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연료(FUEL OIL)

연료유 계통 연료 파트에서 운전 중의 고장은 직접 엔진에 성능에 영향을 미치고, 수명에 관계되므로 다음의 점에 주의하여야 합니다.

 

운전 중 조인트로부터 연료유가 누설되지 않도록 주의하여야 합니다. 특히 연료분사 펌프와 연료분사 밸브의 사이의 연료 분사관 내는 고압이 걸리기 때문에 조인트의 체결을 확실히 하여야 하고, 또한 연료공급 펌프 흡입 측의 연료 통로 쪽으로 공기가 흡입되므로 조인트가 이완되지 않도록 하여야 합니다. 연료 분사관을 취외한 경우에는 먼지 등 이물질이 들어가지 않도록 하여야 하고 재조립 시에는 필히 파이프를 청소하고, 기통 번호는 확인하여야 합니다. 운전 중에는 가끔 조인트 및 지지 조인트의 이완이 없는지 점검하여야 하고, 항상 파이프의 균열 여부 점검 등은 정기적으로 실시하여야 합니다. 운전 중에 가장 중요한 것은 먼지가 들어가지 않게 하는 것이며, 분해와 재조립을 하는 경우에 특히 주의하여야 합니다. 연료 필터의 점검은 정기적으로 실시하여야 하며, 연료파이프관 속에 물이 혼입 되면 기기의 손상이 있으므로 주의하여야 합니다. 침전 탱크를 필히 설치하여 완전히 수분을 제거하여야 하고, 침전 탱크의 드레인 배출은 매일 작업하는 것이 좋습니다.

 

 

연료 필터(F.O FILTER)

연료 필터는 연립 절환형 환선식 필터 망(325메시 정도)을 사용합니다. 장시간 운전 후에는 필터를 분해하고 세척 유로 깨끗이 세척합니다. 그 경우 섬유질을 사용하면 먼지, 실 등이 부착되기 쉬우니 주의하여야 합니다. 또 필터 본체 내에 침전한 먼지는 굳어버려 눌어붙는 경우가 있으므로, 조금이나 따뜻하게 하면 간단하게 세척을 할 수 있습니다. 환선식 연료 필터는 연립 형으로 통상 운전 상태에는 절환 코크로 양분되어 좌우 양방의 필터 통에 병렬로 들어갑니다. 필터기의 소제는, 절환 코크에 의해서 운전 중에도 한쪽씩 소제하는 것이 가능합니다. 사용조건에 따라 다르기 때문에, 일정한 표준 사용기간을 정해서 분해 소재 (보통 사용되는 경우, 500시간)를 할 수 있도록 하는 것이 좋습니다.

연료 공급 펌프(F.O FEED PUMP)

연료분사펌프의 연료유 흡입은 충분한 양의 연료가 공급되지 않을 우려가 있기 때문에 연료공급 펌프가 부착되어 연료를 연료분사펌프로 압력을 주어 이동시킵니다. 연료공급 펌프에는 프라이밍 펌프가 장비되어 있으므로, 시동 전 및 공기를 빼는 경우에는 손잡이 나사를 풀어 상하로 움직여 프라이밍 하여 공기빼기를 하는 것이 좋습니다.

 

연료 분사 펌프(F.O INJECTION PUMP)

연료분사펌프는 보쉬 형으로, 래크에 의해 각 플런저의 유효 스트로크를 변화시켜 송유 량을 조정하도록 되어 있습니다. 각 플런저는 연료로 윤활을 행하기 때문에 장시간 운전하면 캠 실내에 잔류하는 윤활유의 양이 줄어들기 때문에 50시간마다 매 100 CC를 보충 합니다. 또한 250시간마다 드레인 플러그를 풀고 윤활유를 빼고, 새로 교환하여 주는 것이 좋습니다. 토출밸브 홀더를 체결하는 경우에는, 필히 래크의 작동이 원활한가를 확인하고, 래크의 작동이 원활하지 않은 경우, 급회전이 일어나기 때문에 주의하여야 합니다.

