CopyrightⒸ2016 KSAE / 144-08 pISSN 1225-6382 / eISSN 2234-0149 DOI http://dx.doi.org/10.7467/KSAE.2016.24.5.556 Transactions of KSAE, Vol. 24, No. 5, pp.556-565 (2016)
DPF 클리닝 직후에 주행 중 발생한 승용차화재 사례의 분석
이 의 평*
전주대학교 소방안전공학과
Analysis of an Automotive Fire Case that a Fire Broke out during Driving Immediately after DPF Cleaning
Euipyeong Lee*
Department of Fire Safety Engineering, Jeonju University, Jeonbuk 55069, Korea (Received 9 March 2016 / Revised 28 May 2016 / Accepted 31 May 2016)
Abstract : As a result of the enforced control of emission, many devices, including the diesel particulate filter, have been installed in diesel cars to reduce the emission of particulate matters. In this study, a car fire case has been investigated and analyzed. A car fire broke out after the vehicle traveled a distance of 1.4 km from a car service center.
The car was provided with DPF cleaning when the DPF warning light came on. After being dismantled in the engine room, the car's engine and gearbox were investigated. The findings showed that the rear part of the DPF metal case was melted and punctured, while the honeycomb filter of the DPF was damaged. The car fire was caused by an overheated DPF associated with inaccurate maintenance practice. Therefore, the responsibility of the fire rested on the car service center that performed the DPF cleaning.
Key words : Automotive fire(자동차화재), Fire investigation(화재조사), Diesel particulate filter(디젤입자상물질 필터), Fire case(화재사례), DPF cleaning(DPF 클리닝), Maintenance mistake(정비결함)
1. 서 론1)
국토교통부의 자동차등록현황에 의하면 2015년 12월 31일 현재 자동차등록대수는 20,989,885대로 이 중 경유를 사용하는 디젤자동차가 8,622,179대로 전체 자동차의 41.1 %를 점유하고 있으며, 전체 승 용차 16,561,665대 중 디젤승용차가 4,622,434대로 27.9 %로 디젤승용차의 비중이 점점 높아지고 있다.
승용차에까지 디젤엔진이 장착되게 된 것은 가솔린 기관에 비해 디젤엔진이 연비가 높고 엔진기술의 발달에 따라 소음과 진동을 줄인 점도 있지만 배기 가스 저감 기술의 발전에 기인한 요인이 크다고 생 각한다.
*Corresponding author, E-mail: [email protected]
디젤엔진은 압축점화기관이므로 연소되면 가솔 린기관보다 많은 질소산화물이 발생하는 등 유해한 배기가스를 배출한다. 디젤엔진의 배기가스에는 대 기환경을 오염시키는 물질은 물론 인체에 유해한 물질도 들어있어 디젤자동차 배기가스 배출량의 규 제는 크게 강화되고 있다. 디젤자동차 배기가스 배 출량 규제에 따라 디젤자동차에는 배기가스를 줄이 기 위한 여러 가지 장치가 설치되고 있다.
폭스바겐이 디젤자동차의 배출가스 저감장치를 조작한 사실이 2015년 9월 밝혀져 세계적으로 큰 물의를 일으킨 바 있는데, 폭스바겐 측은 배기가스 를 줄이면서 연비를 유지하는 것이 어려워 시험 검 사 때만 질소산화물 배출량이 적게 나오도록 조작 하였다.
DPF 클리닝 직후에 주행 중 발생한 승용차화재 사례의 분석
배기가스 배출량 규제가 강화됨에 따라 배기가스 저감장치 개발이나 활용 등과 관련된 연구는 많지
만1-13), 이 배기가스 저감장치와 화재의 관련성에 대
해 연구한 논문은 거의 없다.14)
이 논문에서는 배기가스 저감을 위해 설치한 디 젤입자상물질필터(Diesel Particulate Filter, 이하 DPF 로 약칭함) 경고등이 점등되어 정비업소에서 DPF 클리너를 이용하여 DPF 클리닝을 한 후 주행 중 발 생한 화재 사례에 대해 화재발생 원인과 책임 등을 분석한다.
2. 디젤자동차의 배기가스 배출 규제 실태 및 배기가스 저감장치
2.1 디젤자동차의 배기가스 배출 규제 실태 자동차의 배기가스 등 오염물질 배출에 대해서는 대기환경보전법에서 규제하고 있다. 대기환경보전 법규에서 디젤자동차의 규제 오염물질은 일산화탄 소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 매연, 입 자상물질(PM)이며, 제작차배출허용기준은 2014년 1월 1일 이전에는 유럽기준 EURO5를 준용하도록 하였고, 2014년 1월 1일 이후는 유럽기준 EURO6을 준용하도록 하고 있다.
