밸브시트가 대체 뭐에요?

 


 엔진 헤드의 부품에 밸브시트라는 것이 있습니다. 얘가 뭐냐하면, 연소실 내의 고온, 고압, 진동에서 밸브를 보호하는 역할을 담당하는 동그란 고리모양의 부품입니다



출처 : www.kometgroup.com


출처 : msinter2001.com



 다 아시겠지만, 엔진은 연료의 폭발을 에너지원으로 회전운동을 발생시키는 기관인데요. 폭발이 직접 닿는 부분들, 헤드블록, 피스톤 헤드, 실린더 라이너, 및 밸브가 가혹한 환경에 노출되는 주요 부품입니다


아.... 빼먹었는데 대표적인 소모품 스파크플러그 (점화플러그)도 포함 되네요.

 


출처 : carstrok.com



 이들 부품들은 다소 덩치가 있는 편입니다. 아무래도 엔진 출력은 폭발의 강도에 따라 결정되니, 큰 출력을 가질수록 충격에 버티기 위해 크기도 같이 커지는 특성이 있습니다


 사족입니다만, 특히 실린더 슬리브는 주철계열을 사용하므로 무게까지 무거운 편입니다. 마모나 파손에 설계 자유도가 비교적 높은 편이지요.



출처 : www.enginelabs.com



 하지만 밸브 구성품 중 밸브 자체 (헤드)와 밸브 시트 및 스파크 플러그는 그 크기가 작습니다. 충격에 약하지요. 더욱이 밸브는 움직이기까지 하므로 설계에 세심한 주의가 필요한 부분입니다


 (밸브는 엔진 연소실 내에 혼합기를 공급하거나, 배기가스를 배출하는 문 역할을 담당하는 부품입니다. 흡기쪽은 흡기밸브, 배기쪽은 배기밸브라 불리고, 실린더 헤드의 캠 샤프트에 의해 구동이 됩니다.)


 아래 움짤에서 엔진 상부에 열심히 움직이는 막대기 같은 친구가 바로 밸브입니다.



출처 : en.wikipedia.org



출처 : www.aliexpress.com



LPG 엔진의 열악한 조건

 


 설명을 위해 밸브와 스파크 플러그를 묶었던 건, LPG엔진에서 특별관리를 받는 부품이기 때문이었습니다. 프로판계열 가스를 쓰는 LPG는 연료 특성상 열량이 매우 낮은데요. 일반 가솔린 엔진에 비해 출력이 낮고, 연비가 안 좋은 것도, LPG의 연료 특성 때문입니다




출처 : 2.phys.uaf.edu



 원유를 정제하면 디젤 – 가솔린 – LPG이 배출되는데저온에서 배출되는 디젤은 탄소가 많아 높은 열랑을고온에서 배출되는 LPG는 탄소가 적어 낮은 열량을 가집니다. 이미 연료 자체가 비리비리한 상태인 거죠. 


 때문에 이를 극복하기 위해 액화 분사방식과 함께 압축비를 높이는 방법을 사용합니다. 압축비를 높여 출력을 높이는데, (LPG는 옥탄가가 높아 노킹이 잘 일어나지 않습니다. 관련 포스팅가솔린에 비해 더 빡센 조건이 되어버렸습니다.



출처 : mazdausa.com



LPG에서 자주 문제가 되는 밸브시트

 


 밸브 부품은 작지만 높은 신뢰도를 요구하는 부품입니다. 생각보다 높은 기술력 (낮은 가격에 높은 성능을 내는)이 필요한데요. 연료 관련 장치와 함께 별도로 관리되고 있는 부품이기도 합니다


 의외로 단순해 보이는 밸브시트에 문제가 생기면 최소 엔진헤드, 심하면 엔진 전체를 교환해야 하는 일이 왕왕 생깁니다. (밸브는 워낙 가혹해 가솔린 엔진의 집중 관리 대상에 포함된다고 하지만... 밸브시트는 의외지요. 그래서 더 열악한 LPG에서 문제가 되곤 합니다.)


