작성자 : 이강혁(dandyman93@nate.com)
연비로 인해 고민이 많은 다른 회원님들을 위해서 제가 산소센서에 대해서 설명드리도록 하겠습니다.
다른곳에 퍼가실 때는 출처와 글쓴이는 명시해주시기 바랍니다.(최소한 "명가재건"만이라도 ^^;;)
1. 산소센서란?
배기가스중에 남아 있는 산소의 잔량을 측정하여 전압으로 변환하여 ECU으로
피드백을 주는 센서로서 노후차량의 연비에 직접적인 영향을 주는 중요한 부품입니다.
보통은 수명이 10만km부터 성능이 저하 되며, 15만정도 주행 했다면 대부분 제성능이 아닙니다.
2. 작동원리
산소센서에는 지르코늄계열(30 시그마엔진)이 많이 사용되나 티타니아계열(20 25 델타엔진)의
센서를 사용하는 경우도 있습니다.
기본 작동원리는 배기가스중의 산소량과 외기중의 산소량의 차이로 기전(전기발생)을 일으켜서
그 전기압을 ECU로 피드백 해줍니다.
지르코늄계열 산소센서으 경우 외부와 배부의 산소차이가 많이 나면 전기를 많이 생산(기전)하고
차이가 적으면 전기를 적게 생산합니다.
티타니아계열은 거꾸로 작동합니다. (농후면 낮은 전압 희박이면 높은 전압)
연료가 많이 분사되면(전문 용어로 농후) 흡기 된 산소는 거의 연소가 되어 버리겠지요?
그럼 배기가스중의 산소량은 거의 없게 되어 외기의 산소량과 차이가 발생합니다.
그걸 전압으로 ECU에 피드백하면
ECU는 " 아 배기가스를 보니깐 연료가 농후하구나 연료분사를 줄여야겠구나"라고 판단합니다.
이런 과정을 ECU에서의 연료분사보정이라고 합니다.
물론 연료분사 보정에 영향을 주는 인자(센싱값 또는 기타 조건)는 더 많지만 생략합니다.
인젝터가 인젝터분사시간을 줄여주면 분사되는 연료량은 감소하게 되고
분사연료를 다 연소 시키고도 흡기된 공기중의 산소는 잔류하게 됩니다.
그러면 산소센서에서는 배기가스중 산소량과 외기의 산소량간 차이가 줄어들어
생산되는 전기압이 떨어지게 되고 이게 다시 ECU에 피드백 됩니다.
이런 상태를 전문 용어로 희박상태로 떨어졌다고 합니다.
엔진완전열간, 전기무부하, 공회전 상태에서는 1초에 2번정도 이 과정이 일어납니다.
즉, 1초에 농후 2번 희박 2번을 왕복합니다. (1초에 2번 작동하면 주파수로는 2Hz임)
RPM이 올라가면 더 빠르게 작동하게 되지요. (즉 주파수가 올라갑니다)
3. 산소센서와 연비의 관계?
만일 정상적인 산소센서라면 정상작동으로 적정한 연료분사량 보정이 일어납니다.
하지만 산소센서의 센싱능력이 열화(노후) 되거나, 피드백 시그널배선에 노이즈가
과도하게 생긴다면 실제 상황가 다른 센싱값을 ECU에 피드백하게 됩니다.
따라서 연료가 농후한 상태인데도 ECU에 피드백 되는 시그널은 정상 또는 희박상태라고
전달되고 ECU는 연료분사를 줄이지 않고 계속 농후상태로 분사하게 됩니다.
이렇게 되면 연비가 나뻐지게 됩니다.
또한 산소센서가 정상이면 아주 신속하게 센싱반응하지만 노후화된 센서는
느리게 반응하여 피드백을 줍니다.
즉, 젊은 사람은 행동이 민첩하지만 나이든 어르신은 굼뜬것과 같은 원리지요.
이 굼뜬 센싱주기 때문에도 연비가 나뻐집니다.
4. 측정방법 및 수리
일반 정비소에서 보유하고 있는 노트북크기의 하이스캐너로 쉽게 측정이 됩니다.
물론 첨부 된 화면은 수천만원짜리 하이테크 전문 진단기로 파형을 분석한겁니다.
다만, 산소센서는 섭씨 600도 이상 열간상태에서만 제대로 작동합니다.
따라서, 엔진이 완전히 열 받은 후(열간) 측정하셔야 하고
공회전측정시(보통 800rpm)에는 모든 전기장치를 Off 시키시고
스티어링(핸들)도 정중앙에 위치 시켜야 합니다.
보통 800rpm과 2000rpm 상태를 측정하면 금방 알 수 있습니다.
솔직히 옆에서 한번만 설명을 들으면 완전 초보자도 알 수 있습니다.
오죽하면 초등학생인 제아들도 설명 한번 듣고나서는
파형을 보고 농후다 희박이다 파형불량이다 알아보더군요.