 

개시 및 종료

플런저가 캠에 의해서 눌려 올라오면 플런저 정상부가 배럴(BARREL)의 연료 흡입구를 닫은 경우에 연료의 압축이 시작됩니다. 그때를 개시점이라고 하고, 플런저가 다시 상승하면, 연료분사밸브내의 유압이 높게 되어, 연료분사 밸브의 노즐(NOZZLE) 니들 밸브(NEEDLE VALVE)가 스프링의 힘으로 눌러서 압력을 가해 위로 올라가며 연료는 예비 연소실 내에 분사됩니다. 그리고 다시 플런저가 상승하여 플런저에 가공된 하방의 배럴의 연료 출구에 도달하여 열기 시작하면 플런저 및 분사 밸브의 유압은 급격히 저하되며, 연료분사는 정지됩니다. 그때를 종료점이라고 합니다. 그리고 플런저가 다시 상승하여도 연료 흡입구 및 방 출구는 연료 공급 측에 통해 있기 때문에, 토출밸브를 열어 놓지 않으면 연료의 분사는 작동하지 않습니다. 그의 동작은 기관의 2회전마다 1회 반복합니다. 플런저의 홈이 방출 구로 통하는 위치가 규정되어 있으므로, 래크에 의해 플런저를 좌우로 회전하여 분사 량의 가감을 합니다. 엔진 운전 중에 실린더 내의 연료분사 개시 각도 및 종료 각도를 조사하는 것은 곤란하기 때문에 그것과 밀접한 관계에 있는 연료분사펌프 플런저의 개시 및 종료 각도를 기관의 정지 시에 파악하여 그것을 분사시기의 기준으로 조절합니다. 그의 개시 각도 및 종료 각도는 기관의 성능 및 수명에 중대한 관계가 있기 때문에 꼭 엔진 제작 공장에서 제조한 기관 조정표에 맞는 상태로 운전하지 않으면 안 됩니다. 

 

분사각도의 조정

분사각도의 조정은 각각 해서는 안 됩니다. 공장에서는 전 실린더의 분사개시각도가 일정하게 되도록 엄밀히 조정되어 있으므로, 분사 개시 각도를 조정하는 경우에는 연료분사펌프 구동 커플링으로 합니다. 구동 커플링은 캠축에 약 20°의 조정 범위가 있기 때문에, 이것은 공장 시운전의 시기에 거의 중앙에 오도록 조정하여 눈금선이 들어오기 때문에 분해 조립 시에는 눈금 선에 맞추면 좋을 것입니다. 플런저를 교환할 경우 등 각각의 개시 각도를 조사할 경우에는 다음의 방법으로 하시면 됩니다. 우선, 토출밸브와 토출밸브 나사를 풀어 분해하고, 분사시기 시험 도구를 장착하고, 연료공급 펌프의 프라이밍 펌프에 의해 수동으로 공급합니다. 그때 연료분사펌프의 래크에 의해 플런저를 연료분사의 상태로 하고, 한편으로 크랭크 각을 압축행정의 상사점 전 약 40°의 위치에 놓습니다. 그 뒤 엔진을 회전 방향으로 서서히 회전시키면 시험 도구 선단의 작은 구멍으로부터 토출 된 연료유가 멈추는 위치에 달합니다. 그 위치가 개시의 위치이고, 그때의 각도를 크랭크 각 눈금으로 읽고 상사점 전 21° 에 위치하게 하여 다음의 방법으로 조정합니다.

○ 21~23° (표준)보다 전일 경우·········플런저 하부의 조정 나사를 내린다. 

○ 21~23° (표준)보다 후일 경우·········플런저 하부의 조청나사를 올린다. 

