1960년대까지 대부분의 자동차 연료 공급 시스템은 여전히 ​​단순한 구조의 기화기를 사용했습니다.

1960년대 자동차 산업의 급속한 발전과 함께 전 세계 자동차 대수가 급격하게 증가했는데, 이는 전통적인 기화기 혼합기의 부정확한 조정으로 인해 자동차 배기가스 배출량 중 배기가스 함량이 너무 높았기 때문입니다. (CO, HC, NO 화합물 등)이 높아 대기 및 환경에 대한 오염이 날로 심각해지고 있으며, 지구온난화 및 온실효과를 유발하는 중요한 요인입니다. 이를 위해 미국은 1960년대 머스키법(Muskie Act)을 제안했고, 일본도 1968년, 1973년, 1976년에 자동차 배기가스 배출을 제한하는 규정을 제안했다.

동시에 전자전자기술의 지속적인 발전, 특히 트랜지스터(다이오드, 트랜지스터 등)와 집적전자기술(IC 기술)의 급속한 발전으로 자동차 전자공학이 본격적으로 응용되고 있다. 자동차 연료분사 기술은 응용의 기반을 마련합니다.

가솔린 엔진의 연료 공급 시스템으로 가솔린 분사 시스템은 수년간 개발의 역사를 가지고 있습니다. 분사 제어 개발의 관점에서 볼 때 기계식 연료 분사에서 전자식 연료 분사로의 전환이라는 두 가지 개발 단계를 경험했습니다. 기계식은 구조가 복잡하고 가격이 높으며 고장률과 유지관리 비용이 높고, 연료 소모량이 많고, 혼합기 제어 정확도가 낮은 등의 단점이 있는데, 1980년대에 자동차 엔지니어들이 새로운 전자 제어식 가솔린 분사 시스템을 개발했습니다.

자동차 가솔린 분사 시스템

기존의 기화기는 공기 차단, 결빙 및 둔감한 스로틀 반응이 발생하기 쉽고 다중 실린더 엔진에 연료를 공급할 수 없습니다. 균일성은 불안정한 작동을 유발합니다. 고전력 설계에는 도움이 되지 않습니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 이르면 1930년대부터 항공엔진 연구개발에 가솔린 분사장치가 연구대상으로 사용되기 시작하였고, 10년 이상의 심도 있는 연구개발 끝에 1945년에 이르게 되었다. 제2차 세계대전 말기에 분사 시스템이 군용 전투기에 적용되기 시작했습니다. 쉽게 어는점, 공기 저항, 관성 및 중력 등의 물리적 효과로 인한 전투 회전 및 텀블링 시 연료 누출, 연료 등 군용 전투기 전투 조건에 완전히 적응할 수 없는 플로트식 기화기의 단점을 완전히 제거합니다. 구멍 측정 등의 단점으로 인해 휘발유 분사 기술이 탄생하게 되었습니다.

가솔린 주입 기술은 장점이 많지만 당시 사회적 생산성, 생산 과정, 기술에 의해 생산이 제한되었기 때문에 제조 비용이 매우 높았기 때문에 자동차용 가솔린 주입 장치는 자동차용 가솔린 주입 장치로만 사용할 수 있었습니다. 처음에는 소수의 차량에 사용됩니다. 소수의 경주용 자동차에서는 경주용 자동차에 필요한 큰 엔진 출력과 민감한 스로틀 응답 성능을 충족할 수 있습니다. 1950년대 후반까지 대부분의 경주용 자동차는 연료 공급 시스템으로 가솔린 분사를 채택했습니다.

가솔린 분사는 1950년부터 1953년까지 골리앗과 구토로드가 처음으로 2기통, 2행정 엔진에 적용한 가솔린 분사(실린더 내 분사) 장치이다. 설치되어 있습니다. 1957년에 메르세데스-벤츠는 이를 4행정 엔진에 채택했습니다.

