커먼 레일: 구성 요소, 작동 원리 및 기능

May 30, 2023

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쿤레 쇼나이케

보쉬는 1997년에 최초의 커먼 레일 시스템을 출시했습니다. 이 시스템은 모든 실린더에 연료를 공급하는 공유 고압 저장소(커먼 레일)의 이름을 따서 명명되었습니다. 기존의 디젤 분사 시스템에서는 연료 압력이 분사할 때마다 개별적으로 생성되어야 했습니다. 그러나 커먼 레일 시스템에서는 압력 생성과 분사가 분리됩니다. 즉, 분사에 필요한 압력에서 연료를 지속적으로 사용할 수 있습니다.

커먼 레일 시스템은 모듈식 설계를 갖추고 있습니다. 각 시스템은 고압 펌프, 인젝터, 레일 및 전자 제어 장치로 구성됩니다.

커먼 레일은 디젤 및 가솔린 직접 분사 시스템에서 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 직접 분사와 표준 분사의 주요 차이점은 연료 공급과 이것이 들어오는 공기와 혼합되는 방식입니다. 직접 분사 시스템에서는 흡기 매니폴드에서 대기하는 시간을 건너뛰고 연료가 연소실에 직접 분사됩니다. 전자 장치에 의해 제어되는 연료는 연소실이 가장 뜨거운 곳에 직접 분사되어 더욱 균일하고 철저하게 연소됩니다.

커먼레일 직접 연료 분사의 주요 장점은 배기가스 및 소음 배출 감소, 연료 효율 향상, 전반적인 엔진 성능 향상으로 요약할 수 있습니다. 시스템은 고압 펌프, 인젝터, 레일 및 전자 제어 장치로 구성됩니다.

커먼레일은 긴 금속 원통형입니다. 펌프로부터 연료를 공급받아 극도로 높은 압력으로 인젝터에 분배합니다. 연료 압력의 증가는 최신 엔진 설계의 결과입니다. 디젤 엔진과 가솔린 엔진 모두 더 나은 연비와 향상된 성능을 위해 더 작고 가벼워지는 경향이 있습니다. 이는 연료 압력을 높이고 고품질 커먼 레일 제조에 대한 완전히 새로운 표준을 설정합니다.

첫째, 부품의 기하학적 정확성이 매우 중요합니다. 정밀한 설계는 커먼레일 성능 향상에 기여합니다. 작은 크기나 모양의 변동이라도 고장의 원인이 될 수 있습니다. 설계 단계에서 올바른 매개변수를 정의하는 것은 필수적이지만, 실제로 중요한 것은 제조 과정에서 이를 엄격하게 따르는 것입니다.

소재 선택도 과소평가해서는 안 되는 포인트다. 우수한 기계적 특성은 강도를 보장하고 부식을 방지합니다. 사용되는 재료는 일반적으로 강철과 스테인레스 스틸입니다. 디젤 엔진의 커먼레일은 강철로 제작되고, 가솔린 엔진의 커먼레일은 연료의 부식성이 강하고 강철보다 내식성이 우수하기 때문에 스테인레스 스틸로 제작됩니다.

커먼레일 직접분사

대부분의 최신 엔진 연료 시스템은 CRDi 또는 커먼 레일 직접 분사라는 고급 기술을 사용합니다. 가솔린 엔진과 디젤 엔진 모두 인젝터에 연료를 공급하는 공통 '연료 레일'을 사용합니다. 그러나 디젤 엔진에서는 제조업체가 이 기술을 CRDi라고 부르는 반면, 가솔린 엔진에서는 이를 가솔린 직접 분사 또는 연료 계층 분사라고 부릅니다. 두 기술 모두 인젝터에 연료를 공급하는 '퓨얼레일'로 구성돼 있어 설계상 유사점이 있다. 그러나 사용되는 압력 및 연료 유형과 같은 매개변수에서는 서로 상당히 다릅니다.

커먼 레일 직접 분사에서는 연소가 피스톤 크라운 위의 공동에 위치한 주 연소실에서 직접 발생합니다. 오늘날 제조업체는 CRDi 기술을 사용하여 특히 승용차에서 구현 시 느리고 시끄럽고 성능이 좋지 않았던 기존 디젤 엔진의 일부 결함을 극복했습니다.

CRDi 기술은 다양한 센서로부터 입력을 받는 엔진 ECU와 함께 작동합니다. 그런 다음 정확한 연료량과 분사 시기를 계산합니다. 연료 시스템은 본질적으로 보다 지능적인 구성 요소를 갖추고 있으며 전기/전자적으로 제어합니다. 또한 기존 인젝터는 더욱 발전된 전기 작동식 솔레노이드 인젝터로 교체됩니다. 엔진 속도, 부하, 엔진 온도 등과 같은 변수에 따라 ECU 신호에 의해 열립니다.