19. 커먼 레일 엔진(Common Rail Engine)의 필요성과 기능 [자동차 전문 용어: 엔진/기관]

19. 커먼 레일 엔진(Common Rail Engine)의 필요성과 기능 [자동차 전문 용어: 엔진/기관]

1. 도입 배경

EURO 6 기준을 만족하고자 전자식 EGR의 적용과 람다 센서로 피드백함과 동시에 DPF의 후처리 장착을 권장하게 된다. 차량의 배기가스를 줄이기 위해서는 저속, 중속 영역에서 분무 시 액적의 미립화를 하여야 하지만, 이를 위해서는 노즐의 분공경을 감소시켜야 한다. 그 결과로 분공경이 작아지면 고출력 영역에서는 분사시간이 길어지므로 짧은 시간에 분사량을 설계 스펙에 맞추려면 연료를 고압화 하면 된다. 즉 고출력화를 위해서는 높은 분사 압력이 필요하게 된 것이다.

2. 효과(다단분사)

예혼합 연소에 의한 PM의 저감, 착화지연 기간 단축으로 Nox와 Knock 소음 적마, 확산 연소의 활성화로 PM의 저감 및 배출가스 온도 상으로 후처리의 활성화를 유도한다. 그리고 고압 분사로 인해 분무의 국소 당량비가 낮아지고 고압부누무 액적의 유동으로 난류 에너지가 높아져서 액적의 무리 중을 난류에 의한 공기 도입 활성화 되어 과농한 혼합기가 짧은 시간에 공연비 조성이 활발해지므로 PM의 발생량을 줄일 수 있다.

3. 커먼레일(Common Rail System) 작동 개요

1) 분사압력 제어

2) 분사량 제어: 커먼레일의 압려고가 인젝터의 솔레노이드로 공급되는 ECU의 펄스폭으로 제어한다.

3) 분사기기 제어

4) 분사율 제어(여러 번 나누어 분사, Pre Pilot Main Post 1 Post2)

소량의 연료를 초기에 Pilot Injection하고 Pilot 분사된 연료가 착화하는 시기에 연료를 Main Injection 하는 방식이면, Pilot 분사량은 1㎣ Stroke 이하로 유지하고 Pilot 분사시간은 1ms 이하로 한다.