고압 커먼 레일(HPCR) 시스템은 정밀하지만 고장 없이 작동하려면 가장 청정한 연료가 필요한 복잡한 기계입니다. 연료의 청정도를 검사할 때 기존의 "투명하고 밝은" 연료 육안 검사로는 더 이상 충분하지 않습니다. 미세한 오염물조차도 엔진 고장과 비용이 많이 드는 가동 중지를 유발할 수 있습니다.
그러나 HPCR 엔진의 경우 OE와 작업자 모두가 연료의 오염물 및 기타 고형 파티클로 인해 어떤 문제가 발생할지 대체로 잘 알고 있을 만큼 충분히 오래 사용된 엔진입니다. 그리고 많은 사람들이 차량 및 벌크 연료 탱크에 모두 효과적인 필트레이션의 중요성을 인지하고 있습니다.
고형 파티클은 HPCR 엔진의 유일한 위협 요소가 아닙니다. Donaldson Filtration Solutions에서 실시한 온로드 및 오프로드 서비스 센터에 대한 설문 조사*를 살펴보면, 수분은 특히 습도가 높거나 연료 품질이 좋지 않은 지역에서 HPCR 연료 시스템 안정성에 큰 영향을 미치는 것을 분명하게 알 수 있습니다. “우리가 설문 조사한 일부 정비 담당자들은 수분과 관련된 문제로 가장 큰 어려움을 겪고 있다고 응답했습니다."라고 Donaldson의 제품 관리자인 Doug Lundstrom은 말합니다. "수분 문제는 매우 복잡할 수 있습니다. 그리고 장비 소유자는 수분 문제가 실제로 존재하는지 인식하지 못할 수 있고 그 문제를 효과적으로 처리하는 방법도 잘 알지 못할 수도 있습니다.”
유지 보수 간격이 목표에 미치지 못하고 있습니다
일반적인 경험 법칙에 따르면 완벽한 필트레이션 조건에서는 운전자가 HPCR 엔진이 백만 마일을 기록했을 때 인젝터를 교체하는 "평생 정비"를 할 것으로 예상합니다. 대부분의 엔진은 중간 정비를 받을 때 인젝터가 최소 805,000 km/500,000마일을 기록할 것으로 예상(또는 희망)합니다. 그러나 습한 기후나 연료에 수분이 발생하는 곳에서는 사용자가 인젝터 교체 전 예상 주행 거리보다 훨씬 짧은 시점에 인젝터를 교체하는 일이 지속적으로 발생합니다.
“설문 조사에 따르면 많은 운전자가 현실적으로 565,000 km/350,000마일을 기록했을 때 고압 펌프 및 인젝터와 같은 HPCR 연료 시스템 구성요소를 교체하기 전에 엔진을 폐기합니다."라고 Lundstrom은 말합니다. “특히 남부 지역의 매장들은 대부분 연료 문제로 인해 얼마 지나지 않아 인젝터를 교체하는 것이 너무나도 익숙한 상황입니다. 그저 이런 상황을 현실로 받아들이고 있죠.”
그러나 이것이 현실일 필요는 없습니다.
첫 번째 단계는 이해하는 것입니다
수분을 분진이나 다른 고형 파티클보다 더 큰 위협으로 생각하기는 어렵지만, 눈에 보이지 않는 것이 해를 끼칠 수 있습니다. 수분은 간단히 말해서 연료에 침투할 수 있는 정말 파괴적인 오염물입니다. 그렇기 때문에 OE는 일반적으로 HPCR 시스템에 도달하는 자유수를 최소한으로 지정합니다. 수분은 여러 가지 방법으로 피해를 줄 수 있습니다. 수분이 철 및 강철 부품에 닿으면 녹 파티클이 연료에 들어가 시스템을 부식시키거나 마모시킬 수 있습니다. 수분은 특성상 연료보다 윤활성이 부족하므로 물방울이 마모를 유발할 수 있습니다. 수분은 연료의 특정 오염물을 용해시켜 연료에 유해한 침전물을 생성할 수 있습니다. 수분이 협소한 공간에서 열과 압력에 노출되면 피팅(pitting)이나 스폴링(spalling)이 발생할 수 있습니다. 또한 더 추운 기후에서는 연료 속 수분이 얼음으로 변해서 모두가 잘 알고 있는 고형 파티클이 되어 엔진이나 인젝터를 손상시킬 수 있습니다.
이는 수분이 연료 시스템에 유입될 수 있어 발생하는 직접적인 문제일 뿐입니다. 점검하지 않으면 수분이 연료의 특정 화학물질과 작용하여 온보드 필터를 빠르게 막거나 고형 파티클로 작용할 수 있는 침전물을 유발할 수 있는 "부드러운 고체"를 생성할 수 있습니다. 모든 벌크 또는 온보드 탱크에 자유수가 존재하면 필터를 빠르게 막는 미생물이 성장하고 금속 구성요소를 부식시키는 산이 발생할 수 있습니다.
어떤 식으로든 연료에 수분이 들어 있다는 것은 엔진에 좋지 않은 소식입니다. 그러면 어떤 조치를 취해야 할까요?
