DPF 클리닝 청소
최근 출시되는 트럭과 버스에는 DPF 필터가 장착되어 있습니다. 이전 PMC 타입처럼 폐차할 때까지 그냥 타고 다니면 되는 것이 아니라 일정한 주기마다 탈거하여 클리닝을 해줘야 합니다. DPF 클리닝 작업이 어떤 식으로 진행되는 알아보도록 하겠습니다.
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DPF 클리닝 이란?
PM 입자성 물질.
디젤 엔진오일에는 여러 가지 화학 첨가물이 섞여 있습니다. 엔진오일은 연소실에서 미량이 지속적으로 연소될 수밖에 없으며 엔진오일 성분 중 황산회분, 인, 황 같은 첨가물들은 연소되면서 PM입자성 물질을 발생시킵니다.
PM은 흔히 우리가 말하는 검댕이로 아주 고운 검은색 가루입니다. 가끔 대형 화물차 뒤를 따라가다 보면 검은색으로 쏟아져 나오는 매연이 PM입자들이며 대기환경에 치명적인 영향을 주는 배출가스 중에 하나입니다.
DPF 필터.
유로 6의 환경규제를 적용받은 트럭과 버스에는 PM입자를 포집하는 DPF필터가 의무적으로 장착되어 있으며 약 95%의 여과효율을 가지고 있습니다. DPF 필터에 일정량 모인 PM입자는 자동재생, 수동재생, 강제재생등을 통하여 주기적으로 연소되어 매연을 저감 시킵니다.
트럭에는 엑시언트, 파비스, 마이티 QT 그리고 유로 6 메가트럭과 뉴파워트럭에 DPF 필터가 장착되어 있습니다. 버스에는 유로 6가 적용된 카운티, 그린시티, 에어로타운, 에어로시티, 유니시티, 유니버스에 적용되어 있습니다. 버스의 경우 DPF 재생 시 고온의 열기로 인한 주변부품의 손상을 방지하기 위해 전동팬이 추가로 장착되어 있습니다.
DPF 재생을 할 때는 계기판에 초록색 작업등이 들어오며 DPF 시스템이 작동합니다. 머플러에 요소수를 분사하는 것이 아닌 경유를 분사하여 550℃ 이상으로 승온 시켜 PM입자를 태우게 됩니다.
차주분들과 상담해 보면 거의 대부분 DPF 재생을 할 때 요소수를 분사하는 걸로 알고 계신데 이는 잘못 알고 있는 겁니다. DPF 시스템 뒤쪽에 SCR 시스템이 별도로 장착되어 있으며 DPF 재생을 할 때 요소수는 같이 분사될 수도 있고 아예 분사를 하지 않을 수도 있습니다. 배출가스를 정화한다는 큰 틀은 같지만 DPF 시스템은 검댕이를 포집해서 태워버리고 SCR 시스템은 NOx를 정화합니다.
그런데 아무리 연소를 하더라도 쌓여있던 모든 물질이 100% 연소되어 새것 같은 필터가 되는 것은 아닙니다. 잔류 재라고 표현하는 Ash가 지속적으로 쌓이며 필터의 여과효율을 방해합니다. 그렇기 때문에 일정기간이 지나면 DPF 필터를 탈거하여 쌓여있는 잔류재를 털어내줘야 하는데 이 작업은 DPF 클리닝이라고 표현합니다.
DPF 필터 탈거
DPF 필터는 캐털리틱 컨버터 내부에 장착되어 있으며 흔히 머플러라고 칭하기도 합니다. 클리닝을 하기 위해서는 DPF 필터를 탈거해줘야 합니다.
적재함의 간섭이 없는 덤프나 트랙터 차량의 경우 머플러가 차량에 장착된 상태에서 필터만 빼내기도 하지만 깔끔한 작업을 위해서는 머플러를 통째로 내려서 분해하는 것이 좋습니다.
조립하는 과정에서 보면 장착된 부품들이 열 변형이 일어나 제대로 맞지 않는 경우가 있는데 이럴 때 충분한 조립공간이 확보되지 않으면 클램프의 체결이 불량할 수 있습니다. 조립불량으로 인한 누기는 바로 경고등 점등으로 이어집니다.
