개요

커먼레일 연료분사 시스템 개요
시스템 구성요소
시스템 개요
적용 영역

인-라인 연료-분사 펌프의 첫 도입은 1927년 보쉬에서 디젤 연료-분사시스템을 제조하면서 시작되었다.인-라인 연료-분사 펌프의 주요 적용범위는 모든 크기의 상업용 디젤엔진과 운반차량 및 선박용에 쓰인다.실린더 당 약 160kw의 출력을 발생하는 데 대략 1350bar의 분사압력이 사용된다.작은 운송용 밴과 승용차에 적용된 직접-분사 (DI)엔진의 설치와 같이, 여러해에 걸친 다른 요구에 대한 폭넓은 다양성이 특수한 요구에 부응하는 다양한 디젤 연료-분사 시스템의 개발을 이끌어 왔다.이러한 개발의 주요 중요점은 특정한 출력의 증가뿐만 아니라 감소된 연료 소비율 그리고 노이즈와 배출가스의 저감에 대한 요구이다. 기존의 캠-구동 시스템과 비교하여, 보쉬의 직접-분사(DI) 디젤엔진에 사용되는 커먼 레일 연료-분사 시스템은 분사시 스템의 엔진 적용에 대해 상당한 유연성을 제공 하고 있다. 그 예로서,
1. 광범위한 적용범위(승용차, 출력이 약200kw/실린더에 이르는 선박용 엔진뿐만 아니라 약30kw/실린더에 이르는 상업용 엔진)
2. 약 140bar 에 이르는 고압 분사압력
3. 가변 분사 개시
4. 파일럿 분사, 주분사
5. 작동모드에 대한 분사압력의 매칭

기능, 역할
기능

압력발생과 연료분사는 커먼 레일 어큐머레이터 분사시스템에서는 각각 완전히 분리된다. 분사압력은 엔진의 속도와 분사된 연료량에 독립적으로 생성된다. 연료는 분사를 위해 준비된 고압 어큐머레이터(레일)에 저장된다. 분사된 연료량은 운전자에 의해 정의되고, 분사개시와 분사압력은 저장된 맵에 기초한 ECU에 의해 계산된다. 그러면 ECU는 솔레노이드 밸브를 트리거하여 각각의 엔진 실린더에 있는 인젝터로 하여금 알맞게 분사하게 한다. ECU와 그러한 커먼레일 연료-분사 시스템의 센서는 다음으로 구성된다.

1. ECU
2. 크랭크샤프트-속도 센서
3. 캠샤프트-속도 센서
4. 액샐러레이터-페달 센서
5. 부스트-압력 센서
6. 레일-압력 센서
7. 냉각수 센서
8. 공기-질량 센서

위의 센서로부터 입력신호를 사용하는 ECU는 운전자의 요구(액셀러이터-페달 설정)를 기록하고 엔진과 차량의 순간적인 작동성능을 총괄적으로 정의한다. ECU는 센서로부터 나오는 신호를 데이터라인을 통해 받아서 처리한다. 이러한 정보에 근거하여. ECU는 차량과 특히 엔진에서 개/페-루프 제어 동작을 중재한다. 엔진속도는 크랭크샤프트-속도 센서에 의해 측정되고, 캠샤프트-속도 센서는 점화순서를 결정한다. 액셀레이터-페달모듈에서 포텐셔미터를 가로질러 발생한 전기적 신호는 ECU에게 운전자가 페달을 얼마나 깊이 밟았는지를 알게한다. 즉 운전자의 토크 요구를 알게한다. 공기-질량 미터는 배기가스규제를 만족하기 위해 연소가 적용될 수 있도록 ECU에게 순간적인 공기유량의 데이터를 제공한다. 배기-가스 터보차져와 부스트-압력 제어를 가진 엔진에 대해서는, 부스트-압력센서는 부스트-압력을 또한 측정한다. 추운 바깥날씨에 엔진이 식어 있을 떄, ECU는 분사개시와 후분사에 대한 설정값, 그리고 특별한 작동 조건에 대한 더 많은 변수를 채택하기 위해 냉각수-온도와 공기-온도 센서로 부터 데이터를 채택한다. 증가하는 안전과 승차감의 요구에 대처하기 위해서 더 많은 센서와 데이터라인이 ECU의 압력으로 제공된다. 아래그림은 커먼레일 어큐머레이터 분사 시스템을 사용한 연료-분사 시스템이 설치된 4-실린더 디젤엔진의 한 예이다.
다양한 구성성분이 나타나 있다.

4기통 디젤엔진의 커먼레일 인젝션 시스템

1

공기징량 센서

6

크랭크샤프트 센서

2

ECU

7

냉각수온 센서

3

고압펌프

8

연료 리터

4

고압어큐머레이터(레일)

9

악셀 포지션 센서

5

인젝터

 

 

기본적인 기능
기본적인 기능은 디젤연료이 분사를 적절한 순간에 알맞은 양과 정확한 분사압력으로 제어한다. 이것들은 디젤엔진이 부드럽레 동작할 뿐만 아니라 경제적으로 동작하도록 보장한다.

부가기능

보조적인 개/폐-루프 제어 기능은 배기-가스 저감과 연료소비율의 특징을 개선하거나, 증가하는 안전성, 승차감 그리고 편리성을 위해 사용된다. 예로서, 배기가스 재순환장치(EGR), 부스트-압력제어, 차량-속도제어(정속주행 제어) 그리고 전지적 이모빌라이저 등. CAN BUS 시스템은 차량에 있는 다른 전기적 시스템(즉, ABS와 전기적 트랜스미션-시프트 제어)과의 데이터의 교환을 가능하게 한다.

정비소에서 차량의 상태를 점검하는 동안, 진단 인터페이스는 저장된 시스템 데이터의 평가를 가능하게 한다.


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