 대학도 졸업하면 기억한 걸 다 까먹나봅니다. 

자, 여기까지 일반유를 써도 어느정도는 문제가 없다고 설명을 했습니다.

그러면 왜 일반유를 쓰면 출력이 봉인이 될까요?

위에도 적었지만, 답은 연료 분사 압력과 점화 시기에 있습니다.

애초에 점화 시기와 연료 분사 압력을 고급유에 맞춰 설계를 했기 때문에요.

일반유로는 고급유에 맞춘 고부하 상태(RPM이 높다, 토크가 많이 필요하다, 터보가 높은 부스트를 걸었다) 셋팅에  일찍 도달하게 됩니다.

또한 점화 시기를 뒤로 미루는 것도 물리적으로 한계가 있지요.

즉, 뿌릴 시간과 힘은 정해져 있는데 고급유를 쓴 만큼 농후하게 못뿌리는 데다, 불 붙일 시간도 없다는 겁니-다.

그러니 자연스럽게 고부하 상태의 출력이 떨어질 수 밖에 없습니다. + 고부하 상태에서 노킹이 작렬하게 됩니다.

그러면 이 상태에서의 노킹도 막는 방법이 있겠지요?

답은 스로틀량 + 부스트량을 줄여서 들어오는 공기량을 줄여버리면 됩니다.

흔히 이걸 엔진 보호 모드라 합니다. (...)

이 상태가 되면 보통은 답이 없고, 공인 사업소에 가셔서 보호모드를 해제하시고 엔진 상태를 점검해야 한다고 하네요.

혹여나 피스톤이나 실린더에 문제가 생겼으면 큰일이잖아요. ㄷㄷㄷ;

그래서 일반유를 넣기 시작했다면, ECU가 일반유가 왔다는 걸 인식하고 적응할 때까지 천천히 길들여주시는 게 좋습니다.

길들이기 주행을 다시 시작한다고 보시면 되요. 

물론 거꾸로 일반유 쓰다가 고급유 써도 마찬가지겠지요? 고급유로의 적응 과정은 보통은 연료통 2~3번 비울 시간이면 된다고 합니다.

그래서 결론을 간단히 적겠습니다.

-  고급유 셋팅에 일반유를 넣어도 이론상 출력은 줄더라도 일반적으로 엔진에는 크게 문제 없다. 

일반유가 들어왔을 때에 대비한 맵핑값, 혹은 점화 시기를 늦추는 것과 연료 분사 압력 조절이 있기 때문이다.

다만, 엔진ECU가 고급유로 학습했다가 일반유로 다시 적응하는데 시간이 걸리기 때문에 길들이기 시간을 꼭 가져줘야 한다.

고급유 상태로 학습했다가 일반유를 넣고 바로 급가속이나 고RPM으로 조지면 큰일난다.

그러니 고급유 셋팅이라면 되도록 고급유를 꼭 넣어주는게 좋다.