디젤엔진의 연료장치

차량용 디젤기관은 연료소비량이 적고,연료가격이 안정적인 점에서 연료경제성이 다른 자동차용 연료에 비하여 좋은 편입니다. 세계적으로 보아도 트럭 및 버스는 대부분은 디젤엔진을 사용하고 있고 최근에 각광을 받고 있는 RV차량에도 디젤엔진의 적용비율은 높습니다. 그러나 우리나라의 경우에는 디젤엔진의 연소배출물 중 매연에 의한 도심대기의 오염이 심한 형편이어서 디젤엔진에 대한 일반적인 인식은 그다지 좋지 못합니다. 현재 세계적으로 디젤엔진에 대한 제작기술이 가장 앞서 있는 지역은 유럽지역으로, 유럽지역의 승용차나 소형화물차량의 디젤엔진기술은 향후 10년간 강력한 기술자본의 역할을 할 것으로 예상되고 있습니다.

디젤엔진의 연료장치는, 엔진의 성능을 최대한 발휘하면서 유해가스의 배출을 억제하고 안정된 주행을 확실하게 행하기 위하여, 필요한 연료분사량을 적정한 분사시기에 확실하게 분사 시키는 것을 요청 받고 있습니다. 디젤엔진의 연소방식은 별도의 점화장치를 사용하지 않고 연료가 자발 점화 및 연소되기 때문에, 분사된 연료는 연소에 적합한 크기의 액체덩어리(액적:Droplet)들로 잘게 쪼개져 분무 되어야 합니다. 고압 상태로 압축된 연소실내로 연료를 직접 분사하므로 연료는 보통 1000기압 이상의 압력으로 분사되며, 5~15마이크로미터 정도의 직경을 가지는 크기의 액적(Droplet)으로 분무를 형성시키는 것이 필요합니다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 연료 분사시스템에서의 연료흐름을 살펴보면,

  • 연료는 연료탱크에서 피드펌프(Feed Pump)에 의해 필터로 보내지고,필터를 거친 연료는 분사펌프로 공급됩니다.
  • 분사펌프내의 플런져에 의해 순간적으로 고압의 상태가 된 후 분사파이프를 통해 연료분사노즐로 압송됩니다.
  • 연료분사노즐에 연료압력이 미치게 되어 밸브열림압력 이상의 압력이 될 때 노즐의 끝부분이 열려서 연료가 분사됩니다.

그림에서 하늘색의 화실표는 저압 연료의 흐름을 표시한 것이며, 파란색의 화살표는 고압연료의 흐름을 표시한 것입니다.

근래 들어 새롭게 개발된 Common Rail방식의 연료분사장치는 전자제어방식으로 전자밸브인 노즐의 개폐를 제어하는 장치로 고압(1200기압 이상)의 연료를 저장 해두는 축압실(Common Rail)을 가지고 있습니다. 이 방식은 전기신호를 통해 연료분사량,분사시기,분사압력을 자유롭게 선택할 수 있고,또한 1회의 분사를 단속적으로 제어하여 2단계로 분사하는 등의 분사패턴도 제어 가능합니다. 이 Common Rail 시스템은 2003년 이후의 강화된 배기가스규제를 만족시킬 수 있는 유효한 수단으로 알려져 있으며, 각 자동차제작사 들은 이 시스템을 적용하기 위한 기술개발을 추진하고 있습니다.

Posted by 카즈앤미
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