Table 1 European emission standards
Tier CO
(g/km) NOx (g/km)
HC+NOx (g/km)
PM (g/km)
Particle number (#/km)
EURO6 0.5 0.08 0.17 0.0045 6×1011
EURO5 0.50 0.18 0.23 0.005 -
Table 1은 경자동차, 소형 승용차, 중형승용차에 대한 유로6과 유로5의 제작차배출허용기준을 비교 하고 있다. 유로6은 유로5에 비해 질소산화물(NOx) 과 입자상물질(PM)의 기준이 대폭 강화되었음을 알 수 있다.
2.2 디젤자동차의 배기가스 저감장치15) 디젤자동차의 배기가스 저감장치는 아래와 같은 4가지가 있다.
첫째, 디젤산화촉매장치(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)이다. 이 장치는 CO와 HC(탄화수소)가 촉
매 층을 통과하며 촉매와 반응하여 CO2와 H2O로 배 출된다.
둘째, 배기가스재순환장치(EGR; Exhaust Gas Recirculation system)이다. 이 장치는 배기매니폴드 쪽에서 배기가스의 일부를 빼내어 EGR 쿨러로 유 입 후 냉각된 배기가스를 흡기로 다시 넣어 NOx를 감소하게 한다.
셋째, 디젤입자상물질필터(DPF; Diesel Particulate Filter)이다. 이 필터는 배기관에 Fig. 1과 같이 벌집 모양의 통로양단을 하나 건너 교대로 셀 플러그로 막아놓아서 열린 통로로 들어온 배기가스는 세라믹 벽에 뚫린 기공(porous)을 통과하여 이웃 통로를 거 쳐 배기되므로 PM(입자상물질; Particulate Matters) 을 포집할 수 있다. PM이 일정량 이상 포집되어 입 구와 출구의 압력차이(∆)가 커지면 계기판에 DPF 재생신호가 나타나며 고속주행을 하면 배기가 스의 온도가 높아져 PM이 연소되어 자동으로 재생 (자동재생)하며 고속주행을 하여도 재생이 안 되는 경우는 서비스센터에서 점검을 받아야 하며 벌집모 양이 손상되어 있으면 교체하여야 한다.
넷째, 선택적 환원촉매장치(SCR; Selective Cata- lytic Reduction-catalystaor)이다. 이 장치는 소음기에 서 NOx의 배출을 검출하면 배기가스 라인에 요소 수를 분사하여 NOx를 질소(N2)와 수증기(H2O)로 만 든다.
Fig. 1 DPF of honeycomb wall type
3. DPF 클리닝 직후 주행 중 발생한 승용차화재 사례의 분석 3.1 화재개요 및 화재원인조사 경위 등 3만 km 정도를 주행한 차령 5년의 승용차의 DPF 경고등이 점등되어서 차량정비공장에서 에어클리 너 교체와 DPF 클리닝 정비를 하였다. 정비를 한 직 후 운전자 혼자서 시내도로를 주행 중 지나가던 차
Euipyeong Lee
량들이 경적을 울려서 주위를 보다가 자신의 승용 차에 화재가 발생해 있음을 확인하였다. 화재발생 을 확인하고 곧바로 정차(정차한 곳은 정비업소로 부터 약 1.4 km 주행한 지점)하여 119신고(신고시각 16:40)를 하여 소방대가 출동하여 진화하였다.
화재원인조사 의뢰 과정 등에서 화재현장에서 촬 영한 사진 파일, 운전자가 작성한 ‘보험금 지급청구 서 및 차량운행 경위서’ 사본, 소방서 발행 화재증명 원 사본, 정비공장에서 발행한 자동차점검･정비명 세서 사본 등을 제공받았다.
화재현장 도로에서 정비한 공장으로 견인되었다 가 조사당일 조사 직전에 다른 정비공장 안으로 이 동되고 있었고, 화재원인조사에 지장을 줄만한 부 품 탈거나 훼손은 없는 상황이었다.
3.2 연소상황 조사와 특이점 분석
승용차 외부는 엔진실과 좌측(운전석에 앉아서 전방을 주시할 때를 기준으로 함. 좌우전후에 대한 구분은 이하 동일한 원칙에 의함)의 피해가 심하며 좌측 중 엔진실과 운전석 사이의 차체 외부금속판 이 심하게 열변색되어 있으며, 우측과 후미측의 외 부는 화재로 인한 피해가 거의 없다(Photo. 1 참조).
