연료 여과기
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1. 개요
연료 필터는 연료 내의 불순물을 제거하여 연료 시스템의 손상을 방지하는 장치이다. 연료 필터는 여과 방식, 구조에 따라 스크린식, 침전식, 자력식, 인라인식, 스핀온식 등으로 나뉘며, 디젤 엔진의 경우 물을 분리하는 기능이 추가되기도 한다. 자동차 연료 필터는 엔진의 성능 유지에 중요한 역할을 하며, 연료 펌프와 인젝터의 고장을 예방한다. 연료 필터는 정기적인 교체가 필요하며, 막힘 현상이 발생하면 엔진 성능 저하 및 시동 불능을 유발할 수 있다.
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연료 여과기 | |
---|---|
기본 정보 | |
![]() | |
유형 | 유체 필터 |
기능 | 액체 연료로부터 오염 물질 제거 |
적용 분야 | 내연기관 |
구조 및 작동 원리 | |
구성 요소 | 필터 하우징, 필터 엘리먼트 (종이, 펠트, 금속 메시 등) |
작동 원리 | 연료가 필터 엘리먼트를 통과하면서 오염 물질이 걸러짐 |
위치 | 연료 탱크와 엔진 사이의 연료 라인 |
유지보수 | |
교체 주기 | 차량 제조사 권장 주기에 따름 (일반적으로 20,000 ~ 40,000km) |
교체 시기 | 엔진 성능 저하, 연비 감소, 시동 불량 등 |
주의 사항 | 연료 라인 압력 제거 후 작업, 화기 엄금 |
추가 정보 | |
중요성 | 엔진 부품 보호, 연료 시스템 성능 유지 |
종류 | 인라인 필터, 카트리지 필터, 스핀온 필터 등 |
관련 부품 | 연료 펌프, 연료 인젝터 |
2. 연료 필터의 종류
연료 필터는 다양한 종류로 나뉜다. 여과되지 않은 연료에는 페인트 조각, 먼지, 녹 등 여러 오염 물질이 포함될 수 있다. 이러한 물질이 연료 시스템에 들어가기 전에 제거되지 않으면 연료 펌프와 인젝터가 빠르게 마모되고 고장날 수 있다.[1] 필터는 일반적으로 여과지를 포함하는 카트리지 형태로 만들어지며, 정기적인 유지보수나 교체가 필요하다.
=== 여과 방식에 따른 분류 ===
연료 여과기는 여과 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 스크린식: 금속이나 나일론 망을 사용하여 비교적 큰 입자를 걸러낸다. 주로 연료 탱크 내부의 스트레이너나 가솔린 엔진 연료 분사 장치 내부에 사용된다.
- 침전식: 연료보다 무거운 불순물이나 수분을 침전조에 가라앉혀 분리한다. 주로 등유 탱크를 사용하는 난방 기기에 사용되며, 투명 플라스틱 재질로 침전물 확인이 용이하다.
- 자력식: 영구 자석이나 전자석을 사용하여 연료 내 금속 입자를 제거한다. 유지 보수가 간편하다는 장점이 있다.
일부 디젤 엔진은 필터 바닥에 물을 모으도록 그릇 모양으로 설계되어 있으며, 디젤은 물 위에 뜨는 성질을 이용한다. 그릇 바닥의 밸브를 열어 연료만 남을 때까지 물을 빼낼 수 있다.
=== 구조에 따른 분류 ===
연료 여과기는 구조에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 인라인식: 금속 또는 수지 케이스 내부에 여과지를 넣어 불순물을 걸러내는 방식이다. 여과지는 카트리지 형태로 교체가 용이하며, 침전조와 함께 사용되기도 한다.
- 스핀온식: 케이스와 여과지가 일체형으로 되어 있어 케이스째 교환하는 방식이다. 주로 디젤 엔진 차량에 사용된다.
일부 디젤 엔진은 필터 바닥에 물을 모으도록 그릇 모양으로 설계되어 있으며(디젤은 물 위에 뜨기 때문), 그릇 바닥의 밸브를 열어 연료만 남을 때까지 물을 빼낼 수 있다.[1]
2. 1. 여과 방식에 따른 분류
연료 여과기는 여과 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.- 스크린식: 금속이나 나일론 망을 사용하여 비교적 큰 입자를 걸러낸다. 주로 연료 탱크 내부의 스트레이너나 가솔린 엔진 연료 분사 장치 내부에 사용된다.
