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노후차 연비가 떨어지는 이유(트로틀바디 부분)
1. 트로틀바디 용도
자동차의 공기와 연료의 비율을 결정짓는 악셀러레이터의 트로틀바디는 사람의 목 구멍과 같은 역할을 하며 기술적으로 분석하면 다음과 같은 결점을 발견할 수 있습니다.
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구 분
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이론적 동작 요소
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실제 응용 요소
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기 능
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공기 밸브
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T P S
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공기 밸브
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T P S
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응용 요소
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밸브각도
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저항변화
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공 기 량
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전기신호
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해석 차이
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물리적 변화
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공기량과 전기신호 변화
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트로틀바디 동작해석 비교표
위의 표와 같이 연료형자동차가 정작 필요한 것은 공기량과 전기신호인데 트로틀바디는 기계적인 동작으로 공기량과 전기신호를 정확하게 조절한다고 되어 있습니다.
이 두 요소는 공장에서 출고시 정확한 비율로 셋팅 되어 있습니다.
하지만 기계적인 변화가 공기량 대 전기신호의 변화율이 꼭 같다고는 볼 수는 없는 것입니다.
2. 셋팅비율이 틀어지는 원인
트로틀바디의 동작을 잠깐 언급하면 운전자가 액셀러레이터를 밟으면 노줄이나 모터에 의해 트로틀밸브가 열리고 닫히면서 이에 연동하여 연료를 조절하는 TPS(APS)신호가 생성이 됩니다.
그런데 차가 노후되거나 여러 가지 환경에 의해 기 조정(신차 기준) 되어 있던 밸브와 TPS의 셋팅 비율이 틀어지는데 이 ”비율이 틀어지면 연비는 물론 출력 배출가스등 모두가 나빠”집니다.
그 원인을 몇 가지로 열거하면 다음과 같습니다.
(단 트로틀 열림 각도 40도/TPS 신호1V로 가정)
가. 필터에 의한 공기량 차이 : 가령 에어필터가 새것일 경우, 오래된 경우, 불량일 경우에 따라 트로틀밸브가 40도로 열렸더라도 공기량은 다를 것이며 또한 정확한 량이 들어가는지도 알 수도 없고 확인도 불가능합니다.
나. TPS신호 오차 : 트로틀밸브와 연동하여 동작하는 TPS는 기계적으로 저항변화를 이용하여 신호를 만들므로 TPS부품 열화 TPS 전원(5V)변동 등이 생기면 트로틀밸브가 40도로 열리더라도 TPS신호가 1V가 될 수가 없습니다.
다. 공기량과 신호율 오차 : 가령 밸브를 통하여 들어가는 공기를 손으로 꽉 틀어막고 액셀러레이터를 밟아도 TPS는 아무런 간섭을 받지 않고 정해진 신호가 생성되므로 결국 밸브의동작 각도와 TPS신호 비율은 설계서가 요구하는 대로 나올 수가 없는 결과가 됩니다.
그래서 이러한 결점을 보완하기 위하여(차 마다 다르지만) RPM조정나사를 두거나 TPS설치 각도 조정이 가능하도록 설계하고 있습니다.
그런데 이 부분을 임의로 조정하게 되면 기본적인 비율이 틀어짐은 물론 저속과 고속 때의 기울기(비율)가 마져 완전히 틀어져 버리지만 틀어진 비율이나 기울기를 알 수가 없다는 것입니다.
라. 기타 문제 : 차에는 수십가지의 센서들이 만든 신호를 ECU가 조합하여 최적의 동작조건 신호를 만듭니다.
이들 센서 중 예를 들어 온도센서 산소세서 맵센서 등의 신호는 변화폭이 적고 변화량이 무디지만 TPS는 악셀 동작(운전자)에 따라 인위적으로 왕복신호가 수천번 수만번 일어나므로 변동폭과 변화량을 가늠 할 수가 없고 그래서 자동차 동작에 절대적인 영향을 줍니다.
3. 결론
이처럼 자동차성능을 결정짓는데 절대적인 영향을 주는 트로틀바디가 근본적인 결점을 안고 있는 것입니다.
또한 여러가지 외부 변수와 기계적인 결점을 ECU가 전부 교정하고 보정하기에는 한계가 있으므로 ECU만으로는 최적의 자동차 조건을 만들기는 불가능 하다는 것입니다.
이를 우리들이 사용하는 컴퓨터에 비유하면 키보드나 CD등에서 잘 못 들어간 신호를 아무리 슈퍼컴퓨터라 해도 스스로 고치고 수정하지는 못하는 것과 같은 이치가 됩니다.
이러한 문제점을 개선하지 않고 기계적으로만 자동차성능을 개선하려고 하면 성능개선에는 한계를 가질 수밖에 없다는 것입니다.
따라서 이러한 기계적이고 전기적인 결점을 VAD의 신제어기술로 보완해줌으로써 자동차성능이 달라지는 것이고 또한 노후된 차 일수록 그 만큼 효과가 좋은 것입니다.
<제공=모터파워> |
