트라고 검은 매연 터보차져 교환

차량 운행은 잘하고 있는데 간헐적으로 검은 매연이 과다하게 배출됩니다. 오늘은 검은 매연을 발생시킬만한 장치들에는 어떤 것이 있는지 살펴보고 흡기라인과 터보차져의 점검방법에 대해서도 자세히 알아보도록 하겠습니다.

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고장현상

검은 매연 발생.

운행 중 검은 매연이 간헐적으로 과다하게 배출됩니다. 주로 힘을 쓰기 시작할 때 나오는 것 같습니다. 처음에는 잘 몰랐는데 뒤따라오는 차량이 점검을 받아봐야 할 것 같다고 말해 줄 정도입니다. 경고등 점등은 없고 출력부족도 딱히 느껴지지는 않습니다.

 

차량제원

입고차량은 2009년식 트라고 차량입니다. 엔진형식은 D6CC이며 ZF 자동변속기가 장착되어 있습니다. 일반적인 카고 차량으로 주행거리는 145만 km정도 운행되었습니다.

제조사	모델명	제작년도	엔진형식
현대	트라고	2009년	D6CC

 

점검내용

진단기 점검.

경고등 점등은 없지만 기본적인 센서 데이터부터 확인해 봅니다. 검은색 매연은 큰 틀에서 보면 결국 엔진으로 들어가는 공기와 연료가 혼합비율이 맞지 않아 불완전 연소되어 발생합니다. 주로 연료비율이 농후할 때 검은색으로 나오며 바꿔 말하면 흡입공기가 적을 때도 같은 증상이 나타납니다.

 

확인해 보아야 할 센서값에는 흡입 공기량, 흡입 공기압, 연료압력, 연료 분사량, 배기차압등이 있습니다. 흡입 공기량과 연료압력은 공회전이나 제자리 가속으로 어느 정도 판단이 가능하나 실제 연료 분사량에 영향을 미치는 흡기압력의 경우 부하기 있는 언덕길을 등판해 봐야 정확한 데이터값을 뽑아낼 수 있습니다. 정상적인 차량의 경우 등판 시 250 ~ 320 kPa 정도의 센서값이 출력됩니다.

 

해당 차량의 경우 센서 데이터 값에는 크게 문제가 될만한 것이 없었습니다. 그래서 그런지 아무런 경고등을 띄우지 않았던 것 같습니다. 다만 제자리 가속을 하는 와중에 확실히 검은 매연이 나오고 있다는 것은 육안으로 확인할 수 있었습니다.

 

고장 증상과 관련된 부품 중에 가장 저렴한 흡입공기량 센서와 흡입공기압 센서를 교체해 봤지만 증상은 동일하였습니다.

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인젝터 점검.

연소실로 들어가는 연료량이 농후하면 검은 매연이 발생할 수 있습니다. 연료분사와 가장 관련이 있는 부품은 인젝터이며 트라고 차량에는 각 기통 별로 하나씩 총 6개의 인젝터가 장착되어 있습니다. 

 

인젝터는 진단기로는 정확한 분사량 측정이 어렵습니다. 단품을 탈거하여 테스트 장비에 넣고 돌려봐야 저압과 고압조건에서의 정확한 분사량과 리턴량을 측정할 수 있습니다. 해당 차량은 이미 부란자집에서 인젝터 점검을 해보았지만 큰 이상이 없어 당사로 입고하게 되었습니다. 더 전문적인 곳에서 테스트를 실시하였기에 문제가 없음으로 판단합니다.

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흡기라인 점검.

흡기라인을 보기 전에 배기라인부터 점검해 보도록 합니다. 배기라인으로 배출가스가 잘 빠지지 못한다면 결국 흡기로 들어가는 공기도 줄어들 수밖에 없습니다. 가장 간단한 방법은 엔진의 터보차져 뒤쪽 배기 파이프를 탈거하여 배기저항이 하나도 없는 상태로 가속을 해보면 됩니다.

 

배기 저항이 없는데도 검은 매연이 계속 나온다면 엔진 쪽 문제이고 중간 파이프를 탈거하였더니 매연이 크게 줄어든다면 머플러 내부 PMC가 막혀서 그렇습니다. 이때는 PMC 클리닝을 해주거나 신품으로 교체해야 합니다.