우측 앞뒤의 두 바퀴와 좌측 뒷바퀴는 펑크가 나 지 않은 상태로 화재로 인한 피해가 거의 없이 온전 하고, 좌측 앞바퀴는 펑크가 난 상태로 타이어 위에 합성수지류가 흘러내려 붙어 있을 뿐 좌측 앞바퀴 주위에서 발화되어 연소확대된 흔적이 없다. 따라 서 전후좌우 네 바퀴 부위는 발화개소에서 배제할 수 있다(Photo. 2 참조).
운전석 앞의 엔진실에서 운전석쪽 차실 안으로 연소확대된 모습을 하고 있으며, 운전석 등받이 표 피는 소실되었지만 조수석은 시트의 표피가 남아 있다(Photo. 3 참조).
차체 하부는 배기관 주위의 방열판이 일부 용융 되어 있고, 좌측의 운전석과 엔진 사이 차체 하부의 언더코팅이 소실되고 열변색되어 있으며, 가연성 재질의 언더커버가 상당부분 소실되어 있으며, 차 체 뒤쪽 하부는 화재로 인한 피해가 거의 없으므로 차체 뒤쪽 하부는 발화개소에서 배제할 수 있다 (Photo. 4 참조).
Photo. 1 Left and right side
Photo. 2 Front and rear wheels
Photo. 3 Between engine room and passenger room
Photo. 4 Bottom side
변속기 우측의 차체 하부에 있는 배기관 행거의 충격완화용 고무링이 소실되고 고무링 옆 부위의 변속기 하부 케이스가 국부적으로 심하게 용융되어 있다(Photo. 5 참조).
Analysis of an Automotive Fire Case that a Fire Broke out during Driving Immediately after DPF Cleaning
Photo. 5 Rubber ring surroundings
Photo. 6 Bottom sides of engine room
Photo. 7 Cut and melted electrical cable
엔진오일팬 하부의 보호철판은 거의 그대로 남아 있고 엔진오일팬 부근에서 발화되었다고 볼만한 특 이점이 없으며, 변속기오일팬 뒤쪽 하부에 변속기 오일이 누유되어 있으나 변속기오일팬에서 발화되 어 연소확대되었다고 볼만한 특이점은 없다(Photo.
6 참조).
차체 하부의 왼쪽 사이드 프레임의 바로 우측에 배선된 알루미늄케이블(트렁크실 배터리에서 엔진 실 시동모터로 배선된 케이블)이 운전대 아래 지점 부근 차체 하부에서 용융 절단되어 20 cm정도 없어 져 있다. 알루미늄케이블이 용융 절단된 부위의 차 체 하부의 언더코팅이 소실되고 철재가 하얗게 열 변색되어 있으며, 변속기 마운팅 철재브래킷이 붉 은색으로 열변색되어 있는 등 알루미늄케이블이 절 단된 부위와 그 근처가 차체 하부 중 가장 열변색이 심하다(Photo. 7 참조).
차체 하부에 있는 변속기 마운트 브래킷 바로 뒤 쪽 부위의 방열판이 국부적으로 깊숙이 용융되어 있다. 방열판이 국부적으로 깊숙이 용융된 부위 위 쪽 언더코팅이 국부적으로 열을 받아 하체 철판이
Photo. 8 Melted heat insulation plate
Photo. 9 Left and right fuel tank
Photo. 10 Arc beads on transmission mount bracket
Photo. 11 Arc bead of bottom side
하얗게 변색되어 있다(Photo. 8 참조).
차체 하부에 있는 우측 연료탱크는 손상 없이 그 을음만 부착되어 있으나 좌측 연료탱크는 배기관 쪽의 앞쪽 표면이 일부 용융되어 뚫려 있어 연료(경 유)가 누유 되고 있다(Photo. 9 참조).
차체 하부에 위치한 변속기 뒤쪽 변속기 마운트 철재브래킷에 전선과 닿아 형성된 합선흔적이 있 고, 차체 하부의 전선에도 합선흔적이 있다(Photo.
10, Photo. 11 참조).
차실 안은 엔진실에서 차실 쪽으로 연소확대 되 고, 차실 앞쪽에서 트렁크 쪽으로 갈수록 화재로 인 한 피해가 적으므로 차실은 발화개소에서 배제할 수 있다(Photo. 3, Photo. 12 참조).
이의평
Photo. 12 Passenger and trunk room
Photo. 13 Engine room
Photo. 14 Front side of engine room
Photo. 15 Arc bead between aluminum cable and fire wall
엔진실은 운전석 앞쪽의 연소피해가 심하며, 운 전석 앞쪽 엔진실은 차체 하부에서 엔진실 위쪽으 로 연소확대된 흔적이 남아 있다(Photo. 13 참조).
엔진실 앞쪽에 위치한 라디에이터의 주위는 화재 로 인한 피해가 크지 않고, 엔진 앞쪽 고무호스는 표 면만 피해를 입고 있으므로 엔진실 앞쪽과 엔진 앞 쪽은 발화개소에서 배제할 수 있다(Photo. 14 참조).
