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과학기술

자동차 급발진 자료모음

by 靑野(청야) 2013. 5. 28.

<기사1>

 

사회적 문제가 되고 있는 자동차 급발진 원인이 브레이크와 엔진 사이에서 일어나는 특수현상 때문이라는 주장이 국내에서 세계 최초로 제기됐다. 그러나 각계 전문가들의 반론에 대해 구체적이고 실증적인 근거를 제시하는 데는 실패해 논란의 여지를 남겼다.

자동차급발진연구회(회장 김필수)는 27일 서울 삼성동 코엑스에서 기자간담회를 갖고 자동차 급발진 원인과 대책을 발표했다.

연구회는 브레이크 진공배력장치와 엔진 흡기밸브 사이의 공기순환 과정에서 발생하는 `압력서지(Pressure Surge)` 현상을 급발진 원인으로 지목했다. 압력서지 현상이란 관을 따라 흐르던 공기가 어떤 원인에 의해 갑자기 압력이 높아지는 것을 말한다. 엔진에서 이 같은 현상이 일어나면 그 압력에 의해 공기유입량을 조절하는 스로틀밸브가 과도하게 개방된다. 공기와 연료분사가 동시에 많아지면서 급가속이 발생한다는 주장이다.

연구회는 브레이크와 엔진 사이의 공기순환 체계를 압력서지 현상의 원인으로 설명했다. 브레이크에는 작은 힘으로도 브레이크를 쉽게 누를 수 있도록 `진공배력(培力)장치`가 설치된다. 일종의 `진공관`이다.

이 장치는 한 번 사용하면 공기가 들어차기 때문에 다시 진공을 만들기 위해서는 공기를 빼줘야 한다. 대부분의 차에서는 엔진 흡기밸브가 이 역할을 하며, 이 때문에 두 장치가 관으로 연결돼 있다. 그런데 이 관에서 이상현상이 일어나 압력서지가 발생, 엔진 흡기밸브에 영향을 미치면서 급발진으로 이어진다는 게 연구회 측 주장이다.

회장을 맡은 김필수 대림대 자동차학과 교수는 “압력서지 현상으로 전자제어장치(ECU200)의 스로틀밸브 통제가 무너져 공기와 연료가 과다하게 엔진으로 유입될 수 있다”면서 “동시에 진공배력장치에서 진공이 사라지면서 브레이크가 말을 듣지 않게 된다”고 설명했다.

이번 발표는 세계적으로도 특정 현상을 급발진 원인으로 지목한 최초 시도라는 점에서 주목을 받았다. 국내서도 매년 300~400건의 급발진 사고가 접수되고 있어 관심이 컸다.

그러나 연구회 측이 구체적 근거나 실증실험 결과를 제시하지 못해 설득력이 떨어진다는 비판이 제기됐다. 실제로 발표현장에는 완성차 업체와 정부, 연구기관, 협회 등 각계 전문가가 대거 참석해 날카로운 반론을 폈으나 연구회 측은 제대로 된 답변을 내놓지 못했다. 스스로도 “가설이다. 어떤 환경에서 이런 현상이 발생하는지 모른다”고 한 발 물러섰다.

자동차급발진연구회는 15년~20년 경력을 가진 자동차 전문가 20여명이 지난해 결성한 단체다. 연구회 측은 참여하는 전문가 명단은 공개하지 않았다. 이번 발표는 지난해 발생한 국내 급발진 의심 사고 122건을 분석한 결과라고 연구회측은 밝혔다.

김필수 회장은 “정부와 관련 업계 주의를 환기시켜 압력서지 현상을 공론화하기 위해 이 자리를 마련했다”면서 “이들이 실증실험을 할 수 있도록 자료제공과 자문을 아끼지 않을 것”이라고 말했다.

 

<기사2>

 

자동차 급발진 사고가 브레이크에 장착된 '진공배력장치' 때문인 것으로 추정된다는 연구 결과가 나왔다.

김필수 자동차급발진연구회 회장(대림대 교수)은 27일 서울 삼성동 코엑스에서 기자회견을 갖고 "1년간 국내 급발진 의심사고 사례 122건을 대상으로 연구한 결과 자동차 급발진의 원인은 브레이크의 배력장치 때문인 것으로 잠정 결론 내렸다"고 밝혔다.

진공배력장치는 적은 힘으로 브레이크의 제동 효과를 극대화시키기 위해 만들어진 장치다. 진공 펌프를 이용해 운전자가 브레이크 페달을 밟는 힘(답력)을 4∼5배로 키워 차의 제동력을 높이는 안전장치인데 이것이 오히려 급발진의 원인이 됐다는 것이다.