 강력한 폭발이 피스톤을 밀지 않고 밸브를 때려 헤드쪽 부품이 다 망가짐은 물론이요, 흡기, 배기 라인으로 타고 들어가 관련 부품들이 손상을 입게 됩니다.

 

 

 


출처 : x1r.com.au



 밸브시트 이상의 전조로는 엔진오일의 양이 늘어난다거나, 출력저하, 이상소음 등이 발생한다고 하는데요 최근 출시되는 가스 차량은 잘 대비가 되어있는 편이라 오히려 이전에 출시된 LPG 차량을 중고로 구입할 때 주의해야 할 것 같습니다


(엔진 헤드는 열어보기도 쉽지 않고, LPG는 연소후 찌꺼기인 슬러지 - 타르도 문제도 되고 하니 정말 잘 관리된 차를 사야겠어요.)



출처 : www.worldcarfans.com





(다른 포스팅을 보려면 클릭하세요)



Posted by wizard_IRON

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  1. Richard Kim

    안녕하세요. 위자드아이언님,
    오랜만에 인사드립니다. 새해 복 많이 받으시고요...
    저도 과거에 현대 트라제 XG LPG 2002년식을 타고 다녔었던지라 상기 내용을 들어봤던 것 같습니다.
    그때는 LPG가격이 리터당 약 470원 했었는데.....항상 군더더기 없는 깔끔한 정리 감사드립니다.
    다름이 아니고 링크를 걸어두신 크라이슬러 300C에 대한 내용을 보려고 하는데 "Warning, 파밍사이트에 대한 차단"이란 창이 뜨는데 저만 그런 가요?
    확인 부탁드립니다.
    안녕히 계세요....

    2015.02.24 02:44 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 안녕하세요 Richard님, 새해 복 많이 받으세요~

      링크가 왜 접속이 안돼시는지 모르겠네요. 제가 하니까 잘 되거든요. ^^;;; 아래 URL을 한번 직접 입력해보세요~ (크롬을 쓰는데 pdf는 익플에서만 되는 것 같습니다)

      *자동차 기술연구소 KART
      http://www.kart.or.kr/data/data_06_03.asp?num=37&boardtype=view

      *첨부파일
      http://www.kart.or.kr/tgboard2/download.asp?filepath=/tgboard2/data/10031&filename=%EB%B0%B8%EB%B8%8C%20%EC%8B%9C%ED%8A%B8%20%EB%A7%81%20%EC%9D%B4%ED%83%88%EB%A1%9C%20%EC%97%94%EC%A7%84%20%ED%8C%8C%EC%86%90%EB%90%9C%20%ED%81%AC%EB%9D%BC%EC%9D%B4%EC%8A%AC%EB%9F%AC%20300C%20%EC%B0%A8%EB%9F%89.pdf

      사고 내용
      의정부 시내 도로 주행 중 엔진 정지됨

      쟁점 사항
      엔진 파손의 원인이 엔진 과열에 의한 것인지 아니면 밸브 시트 링의 조립불량에 기인한 것인지에 대한 원인 규명

      조사 결과
      사고차량의 4번 연소실의 흡기 밸브 시트 링과 8번 연소실의 배기 밸브 시트 링이 이탈 후 파쇄되었고 5번 흡기 밸브 시트 링은 원형 상태에 가깝게 이탈되었음

      밸브가 시트에 접촉할 때 매우 큰 충격을 받아 밸브 시트가 점차 마모되는 밸브 시트 리세션(Valve Seat Recession)이 발생하므로 알루미늄 헤드에 소결합금 등으로 만든 시트 링을 압입하여 끼워 넣어 시트 부분의 마모를 방지하고 폭발열 접촉에 의한 열적 변형 및 부식을 방지하고 있음
      이러한 점을 고려하여 제작한 시트 링이 빠져 나왔다는 것은 링의 제작이나 조립이 적절했다고 보기는 어려운 것으로 사료됨
      착안 사항 동 차량에 대한 엔진 파손 발생 시 밸브 시트 링 상태 조사 필요

      방문 감사드려요 ^^

      2015.02.24 08:28 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]