엔진실 좌측에 위치한 시동모터로 배선된 알루미 늄케이블과 발전기로 배선된 구리케이블에 합선흔 적이 있다(Photo. 15, Photo. 16 참조).
좌우 배기구에 흰색 이물질이 부착되어 있는 특 이점이 있다(Photo. 17 참조).
이상의 연소상황의 조사 분석만으로는 발화개소 는 차체 하부의 운전석 아래의 알루미늄케이블이
Photo. 16 Arc bead on cupper cable
Photo. 17 Left and right tail pipe
절단 용융되어 있는 부위 또는 방열판이 국부적으 로 깊숙이 용융되어 있는 변속기 마운트 브래킷 주 위로 압축할 수 있고, 배기구에 흰색 이물질이 부착 되어 있는 특이점이 있다.
3.3 화재원인 분석
제공된 정비내역서, 화재증명원, 운전자 진술 등 을 종합하면 화재가 발생한 승용차는 DPF 경고등이 점등되어 정비업소에서 DPF 클리닝을 하고 출고한 후 정비업소로부터 1.4 km 정도 주행 중 주위에서 경적을 울려서 운전자가 화재가 발생한 사실을 인 지하고 승용차를 세운 것이 사실로 인정되므로 주 행 중에 화재가 발생하였거나 주행 전부터 착화된 것으로 분석할 수 있다.
제공된 정비내역서, 화재증명원, 운전자 진술과 승용차의 연소형태 조사 분석 결과로 보아 방화나 담뱃불 취급 부주의 등 인적요인이나 자연발화 물 질 적재에 의한 화재나 교통사고 등 외부적 요인에 의한 화재는 배제할 수 있다.
주행 중인 승용차는 방화나 담뱃불 취급 부주의 등 인적요인이나 외부적 요인에 의한 화재를 배제 하는 경우에 연료누유, 오일누유, 엔진과열, 배기관 과열, 제동부위 과열, 전기적인 원인 등에 의해 화재 가 발생할 수 있다.16-18)
연료탱크에서 차체 하부 왼쪽을 통해 배관된 것 으로 추정되는 연료배관은 소실되어 연료(경유) 누 유로 인한 화재인지를 판단하기 어려운 상황이므로
DPF 클리닝 직후에 주행 중 발생한 승용차화재 사례의 분석
연료 누유에 의한 화재는 배제할 수 없다(Photo. 4, Photo. 9 참조).
오일로는 엔진오일, 변속기오일, 파워스티어링 오일, 브레이크오일이 있는데 엔진오일은 누유된 흔적이 없어 엔진오일에 의한 화재는 배제할 수 있 고, 파워스티어링오일탱크와 브레이크오일탱크는 소실되어 화재 발생 전 누유 여부를 확인할 수 없고 변속기오일은 누유되고 있으므로(변속기, 파워스 티어링, 브레이크)오일 누유에 의한 화재는 배제할 수 없다(Photo. 6, Photo. 13 참조).
제동부위가 과열되어 화재가 발생한 경우에는 제 동장치가 있는 바퀴에서 발화되는데, 화재발생 승 용차의 바퀴는 발화개소에서 배제할 수 있으므로 제동부위 과열에 의한 화재는 배제할 수 있다(Photo.
4 참조).
연소상황의 조사 분석만으로는 발화개소는 차체 하부의 운전석 아래 알루미늄케이블이 절단 용융되 어 있는 부위 주위 또는 변속기 마운트 브래킷 주위 로 압축할 수 있고, 배기구에 흰색 이물질이 부착되 어 있는 특이점이 있으므로 화재원인을 구체적으로 조사하기 위해 엔진과 변속기를 엔진실에서 분리해 서 내렸다(Photo. 18 참조).
엔진실에서 분리해 내린 엔진과 변속기에 아래와 같은 특징이 있다.