 

배기라인에 막힘을 유발할 수 있는 부품이 하나 더 있습니다. 우리가 흔히 엔진 브레이크라고 부르는 배기셔터입니다. 배기라인에 강제로 막힘을 유발하여 출력을 떨어뜨리고 제동을 하는 보조 브레이크입니다. 작동 이후에는 셔터 밸브가 다시 열려야 하나 가끔씩 리턴불량으로 계속 막고 있는 차량이 있습니다.

 

해당 차량은 배기라인에는 이상이 없었기에 본격적으로 흡기라인을 점검해 보도록 합니다. 흡기라인의 첫 번째 부품인 에어클리너부터 시작하여 흡기덕트, 터보차져, 인터쿨러등을 차례로 살펴봐야 합니다. 우선 라인의 전체적인 기밀상태를 확인해 보고 큰 이상이 없다면 막힘이 생길만한 부품을 탈거하여 내부를 살펴봐야 합니다.

 

흡입공기량 센서가 장착되는 에어덕트 안쪽에는 철망이 하나 있습니다. 에어클리너를 통과하지 못하는 이물질은 절대 이 철망까지 도달할 수 없지만 미세먼지가 많고 에어클리너의 교체 주기를 넘겨버리면 먼지가 조금씩 넘어오게 됩니다. 

에어덕트 내부 막힘

에어덕트를 탈거하여 내부 상태를 확인해 보았더니 30% 정도가 막혀있습니다. 공회전 중에는 큰 이상을 못 느끼겠지만 가속을 할 때나 힘을 쓸 때는 영향을 줄 수밖에 없습니다. 에어건을 이용해 쌓여있는 먼지를 깨끗이 제거해 주고 다시 장착해 주면 됩니다. 그리고 에어클리너도 같이 교환해 주도록 합니다.

 

다음으로 살펴봐야 할 부품은 인터쿨러입니다. 터보에서 만들어진 압축공기가 들어오다 보니 외부와의 온도차이로 인해 결로 현상이 생깁니다. 그렇게 되면 흡기관 안쪽에 수분이 생기게 되고 결국 인터쿨러 아래쪽에 모이게 됩니다. 또한 라바가스가 흡기라인으로 재순환되다 보니 미량이지만 엔진오일도 조끔씩 넘어오게 됩니다. 

 

수분과 오일이 섞이면서 갯벌 같은 진득한 이물질이 만들어지게 됩니다. 소량은 상관이 없지만 너무 많이 쌓이면 이것 역시 흡입 공기에 영향을 주게 됩니다. 내부 이물질을 제거하는 방법은 간단합니다. 인터쿨러 아래쪽에 2개의 17mm 볼트를 풀어주고 가만히 놔두면 중력에 의해 알아서 아래쪽으로 빠져나오게 됩니다.

 

조금 더 빠르게 배출하고 싶다면 시동을 걸어서 가속을 해도 됩니다. 다만 이물질이 바닥 아래 사방으로 튈 수 있으니 박스를 깔아줍니다. 배출이 완료된 이후에는 토크에 맞게 잘 조여주면 됩니다. 인터쿨러 몸체가 알루미늄이라서 조금만 과 토크가 들어가도 나사산이 망가질 수 있습니다.

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터보차져 점검.

트라고 차량의 터보차져는 기계식 터보차져입니다. 요즘 엑시언트처럼 전자제어식 터보차져가 아니며 오로지 배기압력의 세기로 터보차져의 성능을 발휘합니다. 그렇기에 배기압력이 약할 때는 터보차져의 성능이 떨어질 수밖에 없습니다.

터보차져와 웨스트 게이트

반대로 흡기라인에 너무 고압이 형성될 경우 엔진과 터보차져를 보호하기 위해 웨스트 게이트라는 부품이 터보에 장착됩니다. 터보차져의 배기터빈으로 들어가는 배기압력을 우회시켜 터보차져의 회전력을 강제로 떨어뜨리는 장치입니다.

