연료계

연료계는 자동차 연료 탱크속의 잔존 연료의 양을 지시하는 계기이다. 연료 게이지(Fuel gauge)라고도 한다. 연료의 액면에 있는 뜨개로 잔량을 나타내는 시스템이기 때문에 주행 시 지침이 흔들려서 정확함을 유지하기 어렵다.

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구성품 및 작동 원리

계기판에 있는 연료계는 연료의 양을 알려주는 매우 중요한 정보를 제공한다. 연료 탱크 내부를 채우고 있는 연료의 양을 알려주는 것은 간단한 전기회로와 기계적인 기구에 의해서 수행되고 있다. 연료계를 구성하고 있는 부품들로는 뜨개(Float), 저항기(Resistor), 가열체(Heating coil), 바이메탈(Bi-metal strip) 등이 있다. 연료탱크 내부의 연료 잔량에 따라 뜨개의 위치가 결정되고 이 뜨개의 위치는 전기 저항의 크기를 변화시켜 결국 가열체가 연결되어 있는 전기 회로의 전류값을 변화시킨다. 전기회로의 전류가 크면 가열체에서 발열이 많아지고 이에따라 바이메탈의 변형이 커져서 게이지의 움직임도 크게 되는 형식으로 연료계가 작동된다. 연료액면은 자동차의 움직임에 의해서 요동하기 때문에 센서에는 어느 정도의 시간지연을 갖게 하여 일정한 시간의 평균치를 표시하도록 하고 있다. 연료가 가득 채워져 있을 때에는 저항기의 일부만 이 전기회로로 구성되므로 전체 회로에 흐르는 전류가 많아진다. 따라서 가열체의 발열량이 커지고 결국 바이메탈의 변형량도 최대가 되어 눈금이 F(Full)로 가게 된다. 연료 잔량이 줄어듦에 따라 뜨개가 낮아지는데, 뜨개가 낮아지면 전기 회로를 구성하는 저항기가 길어져서 전체 전기 저항이 커진다. 전기 저항이 커지면 전기 회로의 전류값이 작아져서 가열체의 발열량이 줄어들게 된다. 다라서 바이메탈의 변형량도 줄어들어 게이지의 눈금은 E(Empty)로 이동하게 된다. 계속해서 연료 잔량이 줄어들어 뜨개가 연료 탱크의 바닥에 위치하면 전기 회로의 저항이 최대가 되어 가열체의 발열량이 최소가 된다. 따라서 바이메탈의 변형량도 최소가 되어 게이지의 눈금은 E를 가리키게 된다.

오작동

연료 정보 전송부의 문제

전송부는 연료 펌프 모듈의 일부로 연료펌프, 연료여과기, 연료필터, 플로트로 구성되어 있다. 전송부 문제는 연료계의 오작동 원인 중 가장 흔한 원인으로, 자동차가 이동 중에 있을 때, 저항기가 자극받으면서 발생하는 오작동이다. 이러한 불안정한 접촉은 오픈 서킷의 마모를 일으킬 수도 있으며 전압의 잘못된 피드백으로 실제 연료량과 동떨어지는 값을 보여줄 수 있다.

서킷 문제

연료게이지 서킷은 배터리, 전송부, 게이지를 연결하는 부분이다. 연료 레벨 센서라는 이름에서 알 수 있듯 대부분의 연료계는 전자식으로 구성되어 있다. 이 연결부위에 문제가 생기면, 전압 공급이 원활해지지 않아 잘못된 정보를 보낼 수 있으며 통신 상태 불안 및 마모는 연료 펌프 모듈에 부정적인 영향을 미치는 또다른 요소중 하나이다.

자동차의 위치 문제

연료를 가득 채우고 연료게이지가 안 차오르거나, 가득 채우지 않았는데 바늘이 F를 가리키는 경우가 종종 있다. 이는 바로 연료통의 모습과 차가 서있는 위치의 경사 때문인 경우가 대부분으로 내리막길이면 연료가 기울어질 것이고, 이에 따라 부레같은 플로트가 같이 기울어져 전도량이 높아지면서 F를 가리키게 된다. 반대로 오르막길인 경우 연료가 충분히 있더라도 낮아진 전도량으로 인해 눈금이 E를 가리키기도 한다.

사전 경고

만약 연료계가 매우 정확해서 연료계의 바늘이 E(empty)에 가면 연료가 완전히 떨어지게 되어 차가 바로 서버리는 경우가 많을 것이다. 이런 일이 없게 하기 위하여 자동차 연료계는 항상 어느 정도 여유를 두고 연료 경고등을 점등시킨다. 연료계 눈금은 연료탱크 내부에 뜨개를 달아서 탱크 내의 연료 높이에 따라 뜨개가 상하 운동을 하게 되고, 이것을 전기 신호로 변환하여 계기판에 표시하도록 돼 있다. 그런데 뜨개가 가장 낮은 위치까지 내려가도 약간의 연료 위에 떠 있도록 만들어 놓았기 때문에 게이지 바늘이 E에 있거나 연료 경고등이 점등되어도 실제 연료탱크에는 약간의 연료가 남아 있는 상태가 된다. 이때 남아 있는 연료의 양은 자동차 제조회사와 연료탱크 크기에 따라 다른데 대략 7∼10ℓ 정도로, 연료 경고등이 점등된 이후 약 70km 정도 더 주행이 가능하다. 이는 연료 경고등이 점등되어도 운전자가 남아있는 연료로 주유소를 찾기에는 충분한 거리라 할 수 있다.

같이 보기

• 연료
• 계기판

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