- 엔진 우측에 위치한 변속기 오일배관이 용융되 어 있음(Photo. 19 참조)
- 엔진 좌측에 위치한 DPF 케이스의 뒤쪽이 심하 게 열을 받아 변색되어 있음(Photo. 20 참조) - 엔진과 변속기를 분리하기 위해 절단한 배기파
이프의 안쪽에 흰색 이물질이 심하게 붙어 있음 - DPF 케이스의 후미 부위가 일부 용융되고 케이 스 내부의 벌집구조 세라믹 필터가 손상되어 있음 (Photo. 21 참조)
- DPF에 이어진 배기파이프를 통해 절단한 쪽으 로 손상된 벌집구조의 세라믹 필터가 흘러나옴 (Photo. 22 참조)
- DPF 케이스 후미의 용융부위와 닿아 있는 고정 부위가 용융되어 있음(Photo. 23 참조)
- 터보차저는 날개에 손상이 없는 등 특이점이 없음 (Photo. 24 참조)
Photo. 18 Engine and transmission
Photo. 19 Melted transmission oil pipe
Photo. 20 Diesel particulate filter
Photo. 21 Melted DPF case
Photo. 22 Damaged ceramic filter in DPF
Photo. 23 Attached part of rear side of DPF case
Euipyeong Lee
Photo. 24 Turbocharger
Photo. 25 Disassembled DPF
- DPF 케이스를 절단한바 케이스 내부의 앞쪽에 DOC가 들어 있고 DOC는 손상을 입지 않은 상 태이며, DPF는 끝 쪽의 벌집구조 세라믹 필터가 상당부분 손상되어 있음(Photo. 25 참조) - 배기구 및 배기관 안에 붙어 있는 흰색 이물질이
부착되어 있고, 흰색 이물질은 벌집구조 세라믹이 손상되어 배기관으로 흘러나오면서 부착된 것임 - 이상과 같이 배기구와 배기관에 흰색 이물질이 붙어 있고, DPF의 케이스의 후미 부위가 용융되 고 케이스 내부의 벌집구조 세라믹 필터가 손상 되어 있고 DPF에 이어진 배기파이프를 통해 절 단한 쪽으로 손상된 벌집구조의 세라믹 필터가 흘러나와 있는데 이러한 현상은 DPF가 과열되 어 손상되지 않고는 발생할 수 없고 DPF 세라믹 벌집구조가 손상되고 케이스가 뚫릴 정도로 과 열되는 경우에는 배기관 행거의 고무링 등 인근 가연물을 착화시켜서 충분히 화재로 이어질 수 있고, DPF 수리(DPF 클리너 약품으로 클리닝을 함) 후 약 1.4 km 주행 중에 화재가 발생한 것이 므로 이 승용차 화재는 DPF 과열에 의해 화재가 발생한 것으로 분석할 수 있음
차체 하부와 엔진실의 구리전선과 알루미늄케이
블에 합선흔적(단락흔)이 있는데(Photo. 10, Photo.
11, Photo. 15, Photo. 16 참조), 이 합선흔적(단락흔) 은 화재의 원인이 된 것(1차단락흔이라고 함)일 수 도 있고 화재발생 후에 화열(火熱)로 인해 피복이 손상을 입어 합선되어 생긴 것(2차단락흔이라고 함)일 수도 있다. 합선흔적의 외관만으로 1차단락흔 인지 2차단락흔인지 알 수 없어 합선흔적만으로는 전기적인 원인에 의한 화재 발생 가능성을 배제할 수 없다.19-21) 그러나 합선흔적이 있는 곳에서 합선 에 의해 화재가 발생했다면 DPF의 케이스가 뚫리고 내부 세라믹 필터가 손상될 수 없으므로 이 승용차 의 모든 합선흔적(단락흔)들은 화재발생 전에 전기 적인 원인(합선)에 의해 형성된 것이 아니라 DPF 과 열로 세라믹필터가 손상되어 화재가 발생한 후에 2 차적으로 전선 피복이 열손상되어 절연이 파괴되는 등의 이유로 전선 도체가 차체에 닿아 합선되어 발 생한 것으로 분석할 수 있다.
이상의 조사 분석 결과를 종합하면, 이 사건 승용 차 화재는 정비결함에 의한 DPF 과열 손상에 의해 발생한 것으로 분석할 수 있다.
화재원인규명 절차는 우선 연소강약(화열로 인 한 피해가 심하고 심하지 않은지의 판별), 연소확대 방향(불이 번져나간 방향 판별), 관계자 진술 등을 통해 발화개소를 규명하고, 압축된 발화개소를 발 굴하거나 면밀히 조사하여 화재원인이 될 가능성이 있는 모든 발화원 등을 검토한 후 화재와 상관성이 없는 것을 하나씩 배제(소거)해가면서 관련성이 높 은 것들만 남긴 후 구체적인 검토나 분석을 통해 최 종적인 화재원인을 판정하는 절차를 따르는데,22) 이 사건 승용차화재는 발화개소로 분석한 부위에 화재 원인이 있지 않아 일반적인 화재원인판정 절차로는 화재원인판정을 할 수 없는 특수한 사례이다. 이 사 건 승용차화재의 화재원인 분석에서 연소강약과 연 소확대방향으로 발화개소를 판정하고 발화개소로 판정한 개소에서 발화원인이 될만한 것을 분석하는 일반적인 화재원인 판정절차로 화재원인을 판정하 였다면 발화개소로 판정한 차체 하부에 있는 단락 흔을 근거로 차체 하부의 전선에서 합선에 의해 화 재가 발생한 것으로 잘못 분석(판단)하였을 가능성 이 높았다. 단락흔으로 발화개소와 화재원인 판정
Analysis of an Automotive Fire Case that a Fire Broke out during Driving Immediately after DPF Cleaning
을 하면 오류를 범할 가능성이 있음을 시사하고 있 다.23,24)
3.4 화재발생 책임 분석
자동차 제조사의 취급설명서와 정비매뉴얼에서 는 DPF 경고등이 점등되면 고속주행을 하여 자동재 생하거나 고속주행을 하여도 경고등이 계속 점등되 거나 점멸되는 경우에 정비업소에서 진단기(스캔 툴)를 이용하여 강제적으로 재생하고, 진단기(스캔 툴)를 이용하여 강제재생을 하여도 재생이 되지 않 은 경우에는 교체하도록 안내(권장)하고 있다.
