냉각 수온 센서(WTS, Water Temperature Sensor) 기능

자동차 부품 2020. 3. 26. 14:11 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

 냉각 수온 센서(WTS, Water Temperature Sensor) 기능

냉각수온(WTS, Water Temperature Sensor)센서는 전자 제어식 연료 분사장치의 냉각수 온도 검출에 주로 사용되는 센서이다.

이 냉각 수온 센서는 온도의 변화를 저항값의 변화로서 검출하는 것으로 저항값이 온도에 따라 크게 변하게 된다. 수온이 낮을 때는 저항값이 커지고 수온이 올라가면서 저항값이 작아진다. 이를 부특성 서미스터(NTC thermistor)라 한다.

냉각수온센선

1.설치 위치

주로 실린더 블록이나 냉각수 통로에 설치되며 엔진의 냉각수 온도를 측정한다.

냉각 수온 센서 구조

2. 전자제어식 연료 분사 장치에서 냉각 수온 센서의 기능

엔진이 예열되지 않은 상태에서 냉각수의 온도가 낮을 때 공연비를 짙게 해서 엔진의 연소가 안정적으로 되도록 해줍니다. 만약 엔진이 예열되지 않았을 때 엔진 온도가 낮다는 신호를 보내지 않으면 공연비가 너무 옅어지게 되어 엔진이 불안정하게 된다. 반대로 엔진이 예열되었을 때 엔진 온도가 낮다는 신호를 보내게 되면 공연비가 너무 짙어지므로 이때도 엔진이 불안정해 진다.

 그러므로 냉각 수온 센서는 엔진의 상태에 따라 냉각수 온도를 검출해서 최적의 공연비가 되도록 제어해주는 중요한 센서가 된다. 위의 기본적인 기능 이외에도 시동 시 연료 분사량 보정, 점화 시기 보정 등의 기능을 하며 차량에 따라 EGR 솔레노이드 밸브와 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 제어하는 역할도 한다.  

냉각 수온 센서 회로도

3. 냉각수온센서(WTC, Water Temperature Sensor) 회로의 구성

자동차 전원 5V(ECU)이 내부저항을 경유하여 냉각 수온 센서로 전달된다. 내부저항과 서미스터는 직렬로 연력되어 냉각수 온도 변화에 따라 서미스터의 저항이 변화하면 출력신호(Coolant sensor signal)이 변하게 된다. 이 출력 신호값을 받아 ECU는 엔진의 온도를 판단한다.

 

4. 냉각수 온도 및 연료분사량, 점화시기, ISA 열림량의 관계

1) 냉각수 온도와 연료 분사량과의 관계

냉간시에는 엔진이 시동되면 바로 난기 운전 모드이다. 이때는 비교적 농후한 혼합기를 필요하는데, 냉시동 후 차가운 흡기밸브나 흡기포트 또는 또는 실린더 벽에 연료입자가 응축되기 때문이다. 이런 기화되지 못한 연료입자는 불완전 연소하므로 연료입자가 기화되지 못한 양 만큼 추가적으로 연료를 더 공급해야 한다. 보통의 경우 수초~수십 초간 농후한 혼합기가 공급되는데, 엔진의 온도에 따라 정상적인 분사량 보다 30~60% 더 많은 양의 연료가 분사 된다. 그리고 냉각수 온도가 올라가면 연료의 분사량은 점차 줄어 들게 된다.

냉각수온 센서 NTC 특성

2) 냉각수 온도와 점화시기와의 관계

냉간시에는 기화되지 않은 연료가 연소 시 화염의 전파를 방해한다. 그래서 웜잉업된 상태보다 화염의 전파가 잘 이루어지지 않아 연소가 나빠지게 된다. 이와 같이 냉간시에 화염전파속도가 늦어지는 것을 고려하여 그만큼 점화시기를 진각시킨다. 반대로 냉가수 온도가 올라감에 따라 서서히 점화시기는 지각된다.

