자동차 엔진의 연료 분사 시스템 이해

자동차 엔진의 연소실에 연료가 어떻게 공급되는지 아십니까? 기화기가 아니라 연료 분사기를 생각하고 계실 것입니다. . 그들은 이제 내연 기관용으로 가장 많이 사용되었습니다. 사용되는 효과적인 프로세스는 연료 분사 시스템으로 알려져 있습니다. .

연료 분사는 인젝터를 사용하여 내연 기관, 주로 자동차 엔진에 연료를 도입하는 것입니다. 이 프로세스는 배기 가스 및 연료 효율 법률을 준수하기 위해 도입되었습니다. 한 해 동안 자동차 제조업체는 기화기의 몰락이 시작되는 연료 인젝터의 큰 이점을 보았습니다.

1980년부터 연료 분사는 가솔린 엔진의 기화기의 대안이 되었습니다. 글쎄, 연료 분사와 기화의 차이점은 연료 분사가 고압에서 작은 노즐을 통해 연료를 분무한다는 것입니다. 반면 기화기는 벤츄리 튜브를 통해 기류로 연료를 끌어들이는 방식에 의존합니다.

연구에 따르면 모든 디젤 엔진은 설계상 연료 분사를 사용합니다. 가스 엔진은 연료가 내연실로 직접 전달되는 가솔린 직접 분사를 사용할 수 있습니다. 흡입 행정 전에 연료가 공기와 혼합되는 간접 분사도 사용할 수 있습니다.

오늘 우리는 자동차 엔진의 연료 분사 장치 시스템의 정의, 기능, 부품, 유형, 작동 원리, 문제점 및 장단점에 대해 자세히 알아볼 것입니다.

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연료 분사 장치란 무엇입니까?

연료 인젝터는 고압의 연료를 엔진의 연소실로 분무하기 위해 전자적으로 제어되는 작은 노즐입니다. 초당 여러 번 열고 닫을 수 있는 밸브가 포함되어 있습니다.

연료 인젝터가 존재하기 전에 기화기는 엔진에 많이 사용되었으며 현재까지 이 엔진이 존재합니다. 사실, 잔디 깎는 기계와 전기톱과 같은 다른 많은 기계는 여전히 기화기를 사용합니다. 그러나 자동차의 모든 요구 사항을 제어하기 위해 구성 요소가 복잡해져서 더 나은 대안이 출시되었습니다.

스로틀 바디 연료 분사 시스템으로 처음 교체된 기화기. 이 시스템은 단일 지점 또는 중앙 연료 분사 시스템이라고도 합니다. 스로틀 바디에 전기적으로 제어되는 연료 분사 밸브입니다.

이는 자동차 제조업체가 엔진 설계를 크게 변경할 필요가 없도록 하는 거의 최고의 대안이었습니다.

점차적으로 새로운 엔진이 설계됨에 따라 다중 포트 연료 분사가 스로틀 바디 연료 분사를 대체했습니다. 이 다중 포트 연료 분사는 포트, 다중 포인트 또는 순차 연료 분사라고도 합니다.

시스템에는 흡기 밸브에 바로 분사되는 각 실린더용 연료 인젝터가 있습니다. 보다 정확한 연료 계량과 빠른 응답을 제공합니다.

연료 인젝터의 기능

다음은 내연 기관의 연료 분사 장치의 기능입니다.

• 디젤 엔진에서 연료 분사 시스템의 주요 목적은 설계가 구성 요소에 의해 크게 영향을 받는 것입니다.
• 연료 분사기는 실린더에 연료를 공급하는 데 도움이 됩니다.
• 엔진 성능, 배기 가스 및 소음 특성을 향상시킵니다.
• 연료는 매우 높은 분사 압력으로 공급됩니다.
• 재료는 엔진 작동에 맞는 내구성을 위해 더 높은 응력을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.
• 분사 시스템의 또 다른 목적은 적절한 시간에 연료를 분사하는 것입니다. 즉, 주입 타이밍을 제어합니다.
• 엔진의 동력 요구 사항을 충족하려면 정확한 양의 연료가 공급되어야 합니다. 이것이 주입 계량이 제어되는 이유입니다.
• 인젝터는 작업 효율성을 보장하기 위해 더 높은 제조 정밀도와 허용 오차로 만들어집니다. 또한 누출을 방지합니다.
• 연료 인젝터는 연료를 매우 작은 연료 입자로 분무하여 연료의 모든 작은 방울이 기화하고 연소 과정을 거치도록 합니다.
• 무화 연료와 혼합하기에 충분한 산소가 있고 완전한 연소를 보장합니다.