자동차 제조사에서는 진단기(스캔툴)로 DPF 강 제재생이 되지 않은 경우에 교체하도록 안내(권장) 하고 있으나 외제차량인 경우에 DPF 교체비용이 수 백만 원이고 일부 정비업소에서 교체하지 않고 DPF 클리너를 이용하여 클리닝 작업을 하여 재생하고 있는 현실이다.
화재원인 분석에서 화재발생 승용차는 DPF 과열 에 의해 화재가 발생한 것으로 분석하였으므로, 화 재발생 승용차의 DPF 과열(케이스 용융과 세라믹 필터 파손)을 초래한 주체에게 화재발생 책임이 있 다고 볼 수 있다.
자동차 제조사 취급설명서나 정비매뉴얼에서 DPF 클리닝을 권장하고 있지 않을 뿐만 아니라 수 명을 다하면 교체하도록 권장하고 있음에도 정비업 소에서 클리닝 작업을 하였으므로 화재발생 책임이 메이커(판매회사 포함)나 차주(운전자포함)에 있다 고 보기 어렵다.
정비업소 측에서는 DPF 케이스 용융과 세라믹필 터 파손이 DPF 클리닝 작업 전에 발생한 것이라면 서 화재발생 책임을 부인할 수 있는데 아래와 같은 이유로 옳지 않다.
DPF 클리너를 이용한 DPF 클리닝 순서는 ① 디 젤자동차 엔진을 정지하고 DPF 클리닝을 위해 1차 전용약품(500 ㎖)을 DPF Cleaner 장비에 주입하여 세팅, ② DPF 앞쪽의 차압호스를 분리한 후 DPF Cleaner 장비의 노즐과 연결하고 장비의 밸브를 열 어 1차 전용약품(500 ㎖)을 주입하고 약 5분간 불린 후 엔진 시동을 걸어 1차 전용약품(거품)을 배기구 로 배출시킴, ③ 2차 전용약품(2ℓ)을 DPF Cleaner
장비에 주입하고 배기구로 배출되는 이물질을 받을 용기를 준비한 후 엔진 시동을 건 상태에서 장비의 밸브를 열어 2차 전용약품을 차압호스를 통해 주입 하여 배기구로 전용약품(거품)을 배출시킴, ④ 2차 전용약품의 배출이 끝나면 엔진 시동을 정지시키고 장비를 탈거하고 차압센서를 연결한 후 다시 엔진 시동을 걸어 2000 rpm이상의 공회전 상태에서 배기 구에서 거품과 이물질 및 흰 연기 등이 모두 배출되 면 DPF 클리닝 작업을 종료한다. DPF 케이스 용융 과 세라믹필터 파손이 DPF 클리닝 작업 전에 발생 한 것이라면 위의 클리닝 ②, ③ 순서에서 DPF 케이 스 용융 부위를 통해 수증기가 누출되거나 차체 하 부의 바닥으로 거품이 낙하되어서 케이스 용융과 세라믹필터 파손을 인지하였어야 한다.
차주는 DPF 경고등이 점등되어서 수리를 맡겼으 며 정비업소 측에 구체적인 수리 방법을 요청하지 않았고, 정비업소 측에서 진단하여 클리닝 작업을 한 것이다.
만일 DPF 케이스 용융과 세라믹필터 파손이 DPF 클리닝 작업 전에 발생하여서 화재발생 책임이 없 다고 하려면 정비업소에서는 클리닝 작업이 아니라 차주에게 교체를 권고하였어야 하는데, 정비업소 측에서 차주에게 DPF 교체를 권고하지도 않고 클리 닝작업을 하였다.