3) 냉각수 온도와 ISA 열림량과의 관계

냉각수 온도가 낮을수록 엔진의 회전 저항이 커져서 진동이나 부조 등의 이상이 발생할 확률이 높아진다. 이를 방지할 목적으로 낮은 온도에도 충분히 원활한 회전을 할 수 있도록 하기 위하여 엔진의 회전수를 높인다. 따라서 냉각수 온도가 낮을수록 ISA의 열림량은 커진다.

냉각수온 및 분사 시간 관계

5. 냉각 수온 센서의 고장 원인과 증상

- 냉각 수온 센서가 고장 나는 원인

1) 엔진의 과열상태가 지속할 때, 센서 자체가 오래되어 기능을 상실(내부 단선 등의 문제)

  2)냉각수 라인의 심한 녹물로 감지 부에 녹물 때가 퇴적되었을 때 그리고 커넥터의 접속 불량과 배선 단선 등이 있는데 이와 같은 원인으로 고장이 발생하면 엔진의 상태가 불량해진다.  

 

수온 엔서의 기능은 엔진이 예열되지 않아서 냉각수의 온도가 낮을 때는 공연비를 짙게(연료를 많이 분사)하여 엔진의 연소가 안정적으로 되게 해주는 것이다. 그 후 엔진이 점점 예열되면서 냉각수의 온도가 올라가면 연료 분사량을 줄여 주게 된다. 

 

6. 고장 증상

1) 공회전 불량(ISA : Idle Speed Actuator 불안정)

만약 수온 센서가 불량하여 엔진이 예열되지 않았을 때 엔진 온도가 높다는 신호를 보내줘 연료의 분사량을 줄이거나, 엔진이 예열되었는데도 온도가 낮다는 신호를 보내서 연료 분사량을 필요 이상으로 늘리게 되면 이는 곧 엔진의 불안정 현상을 발생시키게 되는 것이다. 또한, 냉각 수온 센서가 단선되었을 때도 냉각수 온도를 매우 차가운 것으로 감지해서 연료 분사량을 지나치게 증가시킬 수 있습니다. 이처럼 시동이 걸린다고 하여도 공회전이 불안정하게 되면서 시동이 꺼지는 경우가 생기기도 한다.

2) 연료 소비율 증대

연료의 소비율이 높아지며 CO(일산화탄소) HC(탄화수소)의 배출량이 증가하게 된다.

3) 엔진 경고등 점등

4) 시동 불량

냉각 수온 센서가 고장 났을 경우에는 연료를 필요 이상으로 분사하여 시동이 걸리기 어렵고 연료의 냄새가 납니다.

5) 쿨링팬이 계속 작동됨

 

7. 냉각 수온 센서의 점검

- 냉각 수온 센서를 점검하는 방법은 몇 가지가 있습니다. 대표적인 것이 단자 간 저항측정, 출력 전압 측정, 배선 및 커넥터의 점검이 된다.

 

 a, 냉각 수온 센서의 저항을 측정할 때는 단자 사이에 저항계를 연결하고 센서의 감지부를 미리 준비해둔 물에 가까이하고(물의 표면과 3mm 정도는 떨어져야 함) 물을 가열하여 물의 온도가 올라갈수록 저항값이 작아지면 정상이다. 차량마다 저항값의 규정이 다르므로 이때는 정비 지침서를 이용하여 정확히 판단해야 한다. 

 

 

 b, 출력 전압을 측정하기 위해서는 먼저 센서에 전원을 공급해야 한다.

디지털 전압계의 적색선(플러스 선)을 커넥터의 센서 전원 단자에 연결하고 흑색선(마이너스 선) 을 차체에 접지시킨 후 점화스위치를 ON에 놓았을 때 5V의 전압이 검출되면 정상이고 전압이 검출 되지 않는다면 배선의 단선 또는 커넥터의 접촉 불량을 의심해 보면 된다.

 

 그리고 점화스위치를 OFF 시킨 후 디지털 전압계의 흑색 선을 차체에 접지시키고 적색선을 센서 출력 단자에 연결한 후 엔진을 시동하여 냉각수 온도가 올라감에 따라 출력 전압이 변화하면 정상이 된다.

