[그린카 핫테크] 피에조 인젝터

전자신문 / 2009-05-15 07:42

친환경 디젤엔진을 거론할 때 빠지지 않는 부품이 ‘피에조 인젝터’다.

엔진 실린더마다 설치된 인젝터에는 노즐 결합 장치가 자리 잡고 있다. 인젝터 끝에 장착된 노즐 바늘이 열리고 닫히는 과정을 거쳐 연료가 분사된다. 이 노즐 바늘이 움직이는 속도는 연료를 분사하고 내연폭발이 일어나는 데 중요한 역할을 한다. 인젝터가 연료를 얼마나 빨리, 정밀하게 분사하는지에 따라 엔진 성능이 좌우된다.

피에조 인젝터는 연료를 고압상태에서 정교하게 분사하는 연료분사 방식의 하나다. 전기를 흘리면 순간적으로 길이가 늘어나는 ‘압전체(Piezo-Electrics)’ 특성을 활용해 연료분사의 정확성과 반응성을 획기적으로 향상시켜 파워와 연비 모두를 만족시키는 연료분사 방식이다.

피에조 인젝터는 인젝션 밸브 제어를 위해 전기장 내에서 확장하는 피에조 크리스털로 구성된 고속-작동 액추에이터를 사용한다. 전자적으로 제어되는 피에조 액추에이터는 기존 솔레노이드와 비교해 5배 빠른 속도로 전환이 가능하다. 또 반복분사로 인한 연료량의 변화를 감지해 그 차이를 감안한 정밀한 분사제어가 가능하다.

기존 디젤엔진은 2년만 지나면 소음과 진동이 심해졌다. 이는 인젝터 노즐 마모로 연료가 과다 분사되기 때문이다. 피에조 인젝터는 그런 부분까지 고려한 학습기능으로 연료를 제어하기 때문에 소음과 진동은 물론이고 배출까지 줄이는 효과가 있다.

최근 디젤 승용차를 위해 고안된 3세대 코먼레일시스템은 일체형 피에조 인젝터가 대세다.

피에조 인젝터를 이용해 엔진은 배출가스를 15∼20% 줄이고 엔진 소음을 3㏈ 정도 감소시킬 수 있다. 또 연료 소모를 3%까지 감소시킨다.