DPF 클리닝이 정상적으로 종료되어 출고된 후 주행 중 DPF 케이스 용융과 세라믹필터 파손이 발 생하였다고 주장할 수 있는데, 출고 후 1.4 km 시내 도로 주간시간대 주행으로는 DPF 케이스 용융과 세라믹필터 파손이 발생될 정도로 배출가스 온도 상승이 불가능하므로 이러한 가능성은 배제할 수 있다.
자동차 제조사의 취급설명서나 정비매뉴얼에서 DPF 클리닝을 권장하고 있지 않지만 DPF 클리닝을 한다고 해서 화재가 발생한 것은 아니며 DPF 클리 닝을 하여도 대부분의 차량은 화재가 발생하지 않 고 운행되고 있는 실정이다.
화재발생 차량은 DPF 클리닝을 하는 과정 중에 앞에서 언급한 DPF 클리닝 순서 ④의 2000 rpm이상 의 공회전 상태에서 배기구에서 거품과 이물질 및 흰 연기 등이 모두 배출되면 DPF 클리닝 작업을 종
이의평
료해야 하는데 종료하지 않고 과열된 상태(2000 rpm이상의 공회전 상태)로 방치하여 DPF가 과열되 고 손상되면서 화재가 발생한 것으로 추정된다.
이상의 분석 내용을 감안하면 화재발생 승용차는 DPF 경고등이 점등되어 수리(DPF 클리너 약품으로 클리닝을 함)를 한 후 약 1.4 km를 주행한 상태에서 화재가 발생함이 명백하므로 이 사건 승용차화재의 화재발생 책임은 승용차 제조자나 운전자와 관련이 없고 DPF 클리닝(정비결함)을 한 정비업소에 있는 것으로 분석된다.
4. 결 론
배기가스 저감을 위해 설치한 DPF 경고등이 점 등되어 정비업소에서 DPF 클리닝 후 1.4 km 주행 중 발생한 화재 사례에 대해 화재발생 원인과 화재발 생 책임 등을 분석하였다.
조사 분석을 통해 다음과 같은 결론을 도출할 수 있다.
첫째, 이 사건 차량화재가 DPF 과열로 인해 발생 하였다는 물적 증거로 DPF 케이스 용융과 세라믹 필터 손상을 제시하였고, DPF 클리닝을 한 정비업 소에 화재발생책임이 있음을 분석하였다.
둘째, DPF 과열로 인한 세라믹필터 손상으로 차 량화재가 발생한 경우에는 배기구에 흰색 이물질이 있으므로 차량화재조사 시 배기구에 흰색 이물질이 보이면 DPF의 손상을 조사하여야 한다.
셋째, 배기관 주위의 차체 하부가 심하게 소훼(열 변색, 융융)되어 있는 경우에는 배기시스템을 분해 하여 면밀히 조사하여 화재원인을 판정해야 한다.
넷째, 외관조사를 통한 연소강약과 연소확대방 향 조사만으로는 발화개소를 판정할 수 없는 예외 적인 차량화재 사례가 있으므로 외관조사만으로 발 화개소를 특정해서는 안된다.
다섯째, 차량화재조사 시에는 엔진을 내리는 등 구체적인 분해검사를 하여 물증을 제시하여 발화개 소와 화재원인을 판정해야 한다.
여섯째, 차량화재예방을 위해 DPF 클리닝 중 DPF 과열로 세라믹필터가 손상되어 화재가 발생할 수 있음을 정비업소 등에 홍보할 필요가 있다.
일곱째, 디젤차량에 장착된 DPF는 적절히 관리
되지 않아 과열되면 세라믹필터가 손상되어 화재로 이어질 수 있음을 홍보할 필요가 있다.
이 논문이 DPF와 관련된 화재조사와 차량화재예 방에 활용되길 기대한다.
References
1) D. Kim, J. Han, Y. Lim, E. Kim and H. Han,
“Optimization of SCR on Filter Technology for Euro-6 Regulation,” KSAE Spring Conference Proceedings, pp.309-313, 2014.
2) S. Lee, C. Lee, J. Lee, S. Lee, K. Min, S. Kim and M. Lee, “The Effect of Intake Air Tempe- rature on NOx Emissions in Light-duty Diesel Vehicle and Engine,” KSAE Annual Confer- ence Proceedings, pp.126-128, 2013.
3) J. Chung, J. Kang, C. Lim and J. Kim, “A Study on the Calibration Methods of Burner and Passive Type PM Regeneration System for a Diesel Engine,” KSAE Annual Conference Pro- ceedings, pp.437-438, 2013.
4) K. Kim, M. Seo, S. Kim and Y. Kwon, “The Experimental Study of Unexpected Pressure Rise Phenomenon in DPF,” KSAE Annual Conference Proceedings, pp.286-289, 2013.
