밸브(Valve) - 차가 숨 쉬는 법

사진 : 위키피디아

밸브(Valve) - 차가 숨 쉬는 법

자동차의 엔진은 동력을 만들어내는 복잡한 기구입니다. 불을 이용해서 그것을 달리는 힘으로 바꾼 거죠. 불을 이용 할 때 우리는 반드시 필요한 것이 있습니다. 바로 공기입니다. 이 공기를 담당하는 녀석이 바로 밸브입니다. 엔진을 아무리 잘 만들고 사이즈를 키우고 연비를 높여도 공기가 들어가지 않으면 엔진은 움직이지 않습니다. 이 글에선 엔진에 공기를 넣어주는 부품 밸브에 관에서 알아보겠습니다.

 

목차

• 밸브란?
• 공기의 여정
• 밸브 고장 증상 (대표증상)
• 밸브 수리 비용
• 관리
• 마치며

 

밸브란?

앞서 말씀드린 대로 밸브란 공기의 흐름을 담당하는 부품이라고 생각하시면 됩니다. 예를 들어 차의 엔진이 심장이고, 공기가 피라면, 밸브는 대동맥과 대정맥 같은 역할을 하는 것이죠. (심장이 아니라면 폐로 봐도 될 것 같습니다) 하지만 밸브는 단순히 통로의 역할만 가지고 있는 것은 아닙니다. 요즘 차량에서의 밸브는 차량으로 들어온 공기를 관리하는 하나의 거대한 시스템이라고 생각하시는 게 좋습니다. 자동차가 점점 발전하면서 기능들이 엄청나게 발전했죠. 그리고 갈수록 환경이 중요시되는 요즘 밸브의 역할은 더욱 커지고 있습니다. 배기가스를 관리하는 부품이니 중요해지죠.

 

공기의 여정

앞서 언급한 데로 밸브는 이제 하나의 거대한 공기 관리 시스템입니다. 그래서 조금 특별하게 설명을 해야 할 것 같아요. 이번에는 공기가 차량에 들어왔을 때 만나는 밸브의 주요장치들을 순서대로 알아보고자 합니다.

1. 스로틀 밸브 (Throttle Valve) - 흡기의 시작 : 엔진으로 들어가는 공기의 흡입량을 조절합니다. 가속 페달 조작에 따라서 열리는 정도가 달라지죠. 엔진 출력을 제어합니다.

2. PCV 밸브 (Positive Crankcase Ventilation Valve) : 엔진 내부 압력을 조절하고 유해 가스를 재순환 시킵니다. 엔진 내부의 블로우바이 가스 (Blow by gas- 말 그대로 엔진의 실린더 링에서 세는 가스를 말합니다. 엔진에 안 좋은 영향을 끼치고 환경에도 좋지 않은 가스입니다)를 흡기 매니폴드로 되돌려 연소시키는 역할을 합니다. 환경오염을 줄이는 데 일조하고 엔진의 수명도 늘리죠.

3. 흡기 밸브 (Intake Valve) : 실린더로 공기와 연료를 주입하는 역할입니다. 4행 정중 흡기 행정시에 열려 공기를 주입하죠.

4. EGR 밸 (Exhaust Gas Recirculation Valve) : 배기가스를 재순환 시켜주는 밸브입니다. 배기가스 일부를 흡기 시스템으로 돌려보내서 질소산화물 배출량을 감소하는 역할을 하고 있죠. 연소실 온도를 낮춰주기도 합니다.

5. 배기 밸브 (Exhaust Valve) : 연소한 후 나온 배기가스를 엔진 밖으로 배출시키는 역할입니다. 4행 정중 마지막인 배기 행정시에 열려서 가스를 내보내죠.

6. 가변 밸브 타이밍 밸브/솔레노이드 (Variable Valve Timing Valve/Solenoid) - 밸브 타이밍을 최적화시킨다 : 엔진 회전수 혹은 부하에 따라서 흡, 배기 밸브의 개폐를 조절합니다. 연비를 향상시키고 출력을 증가시키죠. 배기가스도 저감하는 효과를 가지고 있습니다.

7. 블로우 오프 밸브 (Blow-Off Valve) / 웨이스트 게이트 밸브 (Wastegate Valve) - 터보 엔진 관리 밸브

• 블로우 오프 밸브 : 터보 엔진의 경우 급가속 시 압축 공기가 터보차저에 남을 수 있는데 이 밸브가 열려서 과도한 압력을 대기 또는 흡기 매니폴드로 방출시킵니다. 이로 인해 터보 시스템을 보호하고 서지 현상(압축된 공기가 역류하는 현상)을 방지합니다.
• 웨이스트 게이트 밸브 : 터보차저에서 터보차저를 보호하기 위해 최대 부스트 압력을 조절하는 장치입니다. 과도한 부스트 압력을 방지하고, 배기 가서 일부를 우회하여 터보 시스템을 안정화합니다.