 

 c, 배선 및 커넥터를 점검할 때는 커넥터의 풀림 현상 및 배선의 상태를 유심히 점검한다. 전선과 커넥터를 가볍게 흔들어 봐서 커넥터나 전선이 빠지는 현상이 발생하면 수리해 주고, 커넥터를 분리하여 압축공기로 가볍게 청소해 주거나, 점검용 터미널을 사용하여 연결 상태를 확인해 주면 된다. 또한, 배선이 까졌거나 끊어지려는 현상이 발견되면 이에 따른 수리 작업을 하면 된다.

 

8. 냉각 수온센서 정비 지침

1) 수온센의 고장은 대부분 엔진 경고등을 점등 시킨다. 그래서 대부분은 스캔 진단툴로 진단이 가능하다.

2) 냉각수 온도 센서의 고장은 다양한 유형의 고장 유발의 원인 된다.

3) 라디에이터, 워터펌프, 워터호스 등 냉각 시스템에 문제가 발생하여 누수가 발생하거나, 기포가 발생해서 냉각수의 순환이 원활하지 않은 경우에도 수온센서의 고장으로 진달할 수 있다. 또 커넥터의 접촉불량 혹은 배선의 이상 시에도 센서 교환 전에 점검이 필요 하다.

댓글을 달아 주세요

오일 압력 스위치(OPSw, Oil Pressure Switch)

자동차 부품 2020. 3. 19. 13:54 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

오일 압력 스위치(OPSw, Oil Pressure Switch)

오일 압력 스위치의 기능

오일압력스위치는 엔진오일의 압력을 감시하는 역할을 한다.

윤활계통의 오일압력이 보통 0.29kg/cm2 이하로 떨어지면 오일압력 경고등이 점등하게 된다.

그림1 오일 압력 스위치

 

 

오일 압력 스위치의 작동 원리

시동 후 오일펌프(Oil Pump)에 의해 가압된 엔진 오일은 오일통로를 거쳐 엔진의 각 부위에 윤활부로 엔진 오일을 공급한다. 이 때 오일통로에 설치된 오일압력스위치에는 엔진오일의 압력이 전달되고 오일의 압력에 의해 다이어프램(Diaphragm)에 연결되 플런저(Plunger)가 스프링(Spring)의 장력을 이기고 위로 올라가게 되면 접점(Contact plate)이 떨어지게 된다.그림A 참조

그림 A

이 위치에서 오일압력 스위치 내부는 단선 상태가 되어 터미널(Terminal)과 연결된 계기판의 엔진오일 경고등은 점멸하게 된다. 반대로 오일의 압력이 낮아지면 스프링에 의해 플런저가 밀려나 접점이 붙게 되고 엔진오일 경고등은 점등하게 된다. 그림 B 참조

그림 B

 

오일 압력 스위치의 설치 위치

엔진 오일이 지나가는 실린더 블록의 오일 주통로에 설치되어 있다.

그림2 오일압력스위치 설치 위치

 

오일 압력 스위치의 점검

1) 저항계로 터미털과 몸체 사이의 통전을 점검하여 통전이 되면 오일 압력 스위치를 교환한다.

2) 얇은 막대로 누를 때 터미널과 보디 사이의 통전이 되면 오일 압력 스위치를 교환한다.

3) 오일 구멍을 통해 0.3kg/cm2의 부압을 가했을 때 통전이 안되면 스위치는 정상이다.

적절히 작동이 안 되면 공기의 누설을 점검한다. 공기가 누설되는 것은 다이어프램이 파손된 것이므로 스위치를 교환한다.

