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  자동차에서 산소센서의 역할과 엔진의 성능 - 카프로클럽
작성자 관리자
작성일 2011-11-18 (금) 17:37
 
자동차에서 산소센서의 역할과 엔진의 성능
아래에서 보이는 그림은 전자제어 엔진에는 산소센서라고 하는 센서 부품에서 공회전시 측정한 파형이라고 한다. 이 센서의 역할은 ECU에게 배출가스 속의 산소 농도를 통해 엔진의 컨디션을 최종적으로 다시 제어하기 위한 신호로 쓰인다. 즉 피드백 제어하기 위한 용도로 쓰인다.
 
자동차 엔진 진단중 산소센서라는 항목으로 고장코드를 띄우는 경우를 보게 되는데, 대부분의 정비관련 종사자는 센서를 교환하게 한다. 모르는 소비자인 운전자는 우선 교환하게 하고 교환된 상태가 양호한지 아직도 비정상인지 모른 채 다시 정비업체를 나오게 된다. 그리고 운행해 보니 증상은 전과 같은 상태를 나타낸다. 이때 현명한 소비자는 다시 정비업체로 가서 자문을 구하거나 실수가 있을 수 있는 것을 알기 위하여 정비업체로 간다. 그런데 간혹 그곳도 마찬가지로 내차는 못 고치는 것으로 판단하고 다른 정비업체로 간다. 이것이 현실인것인지는 스스로 생각해 볼 일이다.
 
본 글의 하단에서 맵핑이라는 글에 쓰여있던 내용을 읽었다면 전자제어 엔진의 작동은 센서류의 신호가 ECU로 들어가고 ECU는 맵핑값과 비교하여 엑추에이터를 제어하여 항상 쾌적한 엔진을 유지하려고 한다는 글을 읽었을 것이다. 이와같이 센서와 ECU 또 엑추에이터들의 조합으로 엔진이 가동될 경우 배출가스 상태를 파악할 이유가 있어서 장착된 것이 산소센서이다. 이 말은 엔진의 작동상태를 최종적으로 배기가스의 온도를 통해 또는 배기가스 중의 산소농도를 통해 그림처럼 전기신호가 나오게 된 산소센서를 통해 전자제어 엔진을 제어하는데 산소센서 신호를 이용하기 때문에 피드백이라고 하는 명칭을 붙인다.
즉 전자제어 엔진은 피드백 제어를 통해 쾌적한 상태를 유지하게 하는 구조로 되어있다. 그런데 일부 정비관련 종사자는 산소센서는 배기가스 속의 산소 농도를 측정하는 것으로 치부하고 피드백에 대한 내용은 모른다는 것이다. 혹자는 공회전시 모습이 중요하지 않으며 가속시 모습만 중요하다고 역설하는 자동차 전문가라고하는 교육자도 있다고 하니 이는 절대로 틀린 것임을 최소한 카프로에서 이 글을 읽는 여러분은 알았으면 한다.
 
센서에서 파형이 어떻게 나와야 하는지는 자세한 내용이니 언급하지 않겠으나 상단에서 본 파형이 나오는 엔진이면 컨디션 좋은 연비도 좋은 출력도 좋은 엔진이 되고 배출가스 검사에서도 합격되는 엔진이 된다.
그러므로 자동차 사용자는 정비할 때 산소센서 파형을 이용하여 진단하고 정비하는 정비사를 만나는 것이 가장 행복한 정비를 할 수 있다고 알아야 한다.
 
우측에서 볼 수 있는 그림은 자동차에 사용되고 있는 산소센서에서 측정한 파형이다. 이 파형을 여기서 보여주고자 하는 이유는 이 센서가 하는 일을 잘 모르고, 또한 몰라서 그런지 무시되고 있다는 것을 알리고자 한다.
센서에 표시한 안내에서 B2S1과 B1S1의 기호가 있는데, 이들 기호가 지시핮는 센서가 어느 것인지 모르고 있는 정비사가 상당수 된다는 것이다.
암튼 센서를 구분하는 이유는 차량은 1대인데 센서는 두개가 장착된 차량이기 때문이며, 센서가 장착된 차량은 V6형 엔진에서 측정한 것이다. 그런데 두 센서의 파형이 나오고 있는 모습이 가관이라고 해야할까? 아님 B1S1과 B2S1의 차이가 크다고 해야할까?
암튼 두 센서중 하나는 비정상이다.
<여기서 주의할 것>
두 센서중 하나는 비정상이라 하니 비정상 센서를 교환해야 하는가? 인데, 교환하라는 것이 아니라 잘못된 센서가 장착된 쪽 엔진 성능이 비정상이라는 것을 말하고 있는 것을 알아야 한다. 산소센서 파형이 잘못되어 나온다면 산소센서를 교환하는 경우 보다는 엔진 정비를 하면 산소센서 파형이 정상으로 출력되면서 엔진을 정상적인 엔진이 되도록 제어하는 것이다.
혹시 여러분께서 소화불량이라고 하면 어디서 소화불량이라고 느끼는가? 화장실에서 설사한다고 할 대 "내가 소화가 않되나?" 하는 생각을 하는 것처럼 산소센서는 여러분이 설사하는 것을 감지하는 것과 같은 센서이다. 혹시 소화 불량이라고 하면 항문을 잘라내고 다른 항문을 붙이지 않는 것과 같이 생각해도 된다. 그만큼 고장이 작은 센서이고 여러분의 항문과 같은 센서이다. 즉 연소상태를 좋게하면 산소센서에서는 연소상태에 따라 그림과 같은 피드백을 내 보내어 ECU를 최종 제어하는 것이다. 설사할 때 먹을 것을 주의하는 것과 무엇이 다르겠는가?
 
왜 비정상인지는 언급하지 않겠지만 여러분의 차량에서 두 센서의 파형을 측정했더니 그림처럼 나오고 있다면 아래에서 언급하는 내용과 같은 증상을 가진 차량이라고 판단하면 여러분이 경험한 느낌과 비교될 것이다.
 
카프로 독자 여러분을 위하여 안내하면 B1S1은 정상적인 시그널을 그리고 있으면서 엔진 제어를 정상적으로 하고 있으나, B2S1쪽에서는 비정상 시그널이 나오면서 이 시그널 파형이 곧 ECU로 들어가 비정상 제어를 하고 있는 모습이다.
 
그림처럼 나오고 있는 산소센서에 의하여 차량은 고속주행이 어렵고, 정차시 공회전 상태가 불량하며, 연비는 무척이라는 말에 어울릴 연료소비율이 많은 차량이다. 문제는 이런 식으로 산소센서 시그널이 출력되는 차량이 많다는 것이고, 이 차량이 정비업체에서 과다 정비를 하고도 다시 동일한 증상을 가진다는 것이다.
 
세부적인 내용은 어려우니 결론적으로 여러분이 알아야 할 것은 산소센서의 시그널을 이용한 진단과 정비가 될 때 엔진 상태가 좋다. 나쁘다와 같은 결론을 내릴 수 있다는 것이다. 전자제어 엔진을 이용하는 여러분께서는 스캐너를 이용하여 진단하고 또 그림과 같은 산소센서를 통해 진단하면 어느 계통에 문제가 있는지까지 정확히 알 수 있다는 것을 알고 여러분이 이용하는 정비업체에서의 진단 과정을 지켜볼 수 있어야 한다.
   
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