보다 고출력의 엔진성능을 위하여 여러 가지 기술이 엔진에 적용되고 있는데, 노킹 제어(Knocking Control)도 그 중에 하나입니다. 엔진에 손상을 입힐 수 있는 노킹의 발생을 회피하면서 최대한의 출력을 얻고자 하는 기술입니다. 노킹제어를 사용하지 않는 보통의 엔진에서는 모든 운전 영역에서 노킹이 발생하지 않는 범위에서 점화시기가 결정됩니다. 운전영역별로 점화시기를 안전하게 결정하기 위해서는 흡입공기 온도, 연료의 옥탄가, 배기가스재순환장치의 사용 여부 등 여러 가지 조건들을 고려해야 하는데, 보통 노킹이 발생하는 점에서부터 크랭크축 각도로 4도 ~6도 정도의 여유를 갖도록 결정합니다. 이 여유를 노킹마진(Knocking Margin)이라고 합니다. 이 노킹마진을 줄이면 더 높은 출력을 확보할 수 있습니다. 노킹제어를 적용하면 이 노킹마진을 1도~2도 정도까지 줄일 수가 있습니다. 그만큼 더 높은 출력을 확보할 수 있다는 것입니다.
   이 외에도 운전자에게 판매되는 가솔린연료의 옥탄가가 일정하지 않고 여러 종류의 옥탄가 연료가 있는 시장을 위해서도 노킹제어를 적용하는 경우가 있습니다. 우리나라는 2000년 현재 대개 91~93정도의 옥탄가를 가진 가솔린이 판매되고 있지만, 옥탄가가 87정도에서 90 이상인 연료가 판매되는 지역도 있습니다. 이런 지역을 위해서 엔진 보호를 목적으로 노킹제어를 적용합니다.

노킹 제어를 적용하기 위해서는 연소실 내에서 노킹이 발생하는 것을 인식하는 수단이 필요하며, 그 수단이 바로 엔진의 실린더 블록(Cylinder Block)에 녹 센서를 설치하는 것입니다. 연소실에서 노킹이 발생하면, 정상적인 연소가 일어날 때에 비하여 훨씬 높은 주파수를 가진 고주파 진동이 생기는데, 녹센서를 통하여 이를 계측함으로써 노킹현상의 발생유무를 판별할 수 있습니다.
  녹센서에는 magnetostrictive rod나 piezoelectric crystal을 소재로 사용하고 있는데, magnetostrictive rod를 사용하는 경우에는 이 magnetostrictive rod가 진동으로 인해 자기장을 변화시키고, 자기장의 변화는 유도전압을 발생시키는 원리로 되어 있습니다.
  녹센서에 의해서 노킹이 감지되면, 엔진제어장치는 점화시기를 지연(Retard)시킵니다. 점화시기를 지연시키고, 또 다시 진각시키는 제어방법은 2가지로 나눌 수 있습니다. 연소실에서 강력한 노킹이 발생될 때, 엔진제어장치에 의해서 제어되는 Fast Correction을 옆 그림에 표현합니다. 특정 실린더에서 노킹이 인식되면, 곧바로 다음 사이클에서는 정해진 범위(5도~10도)만큼 지연되어서 점화가 일어납니다. 그 다음에 매 사이클마다 일정 각도만큼 진각  시킵니다. 이와 다르게 1~2도 정도의 점화시기 변화로 노킹을 제어할 수 있는 조건에서는 점화시기의 지연과 진각을 매 사이클마다 1도씩 변화시키는 제어방법이 있습니다. 이것을 Slow Correction이라고 합니다.

Posted by 카즈앤미
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