안녕하세요~! 쮜범이입니다 ^_^
오늘의 주제 : 디젤 연료 고압펌프가 손상되는 원인
1. 가솔린 고압펌프와 디젤 고압펌프의 차이점
2. 가솔린 엔진과 디젤 엔진의 구동 방식
3. 디젤 고압펌프의 작동 원리
4. 가솔린 고압펌프의 작동 원리
※고압펌프가 망가지는 원인※
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디젤 자동차 고압펌프가 망가지는 원인
안녕하세요~! 쮜범이입니다 ^_^ 오늘의 주제 : 자동차 고압펌프가 망가지는 원인 1. 디젤 자동차의 고압펌...
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1. 가솔린 고압펌프와 디젤 고압펌프의 차이점
가솔린 고압펌프의 구성 요소
가솔린 고압연료의 규정값
연료 압력(저압) : 3.5bar~6.0bar
연료 압력(고압) : 19bar~197bar
디젤 고압펌프의 구성 요소
디젤 고압펌프의 규정값
연료 압력(저압) : 4.5bar~7.0bar
연료 압력(고압) : 120bar~2,000bar
2. 가솔린 엔진과 디젤 엔진의 구동 방식
압력은 영어로 'Pressure' 뜻은 누르는 힘을 의미합니다. 단위 면적당 가해지는 힘을 압력이라 하며 압력을 표현하는 단위에는 여러 가지가 있습니다. 모든 표현법은 단위면적당 가해지는 힘을 기본으로 나타내는데, 예를 들어 단위 제곱인치당 파운드로도 표현합니다. SI 단위계로는 <Pa = N·m-2>로 표현합니다.
가솔린 엔진은 압축비가 8~11:1 정도고 디젤 엔진은 압축비가 15~22:1 정도 됩니다. 디젤엔진의 경우 같은 연소를 하더라도 팽창 비율이 높아 열효율이 높습니다. 똑같은 양이라도 가솔린 차량보다 디젤 차량이 더 많은 일을 할 수 있다는 뜻이 됩니다. 열효율이 높아지면 연소 효율이 매우 좋아 연비 또한 좋아지기 때문에 디젤차량은 경제적인 측면에서 유리한 편입니다.
- 휘발성이 강한 가솔린은 끓는점이 낮습니다.(40℃~75℃) 이 때문에 상온에서 증발하기가 쉽고 인화성이 높기 때문에 공기와 닿으면 폭발의 위험성이 존재하는 위험한 연료로 꼽힙니다.
- 점성이 있는 디젤은 끓는점이 높습니다. (250℃~330℃) 연료를 정제하는 과정에서 끓이면 점점 끈적해지는데 이러한 특성 때문에 경유가 연소되는 과정에서 미세먼지라 불리는 PM입자가 배출됩니다.
휘발유와 경유를 손으로 만져보면 뚜렷한 차이점을 느낄 수 있습니다. 휘발유는 휘발성이 강해 즉시 기화되어 시원한 느낌을 받게 되지만 경유의 경우 살짝 점성이 있으며 끈적한 느낌을 받게 됩니다. 우리가 에너지 자원을 얻기 위해 석유를 뽑아내면 이를 정제하는 과정에서 휘발유, 경유, 윤활유 등 다양한 제품군으로 탄생시킵니다.
자동차의 연료로 사용되는 휘발유와 경유는 시작점부터가 이미 완벽히 다릅니다. 원유를 가열하면 성분들의 끓는점 차이에 의해서 여러 가지로 분리됩니다. 낮은 온도에서부터 높은 온도까지 얻어지는 순서는 다음과 같습니다.
LPG▶휘발유▶등유▶경유▶중유 순서대로 석유 종류가 만들어지고 기화되지 않고 남는 찌꺼기는 아스팔트로 사용하게 됩니다. 이 중 자동차에 사용되는 연료는 바로 휘발유와 경유입니다.
자동차가 구동력을 얻는 기본적인 틀은 모두 똑같습니다. 깨끗한 공기를 흡입하고 압축과 팽창 과정을 거치게 됩니다. 그리고 폭발하고 생긴 배기가스를 배출하는 피스톤 회전운동을 통해 동력을 구사합니다. 그러나 경유를 사용하는 디젤 차량과 휘발유를 사용하는 가솔린 차량은 기본 원리는 가져가지만 엔진을 작동시키는 원리는 완벽하게 다릅니다.
- 휘발유를 사용하는 가솔린 엔진 : 흡입한 공기와 연료를 압축한 다음 별도의 점화 장치를 이용해 폭발력을 얻습니다.