기술은 진화하고 있으며 테스트도 이에 따라 진화해야 합니다
"배리어 스타일" 필터가 널리 사용되고 있지만, 이 필터는 모든 운영 환경에서 필요한 수분 차단 기능을 제공하지 않을 수 있습니다. 업계 트렌드가 초저유황 디젤(ULSD)과 더 많은 바이오디젤로 이동함에 따라, 연료에서 수분을 제거하는 것이 새로운 과제가 되었습니다. 첫째, 새로운 첨가제와 바이오디젤 대부분은 연료의 화학적 성질을 변화시킬 수 있습니다. 따라서 연료에서 수분을 제거하기가 훨씬 더 어려워졌습니다. 이러한 새로운 화학물질(이전에는 존재하지 않았던 계면활성제 및 연성 오염물 포함)은 필터 여과지 섬유를 코팅하고 수분을 차단하는 성능을 감소시킬 수 있습니다.
수분에 대한 이러한 증가하는 어려움을 해결하기 위해 온로드 및 오프로드 산업은 필터의 수명 주기 동안 수분을 더욱 효과적으로 제거할 수 있는 다단계 흡착(coalescing) 필터를 선택하기 시작했습니다. 다단계 흡착(coalescing) 연료 필터는 실제로 물방울을 축적하고 크기가 커질 때까지 기다린 후 소수성 스크린을 통해 집수 영역으로 물을 밀어냅니다. 수분 제거에 더 효과적인 것으로 입증된 필터지만, 일부 OE는 특히 오프로드 장비에 이 신기술을 도입하는 것을 주저하고 있습니다. 이러한 원인 중 하나는 테스트 및 연구 방법이 다르기 때문입니다. 이는 문제에 대한 오해로 이어집니다.
"수분 제거에 대한 현재 ISO 테스트 표준은 실제로 하나의 새 필터를 다음 필터와 비교할 뿐입니다."라고 Lundstrom은 말합니다. “이러한 표준은 실제 장비에서 필터가 어떻게 작동할지 예측하는 데 효과적이지 않습니다. 필터는 처음 한 번만 새 필터입니다. 필터의 효과는 수명 주기 동안 바뀝니다.”
문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 대부분의 테스트가 현장 조건이 아닌 실험실 환경에서 수행된다는 점입니다. Lundstrom은 "실험실 테스트는 정확하지만 때로는 전체 그림을 보지 못하는 경우가 많습니다."라고 말합니다. “현장 밖에서는 문제가 끊임없이 발생합니다. 현장 테스트는 우리가 경험하는 모든 오염물에 대한 이해를 높여 줍니다. 이러한 오염물을 이해해야만 처리 기술을 개발할 수 있습니다.” 필트레이션 제품에 대한 현장 테스트를 수행하는 필트레이션 기업은 온로드와 오프로드 분야에서 모두 첨단 엔진을 보호하는 데 있어 한 발 앞서 있습니다.
공급 장치를 보호하면 장비를 보호할 수 있습니다
HPCR 엔진을 보호하는 가장 쉬운 방법은 연료에 수분이 들어가는 것을 방지하는 것입니다. “기본적으로, 나중에 수분을 제거하는 것보다 연료에 수분이 들어가지 않게 하는 것이 훨씬 쉽습니다."라고 Lundstrom은 말합니다. “수분이 공급 장치로 들어갈 수 있는 방법은 여러 가지이므로, 제어할 수 있는 부분을 제어하는 것이 좋습니다.”
강력한 수분 제거 기능이 있는 온보드 필트레이션은 대부분의 HCPR 엔진에서 필수이지만, 여기서 시작할 필요는 없습니다. 예를 들어, 어떤 대량 연료 저장 탱크를 활용하는 경우 해당 공급 장치를 보호하는 것이 중요합니다. 수분은 세 가지 방법으로 대량 탱크에 유입될 수 있습니다. 연료를 공급받을 때 대기 중에서, 그리고 응결을 통해 유입됩니다. 이것이 효과적인 대량 필트레이션이 중요한 이유입니다. 아주 작은 대량 탱크라도 탱크 입구에 필트레이션 장치가 있어야 미리 오염된 연료가 기존 공급 장치에 혼입되는 것을 방지할 수 있습니다. 펌프에 필트레이션 장치가 있어야 공급 장치에 유입된 자유수를 제거할 수 있습니다. 또한 탱크의 통풍구나 브리더에 필트레이션 시스템이 있어야 수분(및 분진)이 대기를 통해 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.
그리고 효과적인 온보드 필트레이션을 사용하여 대량 연료 저장 탱크를 이렇게 3중으로 보호하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 탱크는 정기적으로 검사하고 청소해야 합니다. 균열, 헐거운 피팅 또는 파손된 씰이 없는지 확인해야 합니다. 모든 이송 시스템을 정기적으로 검사해야 하며, 탱크의 연료를 지속적으로 테스트해야 합니다.
결국 그만한 가치가 있습니다
연료에서 수분을 차단해야 합니다. 결과적으로 HPCR 시스템은 쉽지도 않고 간단하지도 않습니다. 하지만 그만한 가치가 있습니다. 특히 백만 마일을 염두에 두고 있다면 더욱 그렇습니다.