그림3 유압 경고등 회로

 

오일 압력 스위치의 고장 증상

1)고장 코드 : 엔진 오일 경고등 점등

2)고장 원인 : 엔진 오일의 부족, 엔진오일 누유, 오일펌프 고장 등

 

오일 압력 스위치 점등 시 조치

1) 주행 중 엔진오일 경고등이 계기판에 표시되면, 차량 운행을 정지하고, 엔진오일 게이지를 확인하여 오일량을 점검하고 부족 시 엔진 오일을 보충한다. 엔진 오일은 누유 혹은 기계적 고장이 없어도 자연적으로 줄어들 수 있다. 연소실에 유입 된 엔진오일이 혼합기와 함께 대기로 방출되기 때문이다. 그래서 엔진 오일은 정비 지침서에 따라 정기적으로 교환하여 교환 주기를 넘기지 않도록 해야 한다.

2) 엔진 오일량이 정상일 경우는 오일압력 스위치의 고장일 경우도 있다.

주로 엔진 오일압력스위치의 내부접점의 단락이 발생하면 오일압력이 충분하여도 엔진오일 경고등이 점등된다.

그림4. 오일압력 스위치 통전 시험

 

 

 

댓글을 달아 주세요

23. 자동차 연료 펌프(Fuel Pump) 부품의 기능 및 구성

자동차 부품 2018. 1. 16. 21:26 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

23. 자동차 연료 펌프(Fuel Pump) 부품의 기능 및 구성

1. 주요 기능

자동차 연료탱크(Fuel Pump)에 저장된 연료(가솔린, 경유)를 엔진에 송출(펌프모터, Sender게이지, 커넥터 등의 일체형)한다.

2. 주요 부품 구성

 1) 펌프(Pump) 

   - 펌프모듈의 주 부품, 탱크 내의 연료를 엔진에 공급하기 위해 연료를 흡입한다.

 2) 리절브 컵(Reserve Cup)

   - 펌프와 필터를 감싸고 있는 케이스로 연료 끊김을 방지하기 위해 항상 연료를 저장하고 있다.

 3) 연료 센더(Fuel SENDER)

   - 연료의 양을 게이지로 나타내기 위한 센서가 달린 부표이다. 부표가 상하로 움직임에 따라 저항 값이 변하여 이를 이용하여 연료량을 측정한다.

 4) 압력 조절기(Pressure Regulator)

   - 특정 압력의 연료라인을 유지하기 위하여 리턴 호스를 이용하여 라인 내 연료 압력을 조절하다.

 5) Suction 필터(Suction Filter)

   - 펌프모듈 상에서 연료를 빨아들이는 곳으로 1차적인 필터 작용을 한다.

 6) 체크밸브(Check Valve)

   - Reserve Cup내의 연료가 다시 연료 탱크 쪽으로 흘러 가는 것을 방지하기 위한 1WAY 밸브이다

 


그림1. 연료 펌프의 구성

댓글을 달아 주세요

21. 캐니스터(Canister)의 기능 [자동차 부품]

자동차 부품 2018. 1. 11. 01:00 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

21. 캐니스터(Canister)의 기능  [자동차 부품]

1. 배경

내연 기관 자동차에서 발생하는 유해한 가스는 보통 3가지로 나눌 수가 있다. 첫째는 자동차 엔진의 연소 후 배기가스로 60% 정도를 차지한다. 둘째는 자동차 엔진 크랭크 케이스에서 나오는 연소배기 가스로 25% 정도이다. 셋째는 자동차 연료탱크 공급 시스템에서 발행하는 증발가스(HC)로 약 15% 정도이다.

2. 기존 자동차 연료 탱크(Fuel Tank)의 문제점

연료 탱크내의 가솔린의 온도가 상승 시에는 탄화수소(HC)가 발생하여 연료탱크이 공간을 다 채우고 나면 연료 탱크 밖으로 새어 나가 대기 오염의 원인이 되고, 연료 소모도 많아지게 된다.

3. 캐니스터(Canister)의 기능

연료탱크에서 생성되는 가솔린 가스(탄화수소, HC)를 모아두는 저장소의 기능을 한다.