- 침전식: 연료보다 무거운 불순물이나 수분을 침전조에 가라앉혀 분리한다. 주로 등유 탱크를 사용하는 난방 기기에 사용되며, 투명 플라스틱 재질로 침전물 확인이 용이하다.
- 자력식: 영구 자석이나 전자석을 사용하여 연료 내 금속 입자를 제거한다. 유지 보수가 간편하다는 장점이 있다.
일부 디젤 엔진은 필터 바닥에 물을 모으도록 그릇 모양으로 설계되어 있으며, 디젤은 물 위에 뜨는 성질을 이용한다. 그릇 바닥의 밸브를 열어 연료만 남을 때까지 물을 빼낼 수 있다.
2. 2. 구조에 따른 분류
연료 여과기는 구조에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.- 인라인식: 금속 또는 수지 케이스 내부에 여과지를 넣어 불순물을 걸러내는 방식이다. 여과지는 카트리지 형태로 교체가 용이하며, 침전조와 함께 사용되기도 한다.
- 스핀온식: 케이스와 여과지가 일체형으로 되어 있어 케이스째 교환하는 방식이다. 주로 디젤 엔진 차량에 사용된다.
일부 디젤 엔진은 필터 바닥에 물을 모으도록 그릇 모양으로 설계되어 있으며(디젤은 물 위에 뜨기 때문), 그릇 바닥의 밸브를 열어 연료만 남을 때까지 물을 빼낼 수 있다.[1]
3. 자동차 연료 필터
자동차 연료 필터는 내연식 엔진의 연료 공급 장치의 중요한 기능 부품이다. 여과되지 않은 연료는 예를 들어 연료 탱크에 급유할 때 혼입되는 미세한 먼지나, 탱크에 무언가 충돌했을 때 떨어져 나가는 탱크 내부의 페인트 조각, 강철 탱크의 경우 연료에 혼입된 수분이 원인이 되어 발생하는 녹 등 다양한 이물질을 포함할 수 있다. 전동식 연료 펌프를 가진 차량에서는 연료 펌프의 탄소 브러시나 구리제 정류자의 마모 분말이 혼입될 수도 있다.
연료가 기화 장치에 들어가기 전에 이러한 물질이 제거되지 않으면, 혼입된 미립자에 의한 마모 작용(:en:Abrasion_(mechanical))으로 인해, 현대의 각종 연료 분사 장치에서 사용되는 정밀 부품인 연료 펌프와 인젝터가 고장을 일으킬 가능성이 있다. 가솔린 직분사 엔진이나 디젤 엔진 등, 연료 펌프의 압력이 높을수록 이러한 경향은 더욱 뚜렷해진다. 기화기에서도 미립자가 각종 제트의 마모를 일으켜 연료 조절의 이상을 초래하며, 플로트 밸브에 큰 쓰레기가 끼면 오버플로우의 원인이 된다. 또한, 연료 필터는 연료 내 오염 물질을 효율적으로 제거함으로써 연소를 더욱 촉진하고, 성능 향상에도 기여한다.
일부 디젤 엔진은 필터 바닥에 물을 모으도록 그릇 모양으로 설계되어 있다(디젤은 물 위에 뜨기 때문입니다). 그런 다음 그릇 바닥의 밸브를 열어 연료만 남을 때까지 물을 빼낼 수 있다.
3. 1. 가솔린 엔진 연료 필터
여과되지 않은 연료에는 연료 탱크에 들어간 페인트 조각이나 먼지, 또는 강철 탱크의 수분으로 인한 녹 등 여러 종류의 오염 물질이 포함될 수 있다. 이러한 물질이 연료가 시스템에 들어가기 전에 제거되지 않으면 연료 펌프와 인젝터가 빠르게 마모되고 고장날 수 있다.[1]연료 필터는 여과지를 포함하는 카트리지 형태로 만들어지며, 정기적으로 유지 보수하거나 교체해야 한다. 연료 필터가 막히면 연료의 유량이 감소하거나 연소 압력이 저하되어 엔진 성능 저하를 유발하며, 심할 경우 시동 꺼짐 및 재시동 불능 상태가 될 수 있다. 터보차저나 슈퍼차저 등의 과급기가 탑재된 엔진의 경우, 최대 과급 압력 시의 연소 압력 부족으로 엔진 부조의 직접적인 요인이 될 수도 있다.
가솔린 엔진의 경우, 일반적으로 10만 킬로미터 주행 시 정기 교환이 권장되지만, 장기간 방치된 구형 차량이나 탱크 내 가솔린이 변질된 차량 등 탱크 내 녹 발생이 의심되는 차량에서는 정기 교환 시기보다 빠른 주기로 교환이 필요할 수도 있다.
