자동차상식 + 자동자학과, 자동차정비기능사 등 내연기관 필수과목 자동차기관 요점 99강. CNG엔진의 구성 5

99강. CNG엔진의 구성 5

 

카. 맵센서(MAP)

(1) 장착위치 : 흡기다기관
(2) 흡기압 센서는 압전소자 식, 흡기온도센서는 가변저항기 식으로 되어 있다.
(3) 엔진으로 공급되는 최종적인 공기량이므로 엔진 ECU는 맵센서(MAP)의 신호를
기준으로 연료량을 결정한다.
(4) MAP센서값은 악셀페달 개도량과 비슷한 출력특성을 보인다. TPS센서(악셀페달)
는 전압 값으로 나타나고, MAP 센서는 압력값으로 나타나지만 그 2개의 출력특성은 비
슷한 모양을 가지게 된다. 하이스캔 그래프 기능으로 확인하면 매우 쉽다.

맵 센서

타. 산소센서(UEGO Sensor)

(1) 장착위치 : 배기다기관
(2) 기능 : 배출가스의 산소농도를 측정한다. ECU는 산소센서로부터 공연비를 얻어
요구하는 공연비가 되도록 연료량을 가감하여 엔진에 공급되는 공연비를 제어한다. 공
연비가 희박하면 산소비율이 많아지고 출력전압도 높아지지만, 반대로 공연비가 농후
하면 산소비율은 적어지고 출력전압도 낮아진다.
(3) 히터의 기능 : 냉간 시에도 센서가 빠른시간에 웜업될 수 있도록 히터가 별도 장착
(4) 센서셀의 기능 : 배기가스의 산소량에 따라 출력전압을 발생
(5) 펌프셀의 기능 : CNG엔진은 희박연소를 하기 때문에 출력전압도 아주 작아 ECM
이 판단할 수 있는 전압으로 증폭시키기 위한 펌프셀이 있다.
(6) 산소센서 회로도
(7) 저항값 : 3.2 ±0.8Ω(상온기준)
(8) 주의사항 : 산소센서는 공기중 산소를 기준으로 배기가스중 산소농도를 계산하
므로 센서 내부에 대기공기가 공급되어야 한다. 산소센서 커넥터에 대기 공기가 통하는
구멍이 있는데 오염되거나, 막히면 산소센서 신호값에 영향을 주게 되어 차량 주행 시
이상 현상이 발생한다.

 

파. 습도 센서

(1) 기능 : 희박 연소됨에 따라 공기 중에 수분이 많을 경우 상대적으로 연소를 위한
공기의 비율이 낮아 연소가 되지 않는 실화가 발생할 수 있다.
따라서 습도가 높을 경우 충분히 연소가 될 수 있도록 공연비를 높여주는 역할을 한다.
(2) 장착위치 : 에어인테이크 호스

하. 점화장치

(1) 점화장치의 개요
점화장치의 구성품으로는 점화컨트롤 모듈(EDM : electronic distribution module),
점화코일, 점화플러그 등으로 구성되어 있으며 점화컨트롤 모듈은 캠샤프트 센서의 신
호를 계산하여 정확한 시점에 불꽃이 발생하도록 제어한다. 특히 점화컨트롤 모듈은 점
화타이밍 만을 제어하며 내부구조는 TR로 구성되어 ECU의 신호를 받아 점화 1차코일
을 단속하는 기능을 한다.
점화플러그와 점화코일은 기존의 디젤엔진의 분사노즐이 장착되는 위치에 장착되며
실린더헤드는 서로 호환성이 없다.

(2) 점화컨트롤 모듈
점화컨트롤 모듈(EDM, 또는 ICM : ignition control module)은 흡기매니폴드에 장착되며, 점화시기를 제어한다. 또 파워 트랜지스터(power TR)의 기능을 하여 점화1차
코일을 단속한다.

점화컨트롤 모듈의 위치

점화 컨트롤 회로

 

(3) 점화코일
점화코일(ignition coil assy)은 이그니션코일 모듈(ICM : ignition control module)
에 의해 제어되며 고전압을 발생시켜 점화플러그로 보낸다. 각 실린더마다 1개씩 장착
되어 기존의 노즐 장착 위치에 장착되어 있으며 아래 부분에는 점화플러그가 장착되어
있다.

점화코일

(4) 점화플러그
1) 장착위치 : 실린더 헤드부
2) 기능 : 점화기능
3) 스파크플러그 간극 : 0.4mm(최대 : 0.7mm)
4) 재질 : 백금
5) 교환주기 : 50,000km
6) 점화플러그의 P는 전극의 재질 프라티늄, F는 플러그의 사이, R은 저항, 숫자
7은 열가를 나타낸다.

(5) 캠축 센서
1) 장착위치 : 실린더 헤드 좌측 뒤

2) 센서타입 : 마그네틱 펄스(교류파형 발생)
3) 센서내부저항 : 약900Ω(상온20℃)
4) 센싱거리 : 1~1.5mm
5) 고장 시 차량현상 : 시동이 늦게 걸리거나, 시동불량 현상이 발생한다.
6) 기능 : 엔진rpm을 측정하고 1번 실린더 상사점을 찾아 점화순서에 맞는 점화를 하도록 한다.

(6) 크랭크 센서
크랭크 센서(crank position sensor)의 위치, 기능, 고장 시 현상등은 다음과 같다.
1) 장착위치 : 크랭크 케이스 상단부(변속기 앞쪽 커버 상단부)
2) 기능 : 캠센서와 함께 엔진rpm을 계산하는 신호로서 피스톤의 위치를 판별하는 신호
3) 고장 시 차량현상 : 시동이 늦게 걸리거나, 시동불량 현상이 발생한다.

크랭크 센서 회로

※ 주의사항 : 캠 센서, 크랭크 센서가 고장이라고 ECU가 판단하면 정상인 1개의 신
호를 이용하여 점화, 인젝터를 제어해 차량 시동이나 주행이 가능하다. 하지만 정확한
점화, 인젝터 타이밍 계산이 어려워 출력부족, 엔진회전수(rpm)불안정 현상이 발생한
다. 만약, ECU가 고장이라고 모르는 센서 오염, 접촉불량, 에어갭 불량 현상이 발생하
면 점화, 인젝터 타이밍이 달라져 주행성능이 매우 불량해지며, 시동성 또한 나빠진다.

표 8-5. 천연가스 자동차 관련 약어 정리

약어	용어	기능
MAP	Manifold Absolute Air Pressure	부스터 압 측정
MAT	Manifold Air Temp	공기온도 측정
PTP	Pre-Throttle Pressure	드로틀 전단압 측정
ECT	Eng Coolant Temp	엔진 냉각수온 측정
CMP	Cam Position Sensor	엔진속도 측정
CRK	Crank Position Sensor	크랭크 위치 측정
NGP	Natural Gas Pressure	가스압력 측정
NGT	Natural Gas Temp	가스온도 측정
NGTP	Natural Gas Tank Pressure	가스탱크압력 측정
UEGO	Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor	배기가스내 산소농도 측정
TPS	Throttle Position Sensor	드로틀 위치 측정
IVS	Idle Validation Switch	공전 스위치
FPP	Foot Pedal Position	페달 위치 측정
WGC	Waste Gate Control	터보챠저 웨스트게이트 컨트롤