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최근 차량화재가 많이 발생하고 있습니다. 이번 글에서는 차량화재가 발생하는 요인 중 역화, 후화, 고속공회전에 대한 정의부터 발화요인 및 감식기법에 대해 자세히 알아보겠습니다.
1. 역화(back fire)
가. 역화의 정의
역화란 혼합가스가 폭발하여 생긴 화염이 다시 기화기 쪽으로 돌아가는 현상을 의미합니다. 점화시기에 이상이 발생하여 연소실 내부에서 연소되어야 할 연료 중에 미연소된 가스가 흡기관쪽으로 역류하여 흡기관 내부에서 연소할 때 굉음이 발생하고 출력을 저하시키며 심할 경우에는 에이클리너 중요 부품들을 손상시키기도 합니다.
나. 역화의 원인
엔진과열(over heat): 엔진 과열이 심해 흡기밸브가 적열상태가 되면 연속적으로 역화가 발생할 수 있습니다.
혼합가스 희박: 혼합가스(연료+공기)가 너무 희박하면 연소시간이 길게 되어 역화가 발생한다. 보통 혼합비가 0.7 이하이거나 1.3 이상일 때 발생하는 특징이 있습니다.
엔진오버쿨링(over cooling): 엔진의 온도가 정상온도보다 너무 낮게 되면 혼합가스의 연소가 지연되면서 역화가 발생할 수 있습니다.
흡입밸브 밀착불량: 흡입밸브의 밀착불량은 압축가스나 연소가스가 흡기다기관으로 누설되어 기화기에서 역화가 발생합니다.
실린더 사이 개스킷 파손: 서로 인접해 있는 개스킷이 파손되면 양방향의 실린더 연소가스가 서로 통하게 되어 흡기다기관이나 기화기에서 역화가 발생합니다.
연료에 수분 유입: 연료 중에 수분이 포함되어 있으면 연소시간이 길게 되거나 점화가 곤란하여 다음의 흡입행정에서 역화가 발생합니다.
흡기다기관과 배기다기관 사이의 균열: 흡기다기관의 일부에 균열이 있으면 배기다기관의 배기가스가 흡기다기관 안으로 들어와 혼합가스에 점화되어 기화기에서 역화가 발생합니다.
2. 후화(after fire)
가. 후화의 정의
실린더 안에서 불완전하게 연소된 혼합가스가 배기파이프나 소음기 내에 들어가서 고온의 배기가스와 혼합하여 착화를 일으키는 것으로 배기파이프 폭발이라고도 합니다. 엔진이나 배기장치 과열에 의한 화재는 냉각수나 오일 부족 등으로 엔진이 과열되거나 연료공급에 이상이 생겨 연소실 안의 혼합기가 제대로 연소하지 못하는 현상이 발생합니다. 특히, 촉매장치 부근에서 2차 연소가 발생하여 촉매장치 및 소음기 등이 과열됨에 따라 부식방지를 위해 도포해 놓은 언더코팅제나 차량 안 바닥재 등에 착화하는 사례가 종종 있습니다.
나. 후화의 원인
배기밸브 밀착불량: 배기밸브의 밀착이 불량하거나 열리는 시기가 너무 빠른 경우에는 미연소가스가 배기파이프 안에서 배출되어 후화가 발생합니다.
점화플러그 불량: 점화계통 고장으로 실린더에서 미연소된 가스가 배기파이프 안으로 배출되어 후화가 발생한다.
점화시기 늦음: 어느 실린더의 점화시기가 늦으면 배기밸브가 열리기 시작한 다음 혼합가스가 연소되며 그것이 배출되어 후화가 발생합니다.
혼합가스 농후: 혼합가스가 너무 농후할 때는 미연소가스가 배기파이프 안으로 배출되어 소음기 등에 고이게 되어 폭발적으로 후화가 발생합니다.
3. 고속공회전(과레이싱)
가. 고속공회전 정의
고속공회전이란 차량이 정지된 상태로 가속페달을 계속 밟아 회전력을 높이는 것으로 과레이싱이라고 불립니다. 고속공회전을 실시하면 엔진의 회전수가 높아지고 엔진오일이나 라디에이터의 온도가 급격하게 상승하여 과열상태에 이르게 되며 고온이 된 엔진오일이 오일팬과 실리더블록의 접속 틈새에서 분출하면 고온의 배기관 위로 떨어져 착화위험성에 노출되게 됩니다. 또한, 과레이싱으로 배기관 자체가 적열상태에 이르게 되면 촉매장치를 고정시켜 주는 고무링(O링) 등에 착화하여 연소확산될 수 있습니다. 고속공회전에 의한 화재는 음주 후 차량 안에서 잠을 자거나 휴식을 취하기 위해 누워 있다가 무의식적으로 가속페달을 밟아서 화재로 이어지는 경우에 자주 발생합니다.
나. 고속공회전 현상의 특징
시동을 켜고 장시간 사람이 가속페달을 밟은 경우 발생한다.
높은 엔진소리와 굉음이 발생하고, 연소과정에서 폭발소리를 동반하는 경우가 많다.
소음기를 차체에 고정시키는 행거와 언더코팅제 등에 1차적으로 착화한다.
차량의 촉매장치 및 소음기 등 배기라인과 후방으로 집중연소된 형태를 나타낸다.
다. 고속공회전의 감식기법
고속공회전이 발생하면 엔진소리가 높아지므로 주변에서 차량의 높은 엔진소리를 들은 목격자와 최초신고자의 진술을 확보한다.
운전자로부터 차량 정지상태로 시동을 켠 상태였음을 확인한다.
차량을 카센터 등에서 들어 올려 엔진룸 차체 하부에 가장 심하게 연소된 위치를 확인한다. 실린더 헤드커버에서 엔진오일이 샌 경우 배기관으로부터 상부에 있는 실린더 헤드커버로 연소된 방향성을 확인한다.
오일팬에서 오일이 샌 경우에는 배관이 소손되고 오일팬의 틈새에서 누설 흔적이 있는지 조사한다.
과레이싱에 의해 엔진오일이 뜨거워지면 대량으로 발생한 블로바이가스(bolw-by-gas)에 의해서 발화하기도 하지만, 개스킷 쪽에서 엔진오일의 누설로 발화하는 경향이 더 많으므로 엔진 개스킷 부분의 누설여부를 확인한다.