르노삼성 New SM3 (L38) 쓰로틀 챔버/바디 클리닝

Wednesday, 2023/02/15

Preface

애인은 르노삼성 New SM3 (L38) 2010년식을 몰고 다닌다.
그런데 무부하(Idle)시 RPM이 너무 높고, 엔진 소음이 자꾸 나는데다가 엑셀을 밟으면 차가 튀어나가는 증상이 있어서 여러 정보들을 찾아보았고, 그 중에서 관련된 내용이 있어서 실행해 보았다.

자연흡기 시스템을 도입한 차의 흡기(Air Intake) 시스템은 상당히 간단한 구조로 되어 있다.
전면부에서 들어온 공기는 에어클리너를 통해 흡기 덕트로 이동하고, 이 공기는 쓰로틀 바디(르노에서는 쓰로틀 챔버라고 부른다)를 거쳐 흡기 매니폴드로 도달한다.

연료 분사 방식에 따라 다르지만, New SM3(L38, H4M 엔진)의 경우 흡기 매니폴드에서 각 실린더로 분배된 공기에 연료를 뿌린 뒤 흡기 밸브를 통해 연료와 공기를 같이 흡입하여 폭발시킨다.
ECU는 엔진 부하(엑셀) 각도에 따라 연료 분사량과 흡기량을 조절하는데, 이 때 전자식 쓰로틀 바디는 ECU의 신호를 받아 연료 분사량에 정비례하여 개도율을 증가시킨다.

그런데 차가 노후되면 이 쓰로틀 바디에 카본이 끼게 되고, 이는 쓰로틀 바디가 원활하게 동작할 수 없는 이유가 되어 무부하시 RPM 상승, 출력 저하, 출발 시 꿀렁임 등 여러 증상이 나타난다.
이를 해결하기 위해 흡기 클리닝을 시행하고, 더 나아가서는 연소실을 청소하는 등 여러 정비 방법이 있다.

이번에는 L38(PH1, H4M 엔진)의 쓰로틀 바디를 클리닝하였다.

Preparation

작업을 위해서는 다음이 필요하다.

품목	설명	비고
쓰로틀 바디 클리너	거품식	일반 클리너는 점도가 낮아 사용성 나쁨.
7mm 복스알	에어덕트 클램프용	규정토크 6㎚
8mm 복스알	쓰로틀바디 탈거용	규정토크 6㎚
3/8” 복스렌치	연장대 있으면 편함	1/4”도 사용 가능하나 좀 힘들다.
호스 클램프 플라이어	블로바이 가스 호스 클램프용	롱노즈 플라이어로 대체 가능
비닐봉지	클리너 비산방지	여기저기에 카본때 녹인 세척제 묻히지 말자.
깨끗한 천	클리너 제거용	린트(Lint)가 날리지 않는 소재가 좋다.

작업을 빠르게 할 경우 0.5 Man-Hour가 소요된다.
처음 하는 경우 1.0 Man-Hour 소요.

Cleaning Process

먼저 쓰로틀 바디를 분리해야 한다.
이 때 쓰로틀 바디에는 냉각수 라인이 흐르므로, 완전 탈거가 아닌 케이블 커넥터 및 흡기라인만 탈거하여 시행한다.
간단하게 요약한 쓰로틀 바디 분리 절차는 다음과 같다.

1. 엔진 커버 탈거
2. 에어 인렛 덕트 탈거
3. 쓰로틀 바디 볼트 탈거
4. 쓰로틀 바디를 가스켓과 분리

세척을 위해서는 록타이트 쓰로틀 바디 클리너를 사용했다.
르노삼성 순정으로 제공되는 쓰로틀 챔버 클리너(거품식)을 사용해도 좋다.

쓰로틀 밸브를 탈거하고 장착할 때는 가스켓 상태를 보고, 이상이 있는 경우 가스켓을 같이 교환한다.
정비 지침상 쓰로틀 밸브 탈거-장착시에는 가스켓을 교체하도록 되어 있으나, 이는 선제적 정비이므로 적절히 감안한다.

노후된 차량의 경우 엔진 커버 하부에 있는 고정부가 잘 부러지니 유의하도록 한다.
에어 인렛 덕트는 먼저 PCV 호스(블로바이 호스)를 탈거한 뒤 탈거한다.
에어 인렛 덕트의 경우도 노후된 차량은 잘 찢어지니 주의한다.