8. 체크 밸브 (Check Valve) : 역류를 방지하는 밸브입니다.

 

밸브가 고장 났을 때 (대표증상)

밸브의 부분이 많다 보니, 전부를 설명하는 것은 사실상 힘듭니다. 하지만 밸브가 고장 났을 때 나타나는 대표적인 증상에 대해선 알아보도록 하겠습니다.

• 엔진 부조, RPM 불안정, 엔진 떨림 : 밸브 계통에 문제가 있을 때 가장 흔하게 나타나는 증상입니다. 밸브 작동 이상으로 인해서 압축 불균형이 생겨서 발생하죠. 엑셀 링을 하지 않는데 RPM이 오르락내리락하면 밸브 계통의 문제일 수 있습니다.
• 출력저하, 가속 문제 : 사람도 공기가 제대로 들어오지 않으면 뛸 수 없듯이, 차도 마찬가지입니다. 제대로 공기를 마시거나 내뱉지 못하면 가속하지 못하게 되죠.
• 연비감소 : 위와 비슷한 원인으로 인해 불완전 연소가 진행되면, 연비가 떨어지게 됩니다.
• 시동 지연, 시동 불량 : 압축 압력이 부족하거나, 밸브 작동 문제로 시동이 안 걸릴 수도 있습니다.
• 엔진소음 증가 : 밸브의 떨림으로 인한 소음이 생기거나, 태핏 소리 [(Tappet Noise-금속이 딸깍거리는 소리로 흔히 아는 노킹 소리와는 조금 다릅니다. 금속성 소리가 나며 밸브 트레인 계열에 문제가 생기면 발생한다고 합니다)], 배기 누출 등의 소리가 납니다.
• 엔진경고 등 : 전자 제어 밸브 시스템에 이상이 감지되면 경고등이 들어옵니다. (EGR, PCV, VVT 등)
• 오일 누유 : PCV 밸브가 이상이 있을경우, 엔진 내부 압력이 증가해 오일이 누유될 수 있습니다.
• EGR 밸브 고장시 아이들링이 불안정하고, 블로우 오프 밸브 고장시, 터보차저에서 서지 현상이 발생합니다.

 

밸브 수리 비용

고장 증상	예상 원인	수리 방법	수리 비용
시동 불량 + 실화(미스파이어)	밸브 씰 누유 또는 밸브열림 불량	밸브 가이드/씰 교체	80만 ~ 150만
아이들링 불안정 + 연료 냄새	흡기 밸브 연소 불량 또는 밸브 밀착 불량	밸브 연삭 or 교체	100만 ~ 200만
흰 연기 배출 + 엔진오일 감소	밸브 가이드 씰 노후 → 오일 연소	밸브 씰 및 관련 부품 교체	80만 ~ 160만
출력 저하 + 밸브 타는 냄새	배기 밸브 손상 또는 연소실 과열	밸브 및 시트 교체 + 연소실 점검	150만 ~ 300만
고속 주행 시 엔진 소음 증가	밸브 스프링 파손 또는 유격	스프링/리프터 교체, 밸브 조정 포함	100만 ~ 200만
엔진 멈춤 + 내부 충돌 소리	밸브가 피스톤과 충돌 (타이밍 문제 등)	헤드 교체 or 엔진 오버홀	300만 ~ 600만 이상

대략적인 금액으로 참고만 하세요!

관리

엔진의 밸브를 관리하려면 무엇보다

• 첫 번째는 엔진 오일을 잘 관리하는 것입니다. 벌써 엔진 오일 관리가 얼마나 많은 부품의 기본관리에 중요한지 알 수 있죠.
• 두 번째는 밸브 계통 부품 교체 시 정품을 사용하는 것이 중요합니다. 알리나 이런 곳에서 부품을 사다가 교환하는 경우가 있는데 내구성을 확보하지 못해서 다른 장치에도 손상을 입힐 가능성이 있습니다.
• 마지막으로 냉각 시스템 관리를 주기적으로 해주는 것입니다. 엔진이 과열하지 않는 것은 밸브 손상을 예방하는 가장 좋은 방법입니다.

 

마치며

차나 사람이나 고르고 편하게 숨을 쉬어야 잘 달리고 잘 살아갈 수 있습니다. 밸브의 간단한 기능과 이름만 알아도 차량을 관리하고 또 정비소에 가서 상담을 받을 때 훨씬 수월할 수 있으실 겁니다. 조금 깊은 내용이긴 하지만 간단하게라도 아셔서 차량 관리에 도움이 되셨으면 합니다.

 

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