자동차상식 + 자동자학과, 자동차정비기능사 등 내연기관 필수과목 자동차기관 요점 75강. 디젤엔진의 배출가스와 대책 3
75강. 디젤엔진의 배출가스와 대책 3
차. 연료 압력 제어방식
(1) 듀얼 압력 조절장치
기존 커먼레일 엔진의 경우 연료장치의 압력조절을 한 개의 밸브만을 두어 연료 압력
을 조정하였다. 하지만 배기가스 규제가 강화되면서 연료 압력 조절밸브를 두 개를 두
어 더욱더 정밀한 연료 압력 제어를 실현하였다.
기존 커먼레일 엔진의 압력조절 방식을 개선하여 고압의 입구인 고압펌프 측과 고압
의 출구인 레일측을 동시에 제어하도록 하였다. 또한 두 개의 밸브를 엔진의 상황에 따
라 신속하고 정밀하게 연료압력을 제어할 수 있도록 하였다.
(2) 구성
듀얼 압력 조절장치의 구조는 기존 입구 제어방식에 사용한 인렛 미터링밸브와 출구
제어방식에 사용한 연료 압력 조절밸브가 동시에 장착된 구조를 가진다.
(3) 작동영역
두 개의 밸브의 작동 영역은 항상 같이 작동하는 것은 아니고 상황에 경우에 따라 다
르며, 우선 시동시에는 레일측 압력 조절밸브(출구제어)만을 제어한다. 저속 저부하에
서는 두 개의 밸브를 모두 제어한다. 그리고 고속의 고부하 조건에는 펌프측의 압력 조
절(입구제어)만을 제어하도록 한다.
카. 가변 스월밸브
디젤 엔진작동 중 저부하 운전상태에선 피스톤의 평균속도가 낮아 연소실로 흡입되
는 공기를 빨아 당기는 힘이 적어 공기의 흡기 포트 통과 속도도 낮게 된다. 이럴 경우
연료분사 시 연료의 혼합이 잘 이루어지지 않아 불완전한 연소가 이루어지게 되면 유해
배출가스가 다량 발생할 수가 있다.
이러한 부분을 보완하기 위해 스월밸브를 두어 연소실에서의 강력한 와류를 형성시
켜 연료 분사시 혼합기가 충분히 뒤섞이도록 함으로서 매연이 현저하게 감소하며 EGR
영역을 증대시켜 질소 산화물 또한 많은 감소의 효과를 보도록 하였다.
(1) 구성
엔진 좌측에 설치된 흡기 매니폴드에는
가변 스월 액추에이터가 설치된다. 가변 스
월 액추에이터가 저속운전구간에서 흡입
공기의 속도를 올려 연소실에 와류생성을
도모하기 위해 흡기매니폴드의 각 흡기포
트를 둘로 나누어 한쪽 통로는 완전 개방시
키고 한쪽 통로는 운전상태에 맞게 전개 또
는 전폐시키는 구조를 가진다.
(2) 작동
저 부하 운전상태에선 흡기포트의 한쪽 입구를 닫아 연소실로 들어오는 혼합기의 유
속을 빠르게 하여 연소실로 강한 스월을 발생시킵니다. 강한 스월로 인해 인젝터를 통
해 분사된 연료를 잘 혼합하여 연소상태를 안정되게 한다.
반대로 고부하 운전상태에선 흡입되는 공기의 유속이 빠르기 때문에 이때에는 흡입
포트의 통로를 넓혀 흡입효율을 향상시킨다
(2) 작동
저 부하 운전상태에선 흡기포트의 한쪽 입구를 닫아 연소실로 들어오는 혼합기의 유
속을 빠르게 하여 연소실로 강한 스월을 발생시킵니다. 강한 스월로 인해 인젝터를 통
해 분사된 연료를 잘 혼합하여 연소상태를 안정되게 한다.
반대로 고부하 운전상태에선 흡입되는 공기의 유속이 빠르기 때문에 이때에는 흡입
포트의 통로를 넓혀 흡입효율을 향상시킨다.
타. 배기가스 재순환장치(EGR) 정밀제어
EGR 제어가 기존에 방식과는 다르게 기존에 흡입 공기량 센서에 의한 피드백 제어뿐
아니라 에어 컨트롤밸브와 연료량 제어를 통한 정밀한 EGR 제어를 실현하였다.
(1) 구성
EGR장치에는 전자 EGR밸브와 수냉식 EGR 쿨러, AFS, 광역산소 센서, 에어 컨트롤
밸브 등으로 구성되어 있다.