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연료 분사 시스템의 주요 부품

다음은 자동차 엔진에서 연료 분사 작업을 가능하게 하는 주요 기능 부품과 연료 분사 장치의 구성 요소 이름입니다.

연료 분사 시스템의 주요 부분은 저압측과 고압측으로 구분되며 저압부는 연료 탱크, 연료 필터 및 연료 공급 펌프입니다. 고압 측에는 고압 펌프, 연료 인젝터, 어큐뮬레이터, 연료 인젝터 노즐이 포함됩니다. 분사 노즐은 다양한 유형의 연료 분사 시스템에 대해 서로 다른 작동 설계를 가지고 있습니다.

연료 탱크에서 인젝터 시스템으로 연료를 이송해야 하기 때문에 그 역할은 저압 연료 시스템입니다. 반면에 연료 인젝터에서 연소실로 가는 것은 고압 시스템입니다. 아래는 위에서 언급한 다음 부분의 역할입니다.

• 연료 탱크 – 연료가 저장되는 부분입니다.
• 연료 펌프 – 연료 탱크에서 연료 분사 시스템으로 연료를 펌핑합니다.
• 주입 펌프 – 이 부분은 계량기이며 분사를 위한 연료를 가압합니다.
• 지사 – 부하에 따라 연료를 공급합니다.
• 연료 분사기 – 분사 펌프에서 실린더로 연료를 공급합니다.
• 연료 필터 – 먼지, 덕트 및 연마 입자가 주입 시스템을 막지 못하도록 걸러냅니다.

아래 이미지는 연료 인젝터의 주요 부품을 보여줍니다.

연료 분사 시스템은 모든 작동 조건에 대해 정확한 양의 연료를 제공하기 위해 정밀하게 작동합니다. 엔진 제어 장치(ECU)는 입력 센서의 대부분을 모니터링하는 데 사용됩니다. 다음은 정확한 작업을 위해 센서를 사용하는 몇 가지 부품입니다.

• 산소 센서 – ECU가 연료 혼합물이 농후한지 희박한지를 결정할 수 있도록 하는 배기 가스의 산소 양을 기록하십시오. 그에 따라 조정됩니다.
• 스로틀 위치 센서 – 이 센서는 스로틀 밸브 위치를 모니터링하여 엔진에 유입되는 공기의 양을 파악합니다. ECU는 변화에 빠르게 반응하여 필요에 따라 연료 비율을 높이거나 낮춥니다.
• 질량 기류 센서 – ECU에 엔진에 유입되는 연료의 양을 알립니다.
• 냉각수 온도 센서 – 엔진이 ECU에 대한 적절한 작동 온도에 도달하는 시점을 결정합니다.
• 매니폴드 절대 압력 센서 – 흡기 매니폴드의 공기 압력을 결정합니다.
• 엔진 속도 센서 – 엔진 속도를 모니터링하므로 펄스 폭을 계산하는 데 사용됩니다.
• 전압 센서 – ECU가 아이들 속도를 올릴 때를 알기 위해 자동차의 시스템 전압을 결정합니다. 이것은 높은 전기 부하를 나타내는 전압이 떨어질 때일 수 있습니다.

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연료 분사 시스템의 유형

다음은 구형 및 최신 차량에서 볼 수 있는 일반적인 유형의 연료 분사 시스템입니다.