흡입 : 휘발유+공기 흡입
압축 : 휘발유+공기를 1/10로 압축
팽창(폭발) : 압축된 휘발유+공기를 전기 불꽃으로 점화
배기 : 연소된 가스를 배출
- 경유를 사용하는 디젤 엔진 :흡입한 공기를 압축하면서 고온 고압으로 압축한 다음 연료를 분사해 폭발력을 얻습니다.
흡입 : 공기 흡입
압축 : 공기를 1/16로 압축
팽창(폭발) : 압축된 공기에 경유 분사하여 자연 발화
배기 : 연소된 가스를 배출
결론적으로 가솔린 엔진은 인위적으로 폭발을 발생시키지만 디젤 엔진은 자연 발화시키는 방식입니다. 굳이 차이점을 꼽는다면 점화플러그라는 점화 장치의 유무 판단에 따라 달라진다고 보면 됩니다.
3. 디젤 고압펌프의 작동 원리
디젤 고압 펌프는 디젤 엔진의 연료 분사 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 주요 기능은 효율적인 연소를 위해 정확한 순간에 적절한 양으로 가압 연료를 엔진의 연료 분사기에 전달하는 것입니다. 디젤 고압 펌프의 기본 작동 원리는 다음과 같습니다.
1. 연료 흡입
이 과정은 오염 물질을 제거하기 위해 연료 필터를 통해 연료 탱크에서 펌프가 연료를 끌어내는 것으로 시작됩니다. 그러면 연료는 저압 펌프로 향하게 됩니다. 연료필터는 보통 1차로 모터에 장착되며 연료를 압송하는 중간 라인에 2차로 장착됩니다. 연료에서 생기는 퇴적물, 각종 이물질, 수분을 걸러내기 위해 연료 필터를 거친 후 저압 펌프에서 연료를 밀어낼 준비를 합니다.
2. 저압 펌프
저압 측 펌프에는 앞뒤로 움직이는 플런저 또는 피스톤 메커니즘이 있습니다. 흡입 행정 중에 플런저가 수축되어 연료가 펌프 챔버로 들어갈 수 있는 저압 영역이 생성됩니다.
3. 고압 펌프
플런저가 뒤로 움직이면서 펌프실의 연료에 압력이 가해집니다. 그러면 고압 연료가 엔진 실린더의 연료 분사기로 전달됩니다.
4. 연료 주입 시기
고압 펌프는 연료 분사 타이밍을 정밀하게 제어하도록 설계되었습니다. 최신 디젤 엔진은 속도, 부하, 온도 등 다양한 엔진 매개변수를 기반으로 펌프 작동 타이밍을 제어하는 전자 제어 시스템을 사용합니다.
5. 커먼 레일 시스템
많은 최신 디젤 엔진은 고압 펌프가 커먼 레일에 연료를 공급하고 개별 인젝터가 이 레일에서 연료를 끌어오는 커먼 레일 시스템을 사용합니다. 이를 통해 분사 시기와 분사량을 더욱 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이 고압 레일은 항상 일정한 고압을 유지하여 최적화된 분사를 통해 연소 성능을 유지합니다.
6. 연료 주입 압력
디젤 엔진은 높은 압축비로 작동하며, 효율적인 연소를 위해서는 고압 펌프의 분사 압력이 매우 중요합니다. 분사 압력이 높을수록 연료가 더 잘 분무되어 더욱 철저하고 균일한 연소 과정이 보장됩니다.
7. 펌프 유형
인라인 펌프, 분배기 펌프, 유닛 인젝터 펌프 등 다양한 유형의 고압 펌프가 있습니다. 구체적인 설계는 다양할 수 있지만 분사용 고압 연료를 만드는 기본 원리는 동일하게 유지됩니다.
8. 연료 윤활
디젤 연료는 고압 펌프 내의 다양한 구성 요소에 대한 윤활유 역할도 합니다. 마모를 방지하고 펌프의 수명을 보장하려면 적절한 윤활이 필수적입니다.
9. 정확성과 효율성
최신 디젤 고압 펌프는 배기가스 배출 기준을 충족하고, 연비를 개선하며, 엔진 성능을 최적화할 수 있도록 정밀성과 효율성을 고려하여 설계되었습니다.
이러한 원리를 이해하는 것은 디젤 엔진 기술자와 엔지니어가 디젤 엔진의 성능을 유지하고 최적화하는 데 중요합니다. 연료 필터 교체 및 시스템 검사를 포함한 정기적인 유지 관리는 고압 펌프 및 전체 연료 분사 시스템의 올바른 기능을 보장하는 데 필수적입니다.