- 연료의 주유 시에 발생하는 증발가스와 연료탱크 안에서 발생하는 증발가스를 포집 

- 환경법규에 대응하기 위해, 연료장치에서 발생하는 증발가스를 포집하여 다시 엔진에 송출하여 연소

4. 캐니스터(Canister)의 구조

캐니스터(Canister)에서 증발가스는 연료탱크에서 발생한 증발가스(탄화수소)가 연료탱크에서 캐니스터 입구로 들어와서 캐니스터(Canister)내의 활성탄에 흡착되어 있다가 용량을 초과하면 엔진 가동 시 PCSV(Purse Control Solenoid Valve)로 엔진 연소실로 이동하여 연소실에서 증발가스를 연소하고, 활성탄에서 정화된 가스는 캐니스터(Canister) 규정 용량 초과 시 배기로 방출하게 된다.

 


그림1. 캐니스터(Canister)의 구조



댓글을 달아 주세요

21. 자동차 와이퍼의 종류와 특징

자동차 부품 2015. 10. 5. 10:41 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

21. 자동차 와이퍼의 종류와 특징

1. 일반 와이퍼

리벳&요크(rivet & yoke)구조로 유리면에 맞도록 고른 압력을 만들어 주어 다양한 곡면의 유리에도 적합한 밀착 성능을 보여준다.

단 와이퍼 끝까지 고른 압력을 주어 밀착성이 좋은 반면에 겨울철 부분 결과 공기저항으로 인한 소음이 발생한다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 형태이다.

2. 플랫 와이퍼

일체형 커버 및 공기역학적 디자인이 적용되어 고속 주행시 안정적인 닦임성 유지시켜 주며 겨울철 BLADE 결빙 방지 및 주행 중 풍력으로 인한 소음 및 떨림 감소 등의 성능을 보여준다.

단, 결빙 현상이 없고 고속 주행 시 와이퍼가 뜨지 않는 반면 와이퍼의 양끝이 들뜨면 물끔림 현성이 있다.

3. 하이브리드 와이퍼

일반 와퍼의 구조적 장점인 리벳&요크(rivet&yoke)와 프랫와이퍼의 장점인 일체형 커버 및 공기 역학적 디자인이 적용된 두가지 타입의 장점만을 적용시켜 4계절 사용이 가능하기에 편리하다.

* 잘 보셨나요? 블로그에 링켜 놓으면 자동차 용어 및 기타 자동차 개발에 관한 내용 검색이 용이합니다.

감사합니다.

댓글을 달아 주세요

20. 배터리(Battery)의 역사

자동차 부품 2014. 9. 12. 09:29 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

20. 배터리(Battery)의 역사

BC 250년에 지금의 이라크 지역에서 수메르인들이 가장 오래된 전기 셀을 사용했는데, 주로 치료의 목적으로 전극판 물질을 사용하였다. 그것은 1.1 볼트에  “항아리(jar)” 셀이었다.

1790년대말에 이태리의 알레산드로 볼타(Alessandro Volta)가 수직의 기둥에서 아연(zinc)과 동(copper) 판이 교차해서 정렬 된 배터리를 만들었다.

각 디스크의 각 쌍에 볼트는 소금 전해액에 젖은 카드보드 디스크를 장착하였다. 이 발명은 1800년에 이루어졌다. “volt”라는 말은 볼트의 이름을 따서 지었다.

1802년에 영국의 닥터 윌리암 쿳생크(William Cruickshank)는 대량 생산이 가능한 최초의 배터리를 설계하였다. 그는 나무 상자에 금속판을 지지하도록 하고, 거기에 전해액과 이것을 누출을 막기 위해서 시멘트를 사용했다.

1859~1860 사이에 영국의 가스톤 프란테(Gaston Plante)가 최초로 재충전이 가능한 배터리를 발명하였다. 이것은 납산 “2차(Secodary)” 셀 배터리이다.

주 : 1차 전지는 “충전이 불가능하고” 2차 전지는 “재충전이 가능하다”.