싱글 포인트 또는 스로틀 바디 주입:

단일 지점 분사 시스템은 기화기를 대체하는 가장 빠르고 간단한 연료 분사입니다. 엔진의 흡기 매니폴드의 목인 스로틀 바디에 1개 또는 2개의 인젝터 노즐이 포함되어 있습니다.

이 인젝터 시스템은 뒤따르는 시스템만큼 정확하지 않지만 기화기와 비교할 때 제어가 더 좋고 비용이 적게 들고 서비스하기 쉽습니다.

포트 또는 멀티포트 연료 분사:

다중 포트 연료 인젝터에서 분리기 인젝터 노즐은 각 실린더의 흡기 포트에 포함되어 있습니다. 이것이 시스템을 포트 인젝터라고 부르는 이유이며, 흡기 지점 가까이에서 연료 증기를 발사하여 실린더로 완전히 흡입되도록 합니다.

이 인젝터의 장점 중 하나는 계량기 연료가 단일 지점과 비교할 때 더 정확하다는 것입니다. 필요한 연료 공기 비율을 달성하는 데도 완벽하며 연료가 흡기 매니폴드에 응축되거나 모일 가능성을 사실상 제거합니다.

순차 연료 분사:

이러한 유형의 연료 인젝터는 순차 포트 ​​연료 분사 또는 시간 분사라고도 합니다. 기본 멀티포트가 다중 인젝터를 사용함에도 불구하고 일종의 멀티포트 인젝션이다. 모두 같은 시간 또는 순차적으로 연료를 분사하므로 엔진이 공회전할 때 연료가 150밀리초 동안 머물게 됩니다.

순차 연료 분사의 이점은 운전자가 급작스러운 변경을 할 경우 시스템이 더 빠르게 반응한다는 것입니다. 밸브는 엔진의 완전한 회전이 아니라 다음 흡기 밸브가 열릴 때까지 기다려야 하기 때문입니다.

직접 주입:

가솔린 엔진 설계에서 일반화되기 시작했지만 직접 분사는 디젤 엔진에서 일반적입니다. 직접 분사 가솔린의 경우 DIG라고도 합니다. 그 과정에서 연료는 밸브를 지나 연소실로 직접 분사됩니다.

연료 계량은 다른 연료 분사 유형보다 더 정확합니다. 직접 연료 분사는 엔지니어에게 실린더에서 연소가 발생하는 방식에 정확하게 영향을 줄 수 있는 또 다른 변수를 제공합니다. 엔진 설계의 과학은 공기-연료 혼합물이 실린더에서 어떻게 소용돌이치는지 조사합니다. 또한 발화점에서 폭발이 진행됩니다.

가솔린 엔진의 직접 분사는 실린더 및 피스톤의 모양과 같은 것을 처리할 수 있습니다. 또한 포트 및 점화 플러그 위치, 점화 시기, 지속 시간 및 강도. 실린더당 점화 플러그의 수. 이 모든 것이 가솔린 엔진의 연료 연소에 얼마나 완전하고 균일한지에 영향을 미칩니다.

작동 원리

연료 인젝터 시스템의 작동은 매우 흥미롭고 이해하기 쉽습니다. 주요 작업은 연료가 연료 탱크에서 연소실로 펌핑된 후 연료 인젝터에서 연소실로 가는 것입니다.

앞서 말했듯이 연료 분사기는 연료 분사를 담당하는 전자적으로 제어되는 기계 장치입니다. 인젝터에 전원이 공급되고 전자석이 밸브를 여는 플런저를 움직입니다. 이 밸브는 압축된 연료가 작은 노즐을 통해 분출되도록 합니다. 노즐은 연료를 쉽게 연소시키는 역할을 하는 연료를 분무하도록 설계되었습니다.

연료 인젝터가 열려 있는 시간에 따라 엔진에 공급되는 연료가 결정됩니다. 이것을 "펄스 폭"이라고 하며 ECU 장치에 의해 제어됩니다. 연료 인젝터 시스템은 흡기 매니폴드에 직접 장착되어 연료가 흡기 밸브에 직접 분사될 수 있습니다.

