요즘에는 드문 현상이지만, 그래도 한번은 짚고 넘어가야 하는 자동차 용어가 있어 이렇게 몇 자 적어봅니다.
혹시 노킹현상이라는 말 들어보신 적 있나요? 다들 한 번씩 들어보셨으리라 생각합니다. 노킹현상이 의미하는 것은 무엇이며 그에 관련된 용어들을 정리해보았습니다.
노킹의 의미
사전적인 의미의 노킹은 가솔린 엔진의 이상연소 및 이에 동반하여 발생하는 소리로서 가솔린 엔진의 폭발 행정은 우선 플러그의 스파크에 의하여 화염의 핵이 발생하고, 이 핵을 중심으로 화염이 주위로 퍼져나가는 화정을 거침, 이때 플러그로부터 떨어진 부분의 혼합기가 연소되기 시작한 부분의 열과 압력에 의하여 자연발화하여, 연소실 전체의 가스가 순간적으로 연소하는 현상입니다.
모르는 단어도 없는데 말이 너무 어렵죠?
조금 더 쉬운 설명으로!
원리는 간단합니다.
보통 자동차에는 4행정 엔진이라는 것이 있는데요, 주행시 엔진이 움직이면, 각 행정마다 피스톤이 위 아래로 움직이며, 흡입→압축→폭발→배기 순서로 진행이 됩니다. 그 과정 중에서 실린더가 압축된 상태에서 폭발할 때 발생할 수 있는 것이 바로 노킹 현상입니다.
4행정 중에서 압축행정 피스톤이 올라갈 때 연료 공기를 혼합합니다. 그러면 압력이 생기면서 피스톤이 내려가고 폭발을 하게 되는데, 그때 점화시기가 맞지 않아서 스파크가 일어나 노킹 소리가 나는 것입니다. 실제 적절한 점화시기보다 빠를 때 소리가 나고 약 4~7Hz의 진동이 생깁니다.
특히 가속할 때는 당연히 속력이나 속도가 빨라서 그 회전수가 높아집니다. 그때 빨라지는 피스톤이 압축하러 채 올라가기도 전에 폭발을 합니다. 특히 급가속 할 때는 부하가 많이 걸리죠, 그때는 그래서 실제 점화시기보다 빠르게 되면서 연소실 벽을 작은 망치로 두드리는 것 같은 소리가 날 수 있습니다. 속도가 붙으면 붙을수록 소리는 더 잘아집니다.
옛날에는 노킹을 방지하는 시스템이 없어서 점화타이밍이란 도구를 사용했는데요, 점화타이밍은 일정 시간을 맞춰 놓기 때문에, 항상 일정치 않은 점화시기를 맞추기에는 역부족이었습니다.
요즘에는 물론 노크센서가 있어서 일일이 맞출 필요 없이 알아서 맞춰주는 시스템이 있습니다. 이 노크센서 덕분에 엔진은 더 많은 출력을 낼 수 있게 되었습니다.
하지만 노크센서가 나가거나 불량연소를 쓰면 바로 노킹이 일어납니다. 또는 센서가 장착되기 전의 오래된 차량이라면 노킹이 일어날 수도 있습니다.
또 수동차량인 경우 최고속도기어를 넣은 상태에서 저속으로 주행하면 노킹이 일어날 수 있습니다. 저속기어로 바로 바꾸면 노킹이 사라집니다.
예방책
이게 계속해서 일어난다면 이상한 압력파가 일어나서 엔진이 진동하는 것 같은 느낌과 동시에 날카로운 금속이 발생합니다. 이것이 심해지면 피스톤과 밸브 파손, 과열로 인한 온도상승 등 엔진의 치명적인 손상으로 이어지게 되죠.
예방을 하기 위한 대책으로는 정기적인으로 소모품을 유지 및 관리해주고, 엔진의 냉각장치와 점화장치 점검 및 교환주기 유지, 그리고 좋은 품질의 연료를 사용하는 것 등이 있습니다.
이제 노킹에 관련된 기타 용어들을 정리해볼까요~?
노크센서
노크 센서는 실린더 블록에 설치되어 노킹이 발생될 때 4~7Hz의 진동을 검출하여 컴퓨터에 입력한 다음 점화시기를 조절합니다. 압전 소자로서 수정편 앙면에 금속판을 대고 수정편에 진동을 주면, 전기적 진동을 일으키는 원리를 이용하여 노킹을 검출하고 점화시기를 조절하여 엔진을 정상적으로 작동시킵니다.
노킹 방지장치
노킹 방지장치는 실린더 블록에 노크 센서를 설치해서 노크가 발생되면 점화시기를 느리게 조절하여 노크가 발생되지 않도록 하는 장치입니다.
노크 컨트롤 시스템
노크 컨트롤 시스템은 가솔린 엔진의 점화시기를 노킹이 발생하는 한계를 제어하는 장치로서, 노크 센서가 노킹의 발생을 감지하면 컨트롤 유닛을 늘려 점화시기를 늦추는 구조입니다.
노크 한계
노크 음이 나기 시작하는 한계 혼합기는 노킹이 발생하기 직전 상태에서 가장 효율 좋게 연소하기 때문에, 엔진의 점화시기를 조금씩 빨리하고, 노킹 발생 직전의 점화시기를 조사하여 최적 점화시기를 결정합니다.
노크 미터
노크 검정기로서, 옥탄가 측정용 CFR 기관에 부착되어 노크의 정도를 검정하는 전기식 기계입니다.
※ 여기서 옥탄가란 노킹이 자주 발생하여 엔진에 무리를 주는 현상을 막아주는 안정성을 안티노크성이라 하고 이를 수치화한 것을 의미합니다. 옥탄가가 높을수록 휘발유는 고급이라는 뜻입니다.
노킹에 대해 다 이해하셨나요? 어렵지 않게 설명하려 노력했는데 잘 이해하셨으리라 생각합니다.
요즘에는 다행히 노킹을 방지하는 여러 장치들이 있어서 훨씬 수월하게 주행할 수 있답니다. 나날이 발전해 가는 자동차 덕분에 점점 살기가 좋아지네요. 정말 나중에 나는 자동차도 나오는 건 아닌지..
다음 쉬운 자동차 용어에서도 쉽고 간단하게 용어를 설명해드리도록 하겠습니다.
이상, 지엠대우톡 토비토커 까칠한새라였습니다.