댓글을 달아 주세요

19. 스파크 플러그(Spark Plug)

자동차 부품 2014. 9. 11. 10:11 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

19. 스파크 플러그(Spark Plug)

1777년에 이태리의 알레산드로 볼타(Alesandro Volta)가 연료와 공기의 혼합물을 점화 시켜는

전기 스파크를 최초로 시연하였다.

1860년에 프랑스의 진 레노르(Jean Lenoir)가 현대의 스파크 플러그와 거의 비슷한 것으로 특허를 취득하였다.

1885년에 독일의 칼 벤츠(Karl Benz)가 스파크 플러그(Spark Plug)를 발명하였다.

1897년에 독일의 로버트 보쉬가 차량의 엔진에 자석의 점화 기구를 획기적으로 적용하였다.

1898년에 미국의 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)와 영국의 리차드 심스(Richard Simms)와 로버트 보쉬(Robert Bosch)가 스파크 플러그 특허를 획득하였다.

1902년에 독일의 로버트 보쉬의 엔지니어인 고트롭 호놀드(Gottlob Honold)가 최초로 실용적인 적용이 가능한 고전압의 스파크 플러그를 발명하였다.


댓글을 달아 주세요

18. 방향 지시등(Turn Indicators) 역사

자동차 부품 2014. 8. 29. 16:04 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

18. 방향 지시등(Turn Indicators) 역사

1914년경에 캐나다의 프로렌스 로렌스(Florence Lawrence)가 자동차용 방향지시등을 발명하였다.

이 기구는 “자동차 신호기(auto signaling arm)”로 불렀으면, 이것은 자동차 뒤쪽 펜더에 장착되었다. 운전자가 버튼을 누리면, 전기적으로 작동하는 암이 방향 지시를 나타내는 신호를 작동하였다.

그러나 프로렌스 로렌스는 그녀의 발명을 적합한 특허로 등록 하지 않았다.

1929년에 미국의 오스카 심러(Oscar J. Simler)는 방향지시등을 발명하고 특허를 내었다.

1935년에 미국의 한 회사가 깜박이는 방향지시등을 발명하였다.

1938년에 전기적 방향 지시등을 뷰익(Buick)에 최초로 적용 생산하였다.


댓글을 달아 주세요

17. 라디에이터(Radiator)

자동차 부품 2014. 8. 28. 11:13 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

17. 라디에이터(Radiator)

최초의 라디에이터는 1885년에 최초로 말없는 마차를 발명한 칼 벤츠(Karl Benz)가 발명하였다.

이것은 단동 실린더 엔진이 매 시간마다 끊어 없어지는 1캘런의 물을 보충해야 하는 즉 증발 냉각 방식의 문제를 해결하였다.

최초의 벌집 모양의 라디에이터는 1901년에 윌하임 바이하(Wilhelm Maybach)가 메르세데스 35 마력 모델에 적용하였다.

1905년에 습기 방지 장치가 미국에 적용되었다.

1914년에 미국의 유니온 카바이트 & 카본사(The Union Carbide & Carbon Corporation)이 에틸렌 글리세놀을 독점 생산하였다. 원래 이것은 결빙 방지로 사용되었다.

엔진 냉각제로서 에틸렌 글리세뇰(ethylene glycol)이 1916년 영국에서 사용 되었다.

1918년 미국에서 에틸렌 글리세뇰(ethylene glycol)으로 자동차 냉각 시스템의  빙점 하강제로 특허를 취득하였다.


댓글을 달아 주세요

16. 스티어링(Steering Wheel)

자동차 부품 2014. 8. 27. 12:09 Posted by 자동차 전문 교육 자동차 역사가

16. 스티어링(Steering Wheel)

최초의 자동차들은 틸러(막대기 모양)를 가지고 조정하였다.

1898년에 최초의 스팅어링 휠을 프랑스 Panhard & Levassor 모델에 적용하였다.

1899년에  스팅어링 휠에 적용된 최초의 미국 자동차는 두번째로 Packard 차종에 적용하였다.

1908년에 미국 자동차에 최초로 적용된 왼손의 스팅어링 휠이 적용되었다.




댓글을 달아 주세요