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.
구성품
구성품 및 작동 원리
연료계는 3가지 부분으로 구성되어 있다. 플로트, 저항기, 그리고 지시로드이다. 이 구성을 기반으로 다양한 신호값을 연료 게이지와 같은 전자식 단말기로 송신하며 이를 측정하는데 직접적인 역할을 하는 센서는 센더(sender)라고 부른다. 먼저 플로트는 물에 떠다니는 부레 정도로 생각하면 된다. 연료 액면을 떠다니는 플로트는 철이나 폼 솔리드로 구성되어 있으며 모형은 계란형이나 타원형의 원체이다. 저항기는 자동차 배터리로부터 12볼트 전압의 에너지를 받아 연료 게이지에게 현재 연료량을 송신한다. 2021년 기준 출시되고 있는 자동차들은 전자식 신호를 받아 게이지로 보여주는 방식이지만, 과거 차량의 경우 연결선이 게이지와 저항기에 직접 연결되어 있다. 연료계의 작동원리는 저항기 내부에 앞 유리 와이퍼와 같이 생긴 기기가 저항체(resistive material)가 지시로드의 움직임에 따라 움직인다. 이 와이퍼 모양의 기기가 저항체로부터 더 멀어질 수록, 전기는 덜 전도 된다. 탱크 내에 연료가 줄어들 수록, 기기는 더 멀어질 것이고 전도량이 줄어든다. 만약 연료 탱크에 연료가 가득 차있다면 전류량은 최대가 되고 이 수준에 연료 게이지의 바늘은 F를 가리키는 원리이다. 그런데 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.[1]
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.[2]
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.[3]
각주
참고자료
같이 보기
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