니들 밸브를 닫힘 위치에 유지하는 기존 인젝터 내부에 스프링이 있습니다. 고압 라인이 특정 값에 도달할 때까지 이 니들 밸브를 유지합니다. 인젝터에 가압 연료를 공급하는 "연료 레일"이라는 파이프가 있습니다.

필요한 부품에 적정량의 연료를 공급합니다. 엔진의 다른 부분에는 연료량에 대한 정보를 ECU에 제공하고 필요한 경우 조정하는 센서가 장착되어 있습니다. 다양한 센서가 이 문서의 위 부분에 나열되고 설명되었습니다.

연료 분사 시스템의 작동을 더 잘 이해하려면 아래 동영상을 시청하십시오.

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연료 인젝터 불량의 증상 및 예방 방법

과로 후 연료 인젝터에 고장이 발생하며 정기적으로 유지 관리하지 않으면 심각한 결함이 발생하거나 막힐 수 있습니다. 다음은 연료 인젝터 불량의 증상과 고장 방지 방법입니다.

• 거친 엔진 성능
• 차량 시동 시 합병증
• 연료 냄새
• 기름 희석
• 방출 실패
• 엔진이 최대 RPM에 도달하지 못함
• 차량 성능 저하
• 심각한 엔진 고장
• 연기 배출
• 연비 증가
• 오염

연료 인젝터에 오염된 탄소 입자, 오일 연료 또는 잔류물 축적으로 막힌 연료 인젝터가 있을 때 문제가 자주 발생합니다. 필터 바스켓이 연료가 통과하는 것을 방해하는 파편을 수집한 후에 문제가 발생합니다.

연료 인젝터의 고장을 방지하는 적절한 방법은 정기적인 유지 보수입니다. 차량 부품은 정기적으로 검사해야 합니다. 연료 인젝터의 허용 오차가 크지만 구성 요소를 검사해야 합니다.

보다 안정적인 결과를 얻으려면 수분 드로잉 에탄올 또는 첨가제, 육안 감독, 초음파 세척을 추가하십시오. 또한 볼륨 및 스프레이 테스트를 위한 실제 흐름 패턴이 도움이 될 것입니다.

연료 분사 시스템의 장점과 단점

장점:

다음은 연료 분사 시스템의 이점입니다.

• 연료와 공기의 정확한 연료 혼합은 가능한 최대의 연료 효율성과 전력 생산을 보장합니다.
• 연소 과정은 연료 분사 엔진에서 훨씬 더 효율적입니다.
• 연료 분사 엔진은 더 경제적이며 배기 가스 수준을 최대화 및 최소화합니다.
• 연료 분사 엔진에서 냉간 시동이 제거되어 수동 초킹이 필요하지 않습니다.
• 현대의 고성능 오토바이에도 사용됩니다.
• 연료 분사 시스템은 환경 상황을 고려하여 자동으로 혼합기의 균형을 유지합니다.
• 엔진 진동이 감소하고 점화 플러그 오염 문제가 최소화됩니다.

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단점

주입 시스템의 모든 이점에도 불구하고 몇 가지 제한 사항이 여전히 발생합니다. 다음은 시스템의 단점입니다.

• 소수의 전자 센서로 작동하는 복잡한 전자 제어 장치입니다.
• 시스템의 유지 보수 및 수리가 매우 제한적입니다. 즉, 모든 워크샵이 제 역할을 할 수 있는 것은 아닙니다.
• 연료 분사 시스템은 상당히 비쌉니다.
• 좋은 품질의 재료와 연료를 적극 권장합니다.
• 저비용 및 저용량 솔루션은 없습니다.

결론적으로, 연료 분사 시스템은 자동차 엔진의 기화기를 완전히 대체했습니다. 우리는 실린더에 고압의 연료를 공급하는 기능에 대해 논의했습니다. 스로틀 바디와 멀티 포트를 포함한 다양한 유형의 연료 분사 시스템, 저압 및 고압 측면의 구성 요소도 공개했습니다. 연료 분사 시스템의 작동, 증상 및 장단점.

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