 

웨스트 게이트가 정상적으로 작동하지 않으면 힘을 쓸 때마다 흡입 공기압에 영향을 줘서 간헐적으로 검은 매연이 발생할 수 있습니다.

 

점검방법은 웨스트 게이트에 연결된 호스 한쪽을 탈거하고 에어로 불었을 때 연결된 로드가 움직여야 합니다. 아무런 반응이 없으면 내부에 부트가 손상된 것입니다.

 

로드의 반대쪽에는 바이패스 밸브가 있어 웨스트 게이트 작동여부에 따라 밸브도 함께 작동하게 됩니다. 입고 차량의 경우 내부 부트가 손상되어 로드는 움직이지 않고 공급됐던 에어가 그대로 빠져나왔습니다.

 

수리내용

흡기라인 청소.

흡기덕트의 철망과 인터쿨러의 아래쪽에 모여있던 이물질을 모두 제거해 주었습니다. 그냥 에어로 불고 콕크를 열어 배출해 주면 되기에 별도의 부품은 들어가지 않습니다.

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터보차져 교환.

터보차져 교환

웨스트 게이트가 별도로 공급되지 않기에 터보차져는 어셈블리로 교환해 줍니다. 배기라인에 장착되는 부품은 대부분 볼트와 너트가 소착 되는 경우가 많아 하나하나 신중하게 풀어줘야 합니다. 하나라도 문제가 생기면 작업시간이 배로 길어집니다. 

 

트라고 터보차져에는 오일과 부동액이 모두 순환하기에 많은 파이프가 조립됩니다. 오래 사용하다 보면 부식이 생겨 누유나 누수가 발생할 수 있으니 신품으로 함께 교체해 주도록 합니다. 

 

차량의 배기량이나 마력에 따라 터보의 종류는 다양합니다. 마이티나 메가트럭은 주로 흡기 임펠라가 2개인 2단 터보가 장착이 되고 뉴파워트럭이나 엑시언트는 전자식 제어기가 장착된 VGT 터보가 장착됩니다. 트라고는 그냥 기계식 터보입니다.

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부품 리스트.

소요된 부품은 터보차져와 에어클리너입니다. 에어클리너는 오일교환 주기에 맞춰 정기적으로 교환해 주도록 합니다. 

품명	품번	수량
터보차져 어셈블리	28200-84800	1
에어크리너	28130-7M000	1

 

부품 견적서에는 교환한 부품 외에 직접적으로 관련이 없는 부품이 일부 포함되어 있을 수 있으니 위 표를 참고하여 품명과 품번이 일치하는 부품의 개별적인 금액을 확인해 보기 바랍니다.

터보차져 교환 부품 견적서

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마무리.

터보차져 고장이라고 하면 주로 임펠러 날개가 파손되거나 과다한 누유가 대부분입니다. 터보차져는 출력과 직결된 부품이기에 차량이 정상적으로 운행 가능하다면 고장이 났다고 인식하기 어렵습니다. 웨스트 게이트 부트 손상이 대표적인 경우로 터보차져 고장은 맞는데 힘은 잘 쓰면서 가끔 검은 매연만 발생할 뿐입니다.

 

여기서 오류를 범하는 게 힘은 잘 쓰니까 터보 고장은 아니다.라고 단정 짓고 정비를 시작하는 것입니다. 이것저것 다 갈아보고 돌고 돌아 결국에 마지막에 터보차져를 교환하게 됩니다. 당연히 많은 시간과 비용이 소요됩니다.

 

검은 매연이 발생했을 때 1순위 점검부위는 흡기라인이고 2순위가 인젝터입니다. 배기가스 재순환 장치(EGR)에 문제가 생겨도 검은 매연이 발생하는데 이는 따지고 보면 결국 흡기라인에 영향을 주기 때문입니다. 

 

정비사례 모음

상용차량에 대한 다양한 정비사례가 주기적으로 업데이트되니 관련업무에 종사하거나 자가정비에 도전해 보실 분들은 참고해 보기 바랍니다.

마이티 요소수 SCR 경고등 점등

 

 

엑시언트 뉴파워트럭 인젝터 교환

 

 

트라고 연료라인 막힘 가속 시 출력부족