개념 한 쪽
디젤 기관의 연료 분사시기와 분사량은 연소 효율, 배출가스, 진동·소음에 직접적인 영향을 주므로 정확히 측정하고 조정해야 한다. 분사장치별 구성품의 기능과 다단분사·사후분사 등 제어 전략을 이해하면 진단과 조정 작업에서 오답을 줄일 수 있다.
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출제기준 단원 「분사펌프 분사시기 측정과조정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 분사 제어 방식 기능 판단 | 1 | 다단분사 단계별 목적과 효과를 가리기 |
| 예비분사 기능 해석 | 1 | 예비분사가 소음·진동에 미치는 영향 설명하기 |
| 분사량 자동조절 장치 식별 | 1 | 회전수·부하 변화에 따른 분사량 자동조절 장치 이름 고르기 |
분사노즐은 고압에서만 열려 연료를 미세하게 분무해야 하며, 낮은 압력에서는 분사를 차단해야 정상 연소가 이루어진다. 노즐의 기본 구비조건은 후적이 없어야 하고 연소실 구석까지 연료가 골고루 퍼져야 하며 미세한 분무가 이루어져야 한다는 점이다. 노즐은 고온·고압 환경에서 지속적이고 안정적으로 작동해야 하므로 '단시간 사용'은 구비조건에 해당하지 않는다.
분사계통의 구성품별 기능을 구분해야 한다. 딜리버리 밸브는 분사 종료 후에 연료가 되돌아가는 것을 막고 노즐 뒤에 남는 연료 흐름을 줄이는 역할을 한다. 조속기는 기관의 회전수나 부하 변동에 따라 분사량을 자동으로 조절하여 속도를 유지하는 장치이다. 이러한 기능 구분은 정비 시 부품을 소거법으로 판단하는 데 유용하다.
전자제어 디젤의 다단분사는 예비분사·본분사·후분사를 조합해 연소를 최적화하는 방식이다. 예비분사는 주분사 전에 소량을 분사하여 연소실의 압력 상승률을 완만하게 하여 노킹 소음과 진동을 줄이는 것이 주목적이다. 후분사는 주분사 이후 추가 연료 분사를 통해 배기 온도를 올려 DPF 재생 등 후처리 장치의 작동을 돕는 목적을 가진다.
인젝터 연료분사량 편차보정(IQA)은 실린더별 분사량 차이를 ECU가 보정하여 정숙성 향상과 배기가스 저감에 기여하는 기능이다. IQA는 연료량 균일화에 의한 운전 성능 개선이 목적이며 인젝터의 물리적 내구성 자체를 직접적으로 향상시키는 기능은 아니라고 본다.
분사시기 계산 문제는 엔진 회전수로부터 시간당 회전에 소요되는 시간을 구한 뒤 소요 시간에 해당하는 크랭크 각도를 비례식으로 계산하여 풀이한다. 착화지연과 최고압력 도달까지의 시간 합에서 최고압력 위치를 빼면 착화 시점의 크랭크 각도가 나온다.
착화지연기간과 최고압력 도달 시간 각각이 1/1000초이고 엔진이 2000rpm으로 회전할 때 착화 시기를 구하는 문제를 예로 든다. 2000rpm에서 한 회전(360°)에 걸리는 시간은 60/2000 = 0.03초이다. 착화지연과 최고압력 도달 시간의 합은 2/1000초 = 0.002초이므로 이 시간 동안의 회전각도는 0.002 / 0.03 × 360° = 24°이다. 문제에서 최고압력이 상사점 후 12°에 도달한다고 주어지면, 분사 시점은 최고압력 도달까지의 각도 24°에서 상사점 후 위치 12°를 뺀 상사점 전 12°가 된다.
전자제어 디젤 연료분사 방식 중 다단분사에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
정답 ② · 전자제어 디젤 연료분사의 다단분사에 대한 올바른 설명을 고르는 문제이다. 다단분사는 연료를 예분사, 본분사, 후분사로 분할하여 분사함으로써 연소를 최적화하고 연소효율을 높이는 기술이다.
다단분사는 예분사·본분사·후분사를 조합해 연소 효율을 높이고 PM과 NOx를 동시에 저감하는 기술이다.
전자제어 디젤연료분사장치(common rail system)에서 예비분사에 대한 설명 중 가장 옳은 것은?
정답 ③ · 커먼레일 시스템의 예비분사에 대한 올바른 설명을 고르는 문제이다. 예비분사는 본분사 직전에 소량의 연료를 미리 분사하여 연소실 내의 압력 상승률을 완만하게 만드는 것이다.
예비분사는 연소실 내 압력 상승률을 완만하게 하여 디젤 엔진 특유의 노킹 소음과 진동을 감소시키는 역할을 한다.
디젤기관에서 기관의 회전속도나 부하의 변동에 따라 자동으로 분사량을 조절해 주는 장치는?
정답 ① · 디젤기관에서 회전속도나 부하 변동에 따라 분사량을 자동 조절하는 장치를 묻는 문제이다. 조속기는 원심력이나 유압을 이용해 기관의 회전수 변화를 감지하고, 부하 변동에 따라 연료 분사량을 조절하여 일정한 회전속도를 유지시키는 장치이다.
회전수나 부하 변화에 따라 분사량을 자동 조절하는 장치는 조속기( governer )이다.
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