입력계통 ‘센서’·출력계통 ‘엑츄에이터’
연비·출력향상…배기가스 저감 효과
연비·출력향상…배기가스 저감 효과
기존에는 흡입되는 공기의 양에 따라 기화기라는 연료공급장치를 둬 기계적으로 연료를 공급하기 때문에 공기와 연료의 혼합비율이 정확하지 않아서 연료소비량의 증가 및 과다한 배출가스가 문제가 됐다.
이러한 문제를 개선하기 위해서 도입된 가솔린 연료분사장치는 각 실린더에 장착된 연료분사기인 인젝터가 필요한 만큼의 연료를 공급함으로써 엔진부하의 변동에 대한 대응성과 공연비(공기-연료비)를 맞출 수 있어 연료의 소모량을 줄여 최적의 성능을 확보할 수 있다.
또한 공기와 연료의 혼합비에 직접적인 영향을 받는 배기가스를 이론 공연비인 14.7대 1의 비율을 맞출 수 있어 저감시킬 수 있다.
가솔린 분사장치는 크게 입력계통인 센서, 제어장치인 컴퓨터와 출력계통인 엑츄에이터로 구분한다. 이러한 분사장치의 구성은 사람과 유사성을 가지고 있다.
센서는 사람의 오감과 비슷한 역할을 하고 제어장치는 사람의 머리와 유사하며 엑츄에이터는 사람의 팔과 다리의 역할을 한다고 보면 된다.
예를 들어 실내가 어두울 때 시각적으로 어두움을 감지하면 머리에서 실내를 밝게하기 위해 조명을 점등해야 됨을 인식하고 조명스위치를 켜도록 팔다리에 명령을 내려서 점등이 돼 주위를 밝게하는 것과 같은 원리이다.
이러한 센서에는 흡입공기량을 계측하기 위한 흡입공기량센서가 있는데, 이 센서는 엔진의 기본 성능, 운전성, 연비등에 직접적인 영향을 미친다.
또한 공기온도센서는 흡입되는 공기의 밀도를 보정해 분사되는 연료의 양을 보정한다. 크랭크각센서는 엔진에서 피스톤과 실린더의 위치와 엔진의 회전수를 파악하며, 캠각센서는 점화와 흡배기 밸브의 개폐시기를 결정한다.
마지막으로 산소센서는 피드백센서로 공연비의 적당함 정도를 파악해 다시 엔진컴퓨터로 보내줘 공연비를 보정하도록 하는 센서이다.
엑츄에이터에 해당되는 대표적인 인젝터는 센서로부터 수집된 각종 입력 자료를 근거로 계산된 양 만큼의 연료분사를 하는 것이다. 흡입되는 공기에 대응해 정확한 양의 연료 분사는 연비향상, 배기가스 저감, 출력향상을 이룰 수 있다.
<제공: 김연수 교수 한국폴리텍대학 달성캠퍼스 자동차학과(자동차정비기능장)>
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