 

종료 각도의 조정 방법은 래크에 맞물린 연료 조정 기어의 체부 나사를 느슨하게 하고 플런저와 래크의 관계 위치를 변경하는 것이 가능하며, 이것은 공장 시운전 –45에 각각의 실린더의 출력, 배기 온도 등이 일정하게 되도록 고려하여 결정하고, 그의 위치에 점선이 들어 있으므로 절대로 조정 변경하지 말아야 합니다. 또한 연료의 정지 레버가 정지 위치에서 무 분사가 되는 것을 확인하여야 합니다.

 

연료분사 밸브의 조정

연료분사밸브의 조립은 실린더 헤드의 구멍에 똑바로 넣고, 기울어진 채로 무리하게 체 부하지 않도록 조심합니다. 연료분사 밸브의 소제는 정밀한 가공을 실시하였으므로 취급에 주의하시고, 세척을 실시할 때는 좋은 경유를 사용하시고, 휘발유는 위험하므로 사용하면 안 됩니다. 또한 니들 밸브의 면에 손을 접촉하고 그대로 방치하면 방청의 원인이 되므로 주의하지 않으면 안 됩니다. 노즐 구멍이 막힌 경우에는 규정의 청소 침(피아 노선)을 사용하여 청소를 하고, 필히 굵은 청소 침과 보통의 침을 혼용해서는 안 됩니다. 중간이 굽은 것을 사용하거나 또 무리하게 소제하면 구멍이 크게 되어 운전 시 연소상황을 나쁘게 하는 원인이 됩니다.

 

연료분사 밸브의 누유

연료 누유의 원인은 니들 밸브와 노즐의 간격이 커지기 때문입니다. 보통 1분간 20 ~ 30방울 떨어지면 교환하여야 합니다. 노즐의 시험할 때 에는 원칙으로 경유를 사용합니다. 노즐시험은 정기 점검 정비기준에 따라 행하는 경우와 연료 불량이 발생한 경우에 연료분사 밸브 테스트 펌프로 분사 시험을 행하는 경우가 있습니다. 분사 시험을 하여 노즐의 사용 여부를 판정을 합니다. 이 시험은 분사 구멍의 막힘, 분무 상태 및 분사 종료의 양부 및 유밀을 조사합니다.

연료장치 (FUEL PARTS)

연료를 공부하기 전에 연료는 어찌 보면 매우 민감하고 작동 구조도 멀리서 보면 쉽지만 세세하게 파고 들어가다 보면 각 부품 하나하나가 정밀하고 어려운 부분입니다. 엔진마다 구조도 바뀔 수도 있으며 복잡한 구조를 지니고 있습니다. 

 

연료장치는 연료 탱크 속의 연료를 여과(필터링) 하여 인젝션 펌프로 보내서, 엔진의 운전 상태에 따라 연료의 분사량 및 분사 시간을 제어하며 인젝션 노즐에서 연소실 내로 분사하는 장치를 말합니다. 이 파트를 탱크로부터 노즐까지의 연료 이송방법과 독립식과 분배식으로 나눌 수 있습니다. 

독립식은 실린더와 같은 수의 펌프 기구가 필요하며 구조가 복잡하지만, 연료의 공급은 확실히 이루어지므로 고속 회전에 적합하며, 현재 가장 많이 사용되는 형식입니다. 분배식은 펌프 기구가 1개 사용되며 외형은 소형으로 만들 수 있으나, 실린더 수가 많은 엔진에는 다소 어려움이 있습니다. 독립 펌프를 집합 펌프라고 부르기도 합니다. 

연료장치 중 가장 중요한 파트는 인젝션 펌프 파트이며 현재까지 세계 각국에서 펌프의 연구, 개발이 이루어져 왔지만, 그중에서 보쉬 형 분사 펌프가 자동차나 선박 디젤엔진에 가장 적합하여 널리 사용되고 있습니다. 연료는 연료탱크(FUEL TANK), 피드 펌프(FEED PUMP), 연료 필터(F.O FILTER), 인젝션 펌프(INJECTION PUMP), 인젝션 파이프(INJECTION PIPE), 인젝션 노즐(INJECTION NOZZLE)로 이동하여 규정 압력으로 연소실 내에 분사됩니다. 또한 인젝션 펌프 내에서 노즐로 이송되지 않았던 연료 및 노즐의 니들이 윤활한 연료는 각각 리턴 파이를 경유하여 연료 탱크로 돌아가게 되어 있습니다. 

