자동차상식 + 자동자학과, 자동차정비기능사 등 내연기관 필수과목 자동차기관 요점 55강. 커먼레일엔진의 연료분사장치 5
55강. 커먼레일엔진의 연료분사장치 5
(바) 크랭크축 위치 센서(CPS : crank shaft position sensor)
1) 크랭크축 위치의 기능
실린더 내의 피스톤 위치는 분사개
시를 정의하는데 결정적인 역할을 한다.
그리고 크랭크축 위치 센서는 모든 피스
톤의 위치에 대한 정보를 제공한다. 중
요한 입력 변수는 유도 감응형 크랭크축
위치 센서로부터 나오는 신호를 사용하
여 컴퓨터에서 계산한다.
2) 신호 생성원리
60개의 돌기(齒)를 가진 철강-자상의 트리거 휠이 크랭크축에 설치되고, 트리
거 휠에는 2개의 돌기가 없는 부분이 있는데, 이 부분의 간극이 실린더 1에 대하여 크랭크축의 정의된 위치에 할당된다.
센서는 영구자석과 구리선을 지닌 철심으로 구성되어 있으며, 센서에서 자기
흐름은 돌기(齒)와 간극이 서로 통과함에 따라 변화하여 사인(sine) 곡선의 교류
(AC) 전압이 발생한다. 크랭크축의 회전속도가 빨라지면 전압의 폭이 날카롭게 증가한다.
(사) 상사점(TDC) 센서(cam position sensor)
1) 상사점 센서의 기능
상사점 센서는 캠축에 설치되어 캠축 1회전(크랭크축 2회전) 당 1개의 펄스신
호를 발생시켜 컴퓨터로 입력시킨다. 컴퓨터는 이 신호에 의해 1번 실린더의 압축
상사점을 검출하며, 연료 분사 순서를 결정한다.
2) 작동원리
점화스위치를 ON으로 하면 컴퓨터로부터 공급된 5V의 전원은 트랜지스터 ①
을 통하여 ②로 접지되고 공급 전원 12V는 트랜지스터의 컬렉터에 대기한다. 이때
캠축이 회전하여 캠축에 있는 돌기가 감응부분에 자력이 형성되어 홀(hall) 소자에
전압이 발생한다. 홀소자에서 발생된 전압에 의해 트랜지스터를 구동하고 컬렉터
에 있던 센서 전원은 이미터로 흘러 펄스신호를 컴퓨터가 감지한다.
(5) 출력계통
(가) 연료분사(fuel injection)
커먼레일방식에서는 다음의 3단계로 연료를 분사한다.
① 제1단계 : 착화 분사(pilot injection)
② 제2단계 : 주분사(main injection)
③ 사후 분사(post injection)
위 3단계 연료분사는 연료의 압력과 온도에 따라서 분사량과 분사시기가 보정된다.
1) 착화분사(pilot injection)
착화분사라 함은 주 분사가 이루어지기 전에 연료를 분사하여 연소가 잘 이루
어지도록 하기 위한 것이다. 착화분사 실시 여부에 따라 기관의 소음과 진동을 감
소시키기 위한 목적을 두고 있다. 즉, 연소할 때 연소실의 압력상승을 부드럽게 하
여 기관의 진동과 소음을 감소시킬 수 있다. 착화분사의 기본 값은 냉각수 온도와
흡입공기 압력에 따라 조정되며, 다음의 원인에 의해 착화 분사가 중단될 수 있다.
① 착화분사가 주 분사를 너무 앞지르는 경우
② 기관 회전속도가 3200rpm 이상인 경우
③ 분사량이 너무 작은 경우
④ 주분사량이 불충분한 경우
⑤ 기관 자동 중단에 오류가 발생한 경우
⑥ 연료 압력이 최소값 이하(100bar) 이하인 경우