덕트를 탈거하면 쓰로틀 바디의 후면이 보인다.
쓰로틀 바디를 고정하고 있는 볼트 4개를 풀고, 쓰로틀 바디 가스켓의 상태를 육안으로 확인한다.
쓰로틀 바디에 연결된 냉각수 라인을 고정하는 클립(24220ED005/24220, 24220ED015/24220A)이 부러지지 않도록 라인을 탈거하고, 쓰로틀 바디를 한 쪽으로 젖힌다.

밑에는 비닐봉지를 받쳐 클리너가 다른 곳에 튀지 않도록 한다.

*클리닝 전의 쓰로틀 바디 전면부. 카복이 누적되어 더럽다.

거품식 클리너를 벽면과 플랩에 분사하고, 기다린다(~ 5min).

카본이 어느정도 녹으면, 반드시 깨끗한 헝겊이나 천 등으로 압력을 가하지 않은 채 닦아낸다.

Cautions

쓰로틀 바디 플랩부에는 대부분의 차량 제조사에서 기밀성 유지를 위해 몰리브덴 등으로 코팅을 하여 출고하는데, 압력을 가하여 청소하게 되면 이 코팅이 벗겨져 플랩과 벽면에 간극이 생기고 이는 결국 공기가 새는 원인이 되어 흔히 말하는 도둑 공기가 흐르는 증상이 나타난다.

*절대 이렇게 하지 마라. 사진은 너무 깨끗해서 코팅이고 뭐고 다 날려버린 청소 후의 쓰로틀 바디 전면이다.

기밀성 유지가 되지 않을 경우 이전 대비 Airflow가 증가하였으므로 공회전시 RPM이 높게 유지되는 현상이 나타난다. 바람이 새면 연료 분사량 대비 공기량이 많아 연료가 희박해지고, 이는 시동이 꺼질 수도 있으므로 ECU는 연료 분사량을 늘려 적정 비율을 맞춘다.
이렇게 되면 늘어난 폭발력으로 인해 RPM이 올라가고 무부하시 높은 RPM이 유지된다.

나는 코팅이 되어 있다는 사실을 까맣게 잊고 너무 깨끗하게 닦아냈고, 덕분에 쓰로틀바디 학습 이후에도 RPM이 높게 유지되는 증상이 나타났다.

이를 해결하기 위해서는 Tomei社의 Throttle Coat¹ 등의 극압용 건조피막형 몰리브덴 윤활제²가 필요한데, 아주 얇은 두께로 도포하여 기밀성을 유지해야 한다.

Tomei Throttle Coat은 MSDS 자료가 없어 확인이 불가능하지만, 건조피막형 윤활제인 nabamoly MoS2 Coat #3003은 다음과 같은 성분으로 되어 있다.

70 ~ 90%를 차지하는 1,2-dichloroethylene(trans), Dimethyl Ether의 경우 휘발성이므로 문제가 없어 보인다.
기타 성분인 IPA도 휘발성이다.

단, 이것을 얇은 박막으로 도포하고 융착시키기 위해서는 150도 정도의 고온에서 확실히 경화시켜야 하는데 흡기 구조의 기밀성을 유지하기 위해서는 상온에서 30분 정도의 경화 시간을 두고 도포하면 될 것으로 보인다.

도포할 때는 분사하지 않고, 붓을 이용해 도포한다.
붓의 경우 일반 돈모 또는 마모는 사용하면 안 되고, 나일론 등의 유기용제 저항성이 있는 플라스틱 소재로 된 붓을 사용한다.

잘 모르겠다면 그냥 화홍 948 평붓 2호 정도 사용하면 된다.
단, 호흡기 보호를 위해 유기용제용 방독필터를 사용하고 야외에서 진행한다.

용기에 Nabamoly 3003을 소량 뿌린 뒤 붓으로 덜어 코팅을 진행하였다.
가장자리 부분이 코팅이 잘 되진 않았지만 효과는 확실히 있었다.

코팅 전에는 RPM이 Idle시 1000 이상이었지만 코팅 후에는 700 정도에서 유지되고 있다.

개도율도 개선되어 10.98%로 아주 양호해졌다.

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