김 교수는 이 장치가 정상 상황을 벗어나 급발진을 일으키는 환경으로 '압력 서지'(Pressure Surge) 현상이 나타나는 경우를 들었다.

압력 서지 현상은 오일 파이프라인을 갑자기 폐쇄할 경우 파이프라인 속을 이동하던 유체가 갑자기 멈추면서 순간적으로 압력이 진공 상태로 낮아졌다가 이내 급격하게 치솟는 일을 뜻한다.

운전자가 브레이크 페달을 밟았다가 발을 떼면 진공배력장치에 의해 흡기다기관(공기나 혼합가스를 실린더에 섞어 넣는 파이프)의 공기압이 낮아지는데 보통의 경우라면 자연스럽게 기압이 균형을 찾는다.

그러나 이때 흡기다기관의 공기압을 낮추는 여러 현상이 중층적·복합적으로 발생하면 순간적으로 압력서지 현상이 발생하고, 그 결과 급격히 진공 상태가 되면서 자동차 실린더로 들어가는 공기량을 조절하는 스로틀밸브가 완전히 열리게 된다는 것이다.

이렇게 되면 스로틀밸브의 개방에 비례해 연료가 급격히 분사되면서 차가 급발진을 하게 된다는 설명이다.

김 교수는 "급발진 초기에는 압축공기로 출력을 높이는 '터보차저' 효과로 출력이 급상승해 보통 때처럼 브레이크를 밟아서는 차를 세울 수가 없는 것"이라고 말했다.

흡기다기관의 압력은 전조등을 점등하거나 에어컨을 켜는 동작 등 다양한 차량 작동 과정에서 변화한다고 김 교수는 설명했다.

특히 디젤 엔진의 경우 진공배력장치가 별도의 진공펌프에 연결돼 있어 구조적으로 이런 현상이 일어날 수 없는 반면 대부분의 가솔린 또는 LPG(액화석유가스) 엔진은 이 장치가 흡기다기관에 연결돼 있다.

김 교수는 "2012년 급발진 의심사고를 엔진 유형별로 보면 94.4%가 가솔린·LPG 차량이었고 디젤 차량은 5.6%였다"며 급발진의 원인을 진공배력장치로 지목한 근거로 들었다.

또 급발진이 브레이크 페달의 조작에서 발생하는 만큼 브레이크를 자주 밟았다 떼는 운전 습관도 급발진 가능성을 높일 수 있다고 지적했다.

김 교수는 이에 따라 앞으로 신차에는 별도의 전자식 진공펌프(EVP)를 달아 급발진을 통제하고 기존 차량은 예전에 쓰던 가속페달 연결 케이블을 이용해 급발진을 방지할 수 있을 것이라고 설명했다.

김 교수는 그러나 "현 단계에서 이 이론은 하나의 가설"이라며 "정부(국토교통부)나 자동차 제조사 등과 함께 시뮬레이션을 통해 이를 검증하면 수개월 안에 입증할 수 있을 것"이라고 말했다.

그는 "그동안 급발진에 대해 '운전자의 실수다, 아니다' '급발진이 있다, 없다' 등 논란이 많았는데 운전자 실수도 75% 이상 존재하지만 급발진은 분명히 존재한다"고 덧붙였다.

자동차 업체는 수긍하기 힘들다는 자세다.

완성차업체의 한 관계자는 "공기처럼 질량이 가벼운 물질로 인해 압력 서지 현상이 생긴다는 것도 이해하기 어렵고, 설령 발생한다 해도 웬만한 힘으론 움직이기 힘든 스로틀밸브를 압력 서지로 열리게 한다는 것도 수긍하기 힘들다"고 말했다.

정부는 김 교수 측이 공개검증에 동의한다면 얼마든지 가설을 검증해볼 수 있다는 입장이다.

국토교통부 관계자는 "의혹을 없애기 위해 김필수 교수 측이 같이 검증을 하자고 한다면 할 의향이 있다"고 말했다.

 

<기사3>

 

“모든 기술을 총 동원해 차량 급발진 존재 여부를 밝혀내려 했지만 자동차에는 결함이 없었다.” 

이는 지난달 9일 발표한 급발진 추정사고 조사에 대한 정부의 최종 결론이다. 미국 항공우주국(NASA) 역시 지난 2011년 “사고 차량에 일부 문제점이 발견됐지만 급발진에 영향을 주는 결함이라고 단정 지을 수 없다.”는 등 급발진 현상은 아직까지 풀리지 않는 숙제로 남아있다.

