안녕하세요.
오늘은 연소에 대해서 알아보고자 합니다.
앞에서도 말했듯이 연소란 연료가 실린더안에서
폭발을 하여 배기를 하는것이 연소라고 하였습니다.

완전연소가 무엇일까요?
완전연소란 연료가 실린더안에서 남김없이 잘
타서 배기를 하는것을 완전연소라고 합니다.

그럼 불완전 연소가 무엇일까요?
불완전 연소란 연료가 실린더안에서 적절하게
타지 못하여 매연을 일으킨다거나 연료가 너무
많이 투입되어 제대로 연소하지 못해서 일부 연료가
실린더에 남아 이것역시 매연이 발생되어 배기를
하는 것을 불완전 연소라고 합니다.

완전연소와 불완전 연소의 차이점은?
보시다시피 완전연소가 이루어지면 실린더 내부에
연료가 남아있지 않아 상태가 매우청결합니다.
그리고 그런엔진은  적절히 연소가 일어났기 때문에
매연이 덜 발생하게 됩니다. 매연이 일어나긴 하지만
불완전 연소 매연보다는 조금 낫다고 알려드리고
싶습니다. 그리고 실린더내부가 청결하다보니
엔진 수명도 오래갈수 있다 볼수 있겠습니다.

불완전 연소가 이루어지면 연료가 잘타서 매연이
발생하게 되면 그나마 다행입니다.
하지만 연료가 과도하게 투입되어서 불완전 요소를
일으키게 되는 경우 과도한 매연을 일으키게 됩니다.

불완전 연소중에서 연료가 실린더 안에 남아있을 경우
이 이야기는 상당히 심각해 집니다.
연료가 불완전 연소를 하게되면 연료안엔 주 성분인
카본 성분이 남게 됩니다. 카본은 보시면 아시겠지만
그냥 시커먼 재 덩어리처럼 찐득하게 남아있습니다.
이것을 우리는 주로 카본 찌꺼기라 칭합니다.
카본 찌꺼기는 자주 청소해 주어야 합니다.
그렇지 않으면 카본은 실린더에 붙어있게되어 피스톤
왕복운동을 할때 그 찌꺼기는 실린더 벽면이나
피스톤 링을 갉아먹게 됩니다. 그렇게 되면 실린더와
피스톤이 간극이 벌어지게 되어 완전한 압축행정을
거치기 어렵습니다. 앞에도 얘기했듯이 흡입압축폭발배기
이 행정들이 두배로 뛰어도 모자랄판에 압축이 떨어진다는
것은 전반적으로 엔진의 성능을 저하시키게 됩니다.

엔진 성능을 저하시키는걸 방지하기 위해서라도
우리는 엔진을 자주청결하게 해줘야 되고 완전연소가
이루어 질수 있게끔 관리를 해야 됩니다.

엔진에서 불완전 연소로 생겨나는 안좋은 매연을
선박에서는 Blow-by 라는 표현을 많이 사용합니다.

그렇다면 불완전 연소는 왜 일으키는걸까요?
이 답은 의외로 쉽습니다.ㅋㅋ
당연히 연료를 과도하게 주입하게 되는것이죠.
자동차로 치자면 쓸데없이 과속 페달을 끝까지
쭈욱 쉴새 없이 밟는것입니다. 그럼 연료가 실린더에
콸콸 쏟아지겠죠.ㅋㅋ
두번째는 연료를 분사하는 기계를 인젝터라고하는데
인젝터에서 무분별하게 과도하게 실린더에 주유하는
경우 입니다.
선박에서는 저속에서 고속으로 장시간 자주
올렸다내렸다 사용할때 연료가 일정하게 공급되지
못하여 불완전 연소를 일으키는 경우가 많이 생기게
됩니다. 불완전연소를 임의로 일으키면 엔진을 청소
해야하기때문에 기관장님은 썩 달가워 하지 않을
것 입니다.

그렇다면 매연 매연 하는데 매연은 어떤것인가요?
매연은 말그대로 안좋은 공기죠. 그런것보다는
매연은 어떠한 성분이 있는지 알고 가는것이 더
중요한 일입니다.

우리는 일상 생활에선 공기를 마십니다.
공기는 주로 질소와 산소가 포함되어 있습니다.
그리고 연료는 특히 선박에서 쓰는 디젤 ,경유는 주로
탄소성분이 함유되어 있습니다.
디젤은 원유에서 추출해온 성분입니다. 원유는
원래 탄화수소가 주된 성분이지만 그뿐만 아니라 여러가지
성분들도 함유하고 있습니다. 그렇기에 디젤을
추출할때는 이상하게 황성분이 같이 묻어나옵니다.
황은 주로 노란색을 뜁니다. 디젤이 약간 노란색을
띄는 이유가 황 성분을 포함하고 있기 때문입니다.

매연은 연료가 부족할때 질소 산소가 과도하게
유입되어 매연을 일으킵니다. 이때 나오는 매연은
질소 산화물과 이산화 황이 나오게 됩니다.
질소산화물은 냄새가 지독합니다. 그리고 이산화황은
신체에 치명적인 피해를 일으킵니다.
디젤 = C ,O S 를 함유함. 공기 = N , O 를 함유함.
디젤 + 공기 = Nox , Co S 질소산화물 + 이산화황
죄송합니다. 분자식 쓰려니 멘붕 오네요..
따로 공부하시면 좋겠습니다.

연료가 과도한 매연은 일산화탄소를 뿜어내어 인체에
사망을 일으킬 확률이 높습니다. 아주 치명적이죠
디젤 + 공기 = CO 그리고 나머지 성분들은 찌꺼기가
되어 실린더 속에 들어 있을겁니다.

그렇다면 가장 이상적인 매연은 무엇일까요?
가장 이상적인 매연은 이산화탄소 와 물을 만드는 것입니다.
디젤 + 공기 = CO2 +H2O
그리고 이 완전연소 매연은 무색으로 투명하기에
눈으로 잘 보이지가 않습니다. 이산화탄소 소량은
괜찮겠지만 이것 역시 너무 많이마시면 호흡곤란이 와서
인체에 치명적인 피해를 입힐 수가 있습니다.

자 이렇게 우리는 완전연소를 보면서 매연에 관한
특성도 알게 되었습니다. 과연 항해사들은 항해당직때
굴뚝에 나는 연기를 확인해 봅니다.

일반 바이오 항해사  : 응. 굴뚝에 시커먼 연기가 나네.
먼상관이야. 당직마치고 빨리 영화보고 자야지.

메카닉 항해사 : 굴뚝 연기색이 왜저래? 기관실 알려야겠다. 엔진에 불완전 연소로 블로바이 현상이 있는거 같습니다. 확인바랍니다.

한끗차이지만 왠지 메카닉항해사의 대처가 더 멋져
보이지 않나요?
근데 굴뚝연기는 엔진뿐만 아니라 보일러나 발전기같은
기기에서도 매연이 나올수가 있습니다. 그래도 기관실에
알려주시는게 더 현명 할지도 모릅니다.

이상 엔진에 대해서 대충 설명이 끝났습니다.
엔진에대해서 아직 할얘기가 더 있는데 피곤하네요..
ㅜ.ㅜ 죄송합니다.
다음에 틈날때마다 엔진에대해서 더 부가적으로
넋두리 하도록 하겠습니다.