3. 2. 디젤 엔진 연료 필터
디젤 엔진은 연료 분사 장치의 정밀도가 높아 불순물에 더 민감하다.[1] 연료에 포함된 페인트 조각, 먼지, 녹 등은 연료 펌프와 인젝터의 마모 및 고장을 유발할 수 있다.[1] 따라서 디젤 엔진의 연료 필터는 여과지를 포함하는 카트리지 형태로 만들어지며, 정기적인 유지 보수 및 교체가 필요하다.디젤 엔진 연료 필터는 물보다 밀도가 낮은 경유의 특성을 이용하여 수분을 분리한다. 필터 하단은 그릇 모양으로 설계되어 물을 모으고, 하단 밸브를 통해 배출할 수 있다. 워터 센서는 수분 축적 시 엔진 제어 유닛 (ECU)을 통하거나 대시보드 경고등을 통해 운전자에게 배출 작업을 알린다.
수분은 디젤 엔진 연료 계통 부품의 윤활 불량을 일으켜 과열 및 마모를 초래하므로, 반드시 제거해야 한다. 일부 디젤 엔진 연료 필터에는 저온 시 파라핀 형성으로 인한 막힘을 방지하기 위해 연료 히터가 장착되어 있다.
3. 3. 바이오 디젤과 연료 필터
바이오 디젤은 기존 경유보다 세정력이 높아 연료 계통 내 슬러지를 유발할 수 있어, 연료 필터 관리에 주의가 필요하다.[3] 특히 정제가 불충분한 바이오 디젤은 글리세린이나 트리글리세리드가 잔류하여 연료 필터 막힘을 유발할 수 있다.[4] 또한, 저온에서 파라핀 성분이 경유보다 많이 석출되어 연료 필터가 막힐 수 있으므로, 연료 히터 사용 등 추가적인 관리가 필요할 수 있다.[5]4. 연료 필터 유지 보수
연료 필터는 정기적인 유지 보수 및 교체가 필요하다.[1] 만약 연료 필터가 정기적으로 교환되지 않으면 막힘 현상이 발생하여 연료의 유량이 감소하거나 연소 압력이 저하될 수 있다. 이는 엔진 성능 저하의 큰 원인이 되며, 터보차저나 슈퍼차저 등의 과급기가 탑재된 엔진의 경우 최대 과급 압력 시 연소 압력 부족으로 엔진 부조를 유발할 수 있다.
연료 필터는 오일 필터와 달리 바이패스 밸브가 없어 여과지가 완전히 막히면 시동 꺼짐이 발생하고 엔진 재시동이 불가능해진다. 연료 유량이 최대가 되는 고속도로 등에서의 풀 스로틀 주행 시 파워 저하가 시작되며, 최종적으로는 아이들링조차 불가능할 정도로 연료 유량이 저하된다.
가솔린 엔진의 경우, 서비스 매뉴얼에 따라 10만 킬로미터 등 정해진 주행 거리마다 정기적으로 교환해야 한다. 장기간 방치된 구형 차량이나 탱크 내 가솔린이 변질된 차량 등 탱크 내 녹 발생이 의심되는 경우에는 정기 교환 시기보다 빠른 주기로 교환해야 할 수 있다.
가솔린 엔진 연료 계통에서 수분을 제거하기 위해 아이소프로필 알코올(IPA)을 주성분으로 하는 '''수분 제거제'''를 사용하기도 한다. 하지만, 최근 배기가스 규제 이전의 디젤 엔진, 특히 황 성분이 많은 경유 사용을 전제로 설계된 오래된 엔진이나, 연료 필터의 드레인 밸브를 통해 수분 제거 작업이 의무화된 엔진의 경우에는, 수분 제거제 사용 시 연료 필터에서 분리된 수분이 경유에 혼합되어 연료 장치 윤활에 악영향을 줄 수 있으므로 주의해야 한다.
참조
[1]
웹사이트
How long do fuel injectors last?
https://auto.howstuf[...]
2022-11-19
[2]
웹사이트
Applications and Benefits of Magnetic Filtration
http://www.noria.com[...]
[3]
웹사이트
http://bd5.co.jp/?pa[...]
[4]
웹사이트
平成17年神審第74号平成18年3月28日裁決言渡「研修船うみのこ運航阻害事件」(海難審判庁HP)
http://www.mlit.go.j[...]
[5]
웹사이트
http://www.rainbow-p[...]
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