4. 가솔린 고압펌프의 작동 원리
가솔린 고압 펌프는 가솔린 엔진의 연료 분사기에 가압된 연료를 공급하는 데 중요한 역할을 합니다. 가솔린 고압 펌프의 작동 원리는 디젤 고압 펌프와 일부 유사성을 공유하지만 가솔린 엔진에 맞는 특정 특성을 가지고 있습니다. 가솔린 고압 펌프 작동의 주요 원리는 다음과 같습니다.
1. 연료 공급
가솔린은 필터를 통해 연료 탱크에서 흡입되어 불순물을 제거합니다. 펌프는 엔진에 깨끗한 연료를 지속적으로 공급하는 역할을 합니다. 경유에 비해 휘발유에는 각종 이물질이나 퇴적물이 매우 적은 편이지만 깨끗한 연료는 동력을 구사하는 데 가장 중요한 역할을 하므로 충분히 여과한 연료가 공급되어야만 합니다.
2. 저압 펌프
저압 측에는 일반적으로 탱크에서 연료를 끌어들이는 흡입 메커니즘이 포함됩니다. 가솔린 차량은 보통 연료 탱크 내부나 외부에 장착되는데 1차적으로 연료를 깨끗하게 여과하여 정화된 휘발유를 엔진 측으로 압송하는 역할을 합니다.
3. 고압 펌프
고압 펌프는 연료를 엔진의 연소실에 효율적으로 분사하는 데 적합한 높은 압력으로 가압합니다. 고압 측은 각 연료 인젝터에 정확한 양의 가압된 연료를 전달하도록 설계되었습니다.
4. 주입 시기 및 기간
디젤 엔진과 마찬가지로 가솔린 엔진은 분사 시기와 지속 시간을 정밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있습니다. 고압 펌프의 작동을 제어하기 위해 전자 제어 시스템이 채택되어 효율적인 연소를 위해 최적의 순간에 연료가 연소실에 분사되도록 합니다.
5. 직접 주입과 포트 주입
가솔린 엔진은 직접 분사 또는 포트 분사 시스템을 사용할 수 있습니다. 직접 분사에서는 연료가 연소실에 직접 분사되는 반면, 포트 분사에서는 연료가 흡기 포트로 분사됩니다. 고압 펌프의 설계는 사용되는 주입 시스템에 따라 달라질 수 있습니다.
6. 가변 압력
일부 가솔린 고압 펌프는 엔진 작동 조건에 따라 압력을 변경하도록 설계되었습니다. 이러한 가변 압력은 다양한 운전 시나리오에 맞게 연료 공급을 최적화하여 연료 효율성과 배기가스 배출을 개선하는 데 도움이 됩니다.
7. 연료 증기 관리
가솔린 엔진은 디젤 엔진에 비해 연료 기화에 더 취약합니다. 고압 펌프와 전체 연료 시스템은 연료 증기 관리와 관련된 잠재적인 문제를 해결해야 합니다. 휘발성이 강한 휘발유는 기회 되는 가정에서 연료 가스가 발생합니다. 이는 밖으로 곧바로 유출되면 지구 온난화에 주범이 되기 때문에 다시 한번 연소실로 되돌리기 위해 여러 장치를 사용합니다.
퍼지밸브와 캐니스터가 바로 이와 같은 역할을 하는데 연료 증발 가스를 포집했다가 연소실로 조금씩 보내 같이 연소시키는 역할을 행하게 됩니다. 디젤 차량과는 다르게 휘발유는 기화되는 연료 증발 가스에도 신경을 써야 합니다.
8. 펌프 유형
가솔린 고압펌프에는 기계식 펌프, 전동식 펌프, 캠구동식 펌프 등 다양한 종류가 있습니다. 최신 연료 분사 시스템에서 흔히 볼 수 있는 전기 펌프는 정확한 연료 공급을 위해 전자적으로 제어됩니다.
9. 연료 냉각
가솔린 고압 펌프에는 연료 냉각 기능이 포함될 수 있습니다. 연료를 냉각하면 밀도를 유지하고 기화를 방지하여 엔진에 안정적이고 일관된 연료 공급이 보장됩니다.
가솔린 고압 펌프의 문제를 유지 관리하고 진단하려면 이러한 원리를 이해하는 것이 필수적입니다. 적절한 연료 시스템 유지 관리와 함께 정기적인 검사는 펌프의 신뢰성과 가솔린 엔진의 전반적인 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다.
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