이에 대해 자동차급발진연구회(회장 김필수 대림대 교수)는 급발진 의심사고 중 90%가 실제로 급발진에 의한 사고라고 주장했다. 급발진연구회는 27일 서울 삼성동 코엑스에서 ‘급발진 예상원인과 대책’에 관한 긴급 기자회견을 열고 이 같이 밝혔다. 이 자리에는 완성차업체를 비롯해 교통안전공단, 자동차부품연구원 등 업계 관계자들이 참석해 연구결과를 예의주시했다.

연구회는 이날 ‘대구 앞산 순환도로 YF쏘나타 급발진 추정사고’에 대해 정부 발표와 정반대의 의견을 내놨다. 이 차량은 사고기록장치 분석결과 사고 5초 전부터 충돌 시점까지 속도는 96~126km/h에 최대 엔진회전수(rpm)는 충돌 1.5초 전 6144rpm을 나타냈다. 스로틀밸브 개방율은 충돌 5초 전 97%, 4.5초 전에는 0%, 4초 전에는 18%, 이후에는 충돌 때까지 97% 유지했다. 정부는 차량 속도가 증가했지만 브레이크를 밟은 흔적을 찾아볼 수 없었다는 결론을 내렸다. 하지만 학회는 차량이 전자식스로틀제어시스템(ETCS)을 사용하면서 운전자가 브레이크를 밟았음에도 제동이 되지 않은 구조에 대해 문제제기를 했다.

자동차 급발진학회 김창용 연구원은 “ETCS를 사용하면서 IACV(Idle Air Control Valve) 같은 보조밸브가 없어서 가속페달에서 발을 떼면 최소 공기흐름 유지를 위해 반드시 2~3% 개방율을 유지해야한다”며 “개방율이 0%라는 것은 운전자가 가속페달을 조작해서 나타날 수 없다는 것을 의미한다”고 설명했다. 그는 전자식 진공펌프(EVP) 설치가 급발진을 막기 위한 최선의 방법이라고 주장했다.

김필수 교수는 “급발진 원인은 판도라의 상자를 여는 것과 같다”면서 “이번 발표는 추정이고 남은 과제는 제조사가 직접 실험을 통해 입증해야 한다”고 강조했다.

학회는 공기흡입밸브의 ‘압력서지(Pressure Surge)’를 급발진의 주된 원인으로 꼽았다. 자동차에서 압력서지 현상은 실린더 흡기밸브 작동에 의한 압력변화와 브레이크 작동으로 진공배력장치의 진공호스 쪽에서 발생하는 압력변화가 합쳐지면서 경우에 따라 순간적으로 압력서지가 발생한다는 것. 학회는 압력서지가 스로틀밸브를 급격하게 열리게 하고 이에 따른 많은 양의 연료가 공급되면서 차량의 출력이 급상승해 운전자의 차량 제어가 불가능하게 되는 현상 이라는 주장이다.

이에 대한 대안으로 진공펌프(EVP) 설치가 급발진을 막기 위한 최선의 방법이라고 설명했다. EVP는 흡입밸브 내 설치를 통해 통제가 가능하고 기존 차량의 경우는 스로틀 바디와 가속페달사이의 소프트웨어적인 설치방법이나 예전에 사용하던 가속페달 연결 케이블의 사용으로 방지가 가능하다는 얘기다.

하지만 관련업계 전문가들은 대부분 학회의 주장이 ‘가설’에 그쳤다고 지적했다. 이 자리에 참석한 자동차부품연구원, 교통안전공단, 모 대학 자동차학과 교수 등은

 

“이번 자동차 급발진 연구회의 급발진 분석은 차량 이상 현상에 대한 하나의 가능성이 될 수 있다”면서도 “하지만 학회의 분석은 근거자료가 상당히 미약한 수준의 단순 주장에 그쳐 논란의 소지를 남겼다” 는 의견을 내놨다.

또한 학회가 대안으로 제시한 진공펌프(EVP)는 이미 제작사들이 차량에 장착하는 추세다. 지난 2011년 서해대교 급발진 추정사고 차량인 BMW 528i에는 이미 EVP가 장착돼 있었는데도 이와 같은 사고가 발생했다.

 

업계 관계자는 “최근 많은 제작사들이 EVP를 차량에 장착하는 추세”라며 “EVP가 압력서지를 줄여 줄 수는 있지만 급발진 현상을 완벽히 방지할지는 미지수”라고 말했다


 

<기사4>

 

http://tongjelly.blog.me/50172280779

 

<기사5>

 

 

 

 

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