1 개요
1) 노킹의 정의
- 엔진의 비정상적인 상태 또는 특정 조건에 발생되는 노크소리와 같은 소음을 동반한 현상.
- 노킹은 엔진에 손상을 가하여 일시적 출력 저하 또는 영구적인 엔진 정규 성능 저하를 만든다.
2) 노킹의 발생
- 가솔린과 디젤기관 모두에서 노킹현상이 발생하나 발생의 원인과 영향은 다르다.
* 가솔린은 점화시기가 빠를 경우 발생.
* 디젤은 점화시기가 늦을 경우 발생.
- 노킹은 엔진기술의 발달로 발생빈도가 낮아졌으나 엔진의 부적당한 관리 및 이상 상황시 발생한다.
2 가솔린기관의 노킹
1) 현상
- 압축비가 높거나 기관이 가열되었을때 비정상적인 굉음과 진동이 발생하는 현상.
- 배기관으로 흑연과 불꽃을 토출하며 출력이 저하된다.
2) 영향
- 노크가 발생할 때 비정상적으로 실린더부위에 온도가 상승하여 과열로 피스톤 헤드와 배기밸브등이 손상되거나 변형된다.
- 평균유효압력감소, 유효일감량(pre-ignition 발생)
- 연소실의 온도상승 및 배기온도 강하
3) 원인
- 흡기온도와 압력이 높을 경우
- 실린더가 과열되었을 때
- 점화시기가 빠를때
4) 방지대책
- 인화지연이 큰 연료사용(고 옥탄가)
- 화염전파속도를 향상시킴.
- 연료를 혼합비 12.5 정도로 희박하게 만듦.
3 디젤기관의 노킹
1) 현상
- 디젤의 경우 여러단계로 연소가 이루어지도록 해야하는데, 분사 후 후반부에 일시에 연소되면서 대량의 발열로 압력과 온도가 급속히 상승하여 실린더 내 급속한 충격파로 인한 굉음이 발생함.
2) 영향
- 후반 급격한 연소로 유효압력 형성불가.
- 실린더 내 급격한 온도 상승으로 부속품의 변형 및 손상발생.
3) 원인
- 연료의 착화성 문제
- 실린더 내의 압력 저하
- 공기의 온도가 낮음
- 분무상태가 불량함
- 연료의 미립도 상태가 불량함
4) 방지대책
- 압축비를 높게함.
- 착화촉진(세탄가를 올림)
- 분사시기를 지연함.
- 과급기를 사용함.
- 흡기, 냉각수 온도, 연소실 온도를 높임.
- 회전수를 증가하면 단열에 가까워지므로 공기유동이 증가하여 지연시간 감소함.
4 디젤과 가솔린 노킹의 차이
1) 점화방식 차이에 따른 발생원인 차이
- 가솔린의 노킹은 상사점 전에 착화가 발생하여 이상압력의 형성이 원인이고 디젤은 상사점 이후 하사점까지 가는상황까지 착화가 발생하지 않아서 노킹이 발생한다. 즉, 가솔린과 디젤은 노킹의 발생 조건이 정반대이다.
- 가솔린은 연료에 불이 잘 붙으면 노킹이 발생하고 디젤은 연료에 불이 잘 안 붙으면 노킹이 발생한다.
- 가솔린은 혼합기의 온도와 압력이 높으면 노킹이 발생하고, 디젤은 압축공기의 온도와 압력이 낮으면 노킹이 발생한다.
2) 노킹 대응 차이
- 가솔린은 인화성이 낮은 성질(옥탄가)이 높은 연료를 사용.
- 디젤은 착화성이 높은 성질(세탄가)이 높은 연료를 사용.
* 디젤은 압축공기의 압력을 높여 자연 착화를 촉진시키면 노킹을 방지할 수 있다.
※ 참고