   

연료장치-단면도
연료장치

연료 파이프

연료 파이프는 연료 통로로 사용하고 있으며, 탱크에서 피드 펌프 간, 피드 펌프에서 필터 간, 필터에서 인젝션 펌프 간의 연료 통로가 되는 플렉시블 호스와 인젝션 펌프에서 노즐 간의 연료 통로가 되는 인젝션 파이프가 있습니다. 플렉시블 호스에는 비닐 파이프 등이 사용되고 있으나, 인젠션 파이프는 고압이 가해 지므로 이것에 견 딜 수 있도록 인발강관이 사용되고 있으며, 파이프 양단은 브레이크 파이프와 마찬가지로 유니언 너트를 사용하여 접속되어 있습니다. 또 각 실린더에 배관 상태는 길이가 거의 같아지도록 또 급격한 구부러짐이 피하도록 만들어져 있습니다. 

연료파이프-구조
연료파이프

 

연료 필터 

연료 필터의 기능은 연료 속의 먼지, 수분을 제거하는 것이지만, 특히 디젤 엔진에서는 연료에 의해 인젝션 펌프, 노즐 등이 윤활되고 있으므로 충분한 여과 능력이 필요하기 때문에 용량이 크게 되어 있습니다. 또한 연료 속의 수분을 제거하기 위한 연료 수분 분리기 또는 연료 유수 분리기가 있으며, 세디멘터 내부에는 수위를 알리는 수위센서가 부착되어 있습니다. 필터 엘리먼트에는 여과지, 여과포 등이 있으나, 일반적으로 여과지가 많이 사용되고 있습니다. 오버 플로 밸브는 연료 피드 펌프에서의 송류 압력이 규정에 달했을 때 열리며, 여분의 연료가 탱크로 돌아가도록 되어 있으며, 플렉시블 파이프의 접속부 및 필터 응에 무리가 가해지는 것을 방지하고 있습니다. 또한 연료 중에 공기가 혼입 한 경우에도 오버플로 밸브에서 연료와 함께 공기가 배출되도록 설계가 되어 있습니다. 

 

연료 피드 펌프 

연료 피드 펌프는 인젝션 펌프의 측면에 부착되어 있으며, 인젝션 펌프의 캠에 의해 구동되는 피스톤의 작동으로 연료 탱크에서 연료를 빨아올리며, 연료 필터를 경유하여 인젝션 펌프에 연료를 보내주는 역할을 하고 있습니다. 또한 시동전에 연료계통에서 공기를 빼는 작업을 위해서 수동용의 펌프로 프라이밍 펌프를 장착하고 있습니다. 

펌프 보디는 경합금 또는 주철제이며, 펌프 피스톤, 태핏, 푸시로드, 인 레트 및 아웃 레트 밸브 등을 내장하고 있습니다. 피스톤은 인젝션 펌프의 캠에 의해 태핏, 푸시로드를 거쳐서 밀리게 되며, 스프링에 의해 되돌려져서 펌프 작동을 하도록 되어 있습니다. 여기서 플라이밍이라는 것은 시동 시 미리 연료를 충분히 주입하는 것입니다. 

연료피드펌프-위치
피드펌프

<빨간색 동그라미 부분이 연료 피드펌프 입니다.>

<전체 적으로 보면 인젝션 펌프, 집합 펌프 타입입니다.>

 

인젝션 펌프의 구체적인 내용은 다음 시간에 인젝션 펌프 하나만을 주제로 하여 작성하도록 하겠습니다. 내부 구조가 너무 복잡하며, 부품 하나하나가 중요하므로 중요하게 다루고 가겠습니다. 

 

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