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노크 센서의 종류로는 전자 유도식과 압전식 노크 센서가 있다.

노크 센서가 필요한 이유는 연소실로 공급된 혼합기가 압축되면 400~500℃까지 온도가 상승하고 압축행정이 끝나기 바로 전에 고전압이 점화 플러그에 전달되면 불꽃에 의해 연소가 진행되어 폭발 행정이 이루어진다.

점화 후 화염이 전파되어 최고 폭발 압력이 될 때까지는 약간의 시간이 소요되며 엔진의 최대 출력을 얻기 위해 화염이 도달하기 전에 국부적으로 자기 착화(Self Ignition)되면 급격한 압력상승으로 충격적인 소음을 유발하게 된다. 바로 이것을 노크 또는 노킹(Knocking)이라 한다.

즉 연소가 정상적인 경우에는 화염이 순차적으로 전달되어 압력 상승도 연속적이지만 노킹이 발생할 때는 연소에 따른 진동과 소음을 발생해 출력 감소, 내구성 저하 등의 원인이 된다. 엔진의 노크 경향은 연소실의 형상, 연소실 내부의 카본 누적, 연료의 옥탄가, 엔진 온도 등에 따라 변화한다.

또 점화시기가 빠를 때는 상사점 부근에서 연소압력이 증가하고 미연소가스에 가하는 압력이 높아지기 때문에 노킹이 촉진된다. 하지만 엔진이 최대 성능을 발휘할 수 있는 점화시기는 노크가 발생되는 점화시기 부근에 있기 때문에 노크가 발생되지 않는 지점까지 최대로 유지하는 것이 바람직하다.

노크 제어를 하지 않을 경우에는 이 여유를 확보하기 위해 최대 토크를 발생시키는 점화시기보다 훨씬 늦은 점화시기를 선택하게 된다.

즉 노크 센서를 통해 노킹의 발생 여부를 검출하면 노킹이 발생하지 않는 최대한도까지 점화시기를 진작시킬 수 있으므로 엔진의 토크 및 출력 증대, 연비 향상 등의 효과를 얻을 수 있다. 또한 저옥탄가의 연료를 사용했을 때는 연속적인 노킹 발생을 방지해 엔진의 내구성을 증대시킬 수 있다.

노킹이 발생하면 연소 가스 진동에 의한 열의 전도가 좋아지기 때문에 그 상태가 계속되면 점화 플러그 전극이나 피스톤이 과열 용해를 일으키고 엔진이 파손된다.노킹은 엔진에서 피해야 할 현상 중의 하나이다. 노킹과 점화시기는 밀접한 관계가 있고 점화시기를 빠르게 하면 연소 최대 압력이 높아지고 노킹이 발생한다.

엔진에서 최대 토크가 발생하는 점화시기(MBT : Minimum spark advance for Best Torque)는 노킹을 일으키기 시작하는 점화시기 전, 후 근방에 있다. 노킹제어가 없는 경우 최대 토크를 발생하는 점화시기로부터 지각한 위치에서 설정하기 때문에 그만큼 토크가 저하한다.

노킹 한계를 노크 센서로 검출하면 노킹 영역 최대한도까지 점화시기를 진각시킬 수 있고 엔진 출력을 보다 유효하게 얻을 수 있다. 감사합니다.

• 글쓴날 : [2013-11-06 12:54:15.0]

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