(물론 아주 기본적인 수준이지만요... ^^;;)
점검에 소요되는 시간은 5분~10분정도입니다.
부품가격은 차종마다 센서종류마다 다르지만 보통 4~6만원 사이입니다.
공임 및 기술비는 제가 언급하지 않겠습니다.
5. 기타 주의사항
산소센서는 1번 머플러에 장착 되는데(3.0 시그마 엔진은 2개 장착 됨)
10만km 이상 주행시간동안 배기가스에 오염되고 때로는 나사산이 부식이 되어
안 풀리는 경우가 있습니다.
이때 너무 힘을 주고 풀면 나사산이 망가지면서(일명 "야마" 났다고 함)
1번 머플러까지 쌩돈 주고 교환해야 하는 상황이 발생하기도 합니다.
이때는 엔진배기계통이 어느정도 식을 때까지 기다렸다
WD40을 살살 뿌려주면서 이리저리 힘을 주기도 하고 가볍게 톡톡 쳐주세요.
몇번 그렇게 하면 빠지기도 합니다.
그런데 이것 조심 안하는 정비사분들이 종종 있습니다.
그냥 무대뽀 정신으로 돌리다가 야마 내버리고는 1번 머플러까지 교환해버리지요.
작업전에 신경 써달라고 부탁하세요.
물론 신경써도 야마 나는 경우도 있으므로 야마 났다고 전부 다 정비사 잘못은 아닙니다.
6. 결언
10만km가 넘은 차량이 연비가 나뻐지기 시작하면 먼저 산소센서 파형부터 점검하세요.
참고로 연비에 영향을 주는 1차적인 주요 부품은 아래와 같습니다(무순서)
1. 점화계통(플러그/배선/이그니션코일) => 2차 점화파형을 반드시 점검하세요.
2. 연료압 레귤레이터(압력조정 불량상태)
3. 배기계통의 누설(머플러 터졌다고 함 ^^;;)
4. 삼원촉매 불량
5. 실린더 압축압력 누설 또는 기통간 불균형(피스톤링 마모, 가스켓누출, 밸브 헤드면의 비정상 마모)
6. 점화시기(BTDC) 불량 여부를 측정하여 관련된 원인제거
7. 전기흐름의 불량(커넥터 접촉불량이나 배선불량등등)이나 과도한 전기노이즈
5년 이상 된 차량에는 (-)접지 보강과 (+)바이패스보강을 권장합니다.
참고로 (+)전선보강은 접지라는 용어를 사용하면 틀린겁니다.
연비는 발끝에서 나옵니다.
7년된 제차 L30 가지고 시내연비 7.0~7.5km에 고속도로연비 12~13km가 나온다면
뻥이라고 하는 분들도 있던데 가능한 연비이며 이곳 회원분들중에서도
상당수의 회원님들이 저와 비슷한 연비를 기록하고 있습니다.
3.0엔진은 5단미션이므로 이 특성을 잘 활용하십시오.
정상적으로 평지 가속시 63km정도면 5단으로 변속됩니다.
그리고 57~58km까지는 5단을 유지하다가 다시 4단으로 다운쉬프드 됩니다.
이 로직만 잘 활용해도 다른 3.0 차량이 60km를 4단으로 주행할 때
내차량은 5단으로 60km를 주행할 수 있습니다.
출처 : Tong - 하품맨님의 카매니아통
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
재탕일지 모르겠지만, 이것저것 검색하다가 좋은것 같아서 퍼왔습니다.
실제로 제차가 13만에 서울 시내주행 연비가 리터당 6Km 나왔었습니다. 02년식 1.5 오토
점화플러그, 케이블 등 이것저것 교체한 연비가 저정도였죠...전 밟는 스타일도 아닌데 말입니다..ㅠㅠ
산소센서에 대한 글을 여기저기서 보고는, 정비소에 가서 교체해달라고 했을때...
정비사분이 굉장히 의아해 하더군요...대뜸 가서 산소센서 교체해달라.. 정비사가 이유는 뭐냐 물으니, 연비가 안좋다...
이러니 말이죠.
스캔해도 산소센서에 아무이상 없었습니다....저 위에 언급된 방식이 아니라, 그냥 스캔했었거든요...
물론 저 위에 언급된 식으로 하는게 맞는지, 아님 그냥 해도 되는지는 잘 모르겠습니다만..
아무튼 교체해달라고 우겨서 교체하였고, 교체해주면서 정비사분은 인젝터 교체는 어떻겠냐고 언급하더군요..역시..장사속이라고..
산소센서 교체후 시내주행 연비 리터당 최하 8Km, 올림픽대로나 강변북로 가끔 타면 10Km도 나옵니다.
아무튼 !....종종 연비가 너무 안좋다고 하시는분들을 뵙게 되는데, 참고가 되시길 바랍니다..