하지만 배기라인의 볼트와 너트들은 고열로 달궈졌다가 식기를 반복하다 보니 소착 되어 잘 풀리지 않는 것도 사실입니다.
상황에 따라 적절한 방법을 선택하여 필터를 탈거해야 합니다.
DPF 필터 가열
고온으로 가열.
검댕이라고 불리는 PM 입자는 달라붙는 성질이 강해서 그냥 털어내면 잘 떨어지지 않습니다. 매연의 발화 온도는 550℃ 에서 650℃이며 검은 매연을 고온으로 가열하게 되면 연탄재처럼 하얗게 변하게 됩니다.
필터의 막힘에 따라 차이는 있지만 보통 15분에서 20분 정도 가열하게 됩니다. 수입 클리닝 장비 중에는 가마형태로 되어 있는 것도 있어서 8시간 이상 필터 전체를 달구는 방식도 있습니다.
잔류재 제거
공압식.
공압식 클리닝 장비는 고압의 에어를 분사하여 잔류재를 털어내는 방식입니다. 가열된 필터를 매연이 나가는 방향에서 역으로 압축된 에어를 쏴서 쌓여있는 잔류재를 털어냅니다. 1차로 필터 전체에 압축된 공기를 쏘고 2차로 미세한 노즐을 이용해 작은 구멍에 일일이 에어를 분사합니다.
가열과 잔류재를 제거하는 2가지 작업만으로 클리닝이 완료되기에 작업시간은 짧은 편입니다.
수압식.
수압식 클리닝 장비의 경우 에어가 아닌 물대포를 쏴서 잔류재를 털어냅니다. 에어로 불었을 때보다 잔류재가 털려 나가는 효율이 좋으며 필터가 전체적으로 깔끔해집니다.
다만 잔류재를 털어낸 다음에는 젖어있는 필터를 말리기 위해 건조 작업이 추가로 들어가야 하며 2~3시간 정도 추가시간이 필요합니다. 그리고 정기적으로 물관리를 해주지 않으면 오히려 물속에 섞여 있는 미세물질이 필터를 막는 경우도 생길 수 있습니다. 장비의 설치가 다소 복잡하며 수질관리가 중요합니다.
클리닝 주기.
DPF 클리닝 주기는 차종에 따라 조금씩 차이가 있습니다. DPF 필터의 내부 구조는 모두 동일하며 필터의 크기와 형상만 조금씩 차이가 있습니다. 보통 전체 용량의 30% 정도 잔류재가 누적되면 클리닝 시기가 도래했다고 볼 수 있습니다.
현대 상용차 기준으로 차종별 클리닝 시기를 정리해 놨으니 참고해 보시길 바랍니다.
마무리.
차량이 발전할수록 오히려 배출가스 저감장치만 증가하고 있습니다. 모든 시스템이 정상작동한다면 운전자가 크게 신경 쓸 일이 없지만 배출가스 경고등이 뜨면 출력제한이 걸리고 차량이 안 나가는 문제가 발생합니다.
분명 차량에는 운전자가 주기적으로 관리해 줘야 하는 항목들이 있습니다. DPF 필터 역시 유로 6 차량에 처음 적용되었으며 이전처럼 검사가 불합격되거나 출력이 안 나올 때만 청소해 줘야 하는 것이 아니라 일정한 주기마다 탈거하여 클리닝 해줘야 합니다.
처음에는 차량이 알아서 자동재생을 해주지만 재생조건을 만족하지 못하고 계속 SOOT가 쌓이게 되면 DPF 경고등이 점등되며 수동재생을 요구하는 문구가 뜹니다. 운전자가 수동재생을 원할경우 조건만 맞으면 1 ~ 8칸까지 슈트 게이지와 무관하게 작동할 수 있습니다.
클리닝 시기를 넘기고 지속적으로 운행을 하게 되면 평소보다 자동재생이 빈번하게 일어나며 이는 곧 DPF 필터의 손상을 유발할 수 있습니다. DPF 필터를 교체하는 비용은 엑시언트 기준으로 보면 부품과 공임을 합쳐 200만원 가까이 나올 수 있습니다.
정비사례 모음
상용차량에 대한 다양한 정비사례가 주기적으로 업데이트되니 관련업무에 종사하거나 자가정비에 도전해 보실 분들은 참고해 보기 바랍니다.
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