5) M. Lee, J. Lim, K. Kim and C. Jung, “A Study on the Emission Characteristics of Test Vehicle According to the Fuel Property and Climate Conditions,” KSAE Annual Conference Proc- eedings, pp.358-363, 2013.
6) M. Jung, J. Lee, Y. Jeong, H. Kim, J. You, H.
Oh and K. Cha, “Analysis of Exhausted PM Characteristics Comparison for Performance in Light-duty Diesel Passenger Vehicles Emission,”
KSAE Annual Conference Proceedings, pp.259- 264, 2007.
7) K. Choi and H. Park, “A Study on the Effec- tiveness of Remanufacturing Technology for the Catalyzed Diesel Particulate Filter-trap (DPF) Deactivated by Diesel Exhaust Gas,”
Journal of Korean Society of Environmental Engineers, Vol.32, No.10, pp.957-964, 2010.
8) A. Ko, I. Hwang, C. Myung, H. Choi and S.
Park, “Effect of Various Operating Conditions and After-treatment Systems on the Diesel Par-
DPF 클리닝 직후에 주행 중 발생한 승용차화재 사례의 분석
ticulate Matter,” KSAE Annual Conference Proceedings, pp.645-648, 2009.
9) S. Choi, H. Kwon, J. Lee, H. Jung, D. Choi, N.
Kim and Y. Park, “The Effect of DPF Cleaning on DPF Regenerative Performance,” KSAE Spring Conference Proceedings, pp.76-81, 2010.
10) Y. Cho, J. Won, S. Kim and D. Lee, “Deve- lopment of DPF System for Tier4 Diesel Engine,” KSAE Spring Conference Proceed- ings, pp.336-340, 2012.
11) S. Lee, J. Kwak, S. Lee and J. Lee, “On-Road Chasing and Laboratory Measurements of Exhaust Particle Emissions of Diesel Vehicles Equipped with Aftertreatment Technologies (DPF, UREA-SCR),” Int. J. of Automotive Technology, Vol.16, No.4, pp.551-559, 2015.
12) C. Lim, J. Chung, J. Kang, N. Kim and H. Kim,
“Study on the Optimized Cleaning Process of a DPF,” KSAE Annual Conference Proceedings, pp.660-668, 2013.
13) S. Kwon, Y. Park, J. Kim and C. Lee, “Effect of DPF Regeneration on the Nano Particle Emission of Diesel Passenger Vehicle,” Trans- actions of KSAE, Vol.15, No.3, pp.153-159, 2007.
14) J. Song, S. Sa, J. Nam, Y. Cho, J. Kim and N.
Park, “Analysis on Vehicle Fires Caused by Damage of Diesel Particulate Filter(DPF),”
Journal of Korea Institute of Fire Science and Engineering, Vol.26, No.4, pp.70-76, 2012.
15) C. Kim, Automotive Diesel Engine, Goldenbell, Seoul, pp.358-370, 2015.
16) E. Lee, “Analysis of Actual State of Motor Vehicle Fires in Korea,” Journal of Korean
Institute of Fire Science & Engineering, Vol.25, No.2, p.57, 2011.
17) E. Lee, “Analysis of Fire Cause and Actual States,” Safety World, Vol.7, No.1, pp.53-57, 2011.
18) E. Lee, “Cause Analysis on Motor Vehicle Fires,”
Proceeding of Autumn Annual Conference, Korean Institute of Fire Investigation, Vol.20, pp.37-58, 2010.
19) E. Lee, H. Ohtani, T. Seki, H. Hasegawa, S.
Imada and I. Yashiro, “A Fundamental Study on Electrical Molten Marks,” Bulletin of Japan Association for Fire Science and Engineering, Vol.51, No.1, pp.1-10, 2001.
20) T. Hijikata, “Judgement of Electric Fire Causes in Fire Investigation and its Points to be Noted,”
Journal of Japan Association for Fire Science and Engineering, Vol.62, No.2, pp.12-13, 2012.
21) E. Lee, “Analysis of Foreign Car Fire that Broke Out in Passenger Room during,” Journal of Korean Society of Hazard ad Mitigation, Vol.14, No.5, pp.250-251, 2014.
22) E. Lee, “A Study on Cause Analysis of a Fire that Broke Out on a No-start Motor Vehicle,”
Transactions of KSAE, Vol.20, No.6, pp.92-99, 2012.
23) E. Lee, “Analysis of a Fire Case that Was Con- nected by Litigation due to Misjudgement of Fire Cause,” Proceeding of KIFSE Annual Autumn Conference, pp.81-87, 2012.
24) E. Lee, “Analysis of an Error Case in the Judg- ment of Fire Causes,” Proceeding of KIFSE Annual Spring Conference, pp.171-174, 2013.