1950년대 자동차에 사용된 가솔린 분사는 디젤 엔진 연료 분사 펌프의 원리와 기초를 바탕으로 개발 발전된 기계식 가솔린 분사 방식으로 보쉬(Bosch)가 개발, 생산, 출시했다. 세계적으로 유명한 자동차 지원 제조업체. 보쉬의 활발한 연구개발로 인해 보쉬는 자동차용 가솔린 기계식 분사 분야의 선두주자이자 플래그십 역할을 하고 있다고 할 수 있습니다.

1958년 메르세데스-벤츠는 200SE에 처음으로 흡기 매니폴드에 연료 분사 장치를 장착해 연료를 그룹으로 분사했다. 이 분사에서는 차량 예열 시간을 제어하기 위해 조정 가능한 시동 밸브와 자동 제어 스위치가 설치됩니다. 시동 및 차량 예열 조건에서 연료 분사량을 적절하게 늘리고 공연비를 높일 수 있습니다. , 동시에 공연비 보상제어의 변화에 ​​따라 흡기온도, 주행환경의 대기압 변화를 더욱 정밀하게 제어한다. 이는 일부 전자 부품의 유도를 포함하고 예비적인 간단한 전자 제어를 포함하는 이러한 종류의 가솔린 ​​분사 방식으로, 현재 EFI 전자 연료 제어의 기능적 기반을 마련했습니다.

전자제어 휘발유 분사의 탄생

자동차 산업의 급속한 발전과 함께 자동차 배기가스 배출로 인한 대기오염이 점점 더 심각해지고 있으며, 서방 국가들은 자동차 배기가스 규제를 더욱 엄격하게 하고 있습니다. . 청구서. 동시에 에너지 위기의 영향과 전자 기술 및 컴퓨터의 급속한 발전으로 인해 전자 제어식 가솔린 분사 엔진의 탄생이 촉진되었습니다. 1953년 미국의 벤딕스사(Bendix)가 전자식 인젝터(Electrojector)를 최초로 개발해 1957년 공식 출시해 전자제어 가솔린 분사 분야를 개척했다.

이 시대에는 각종 엔진 제조사들이 엔진 출력 향상을 강조하고 있기 때문에, 전부하 시 높은 토크 출력 특성을 확보하기 위해서는 공연비 제어를 작게 하여 연료 분사량을 늘려야 합니다. 따라서 공연비 제어 정확도도 상대적으로 낮습니다. 그러나 전자 제어 기술의 개발 및 적용으로 다양한 미세 보상 기능과 우수한 공연비 제어성, 민감한 스로틀 응답성, 고출력 출력 등 전자식 연료 제어의 다양한 장점이 점차 등장하고 있습니다.

또한 전자 기술 측면에서 트랜지스터는 발명된 지 오래됐지만 가격이 비싸고 성능이 불안정해 자동차에 잘 적용하기 어렵다. 따라서 Bendix는 개발 단계에서 진공관을 사용하여 전자 컴퓨터를 개발했습니다. 1957년 출간 당시는 트랜지스터가 실용화되기 시작한 시대였다. 그래서 그녀가 개발한 전자제어 휘발유 주입 장치는 미국 3대 자동차 회사 중 하나인 크라이슬러 자동차에만 장착됐다.

전자제어 가솔린 분사기의 개발

1967년 미국 벤딕스(Bendyx)가 인젝터를 출시한 지 10년 후인 1967년 독일 로버트 보쉬(Robert Bosch)사가 벤딕스 인젝터를 구입했다. 미국에서는 Max의 특허를 바탕으로 전자제어 가솔린 분사 장치인 D-Jetronic이 출시되어 큰 발전을 이루었습니다. D-Jetronic 가솔린 분사 장치는 이미 현대 전자 가솔린 분사의 모든 요소를 ​​갖추고 있으며 현대 전자 가솔린 분사의 선구자입니다.

D-Jetronic 출시 6년 후인 1973년, 보쉬는 질량유량 L-Jetronic 전자제어 불연속 분사와 K-Jetronic 기계식 연속 분사를 개발했습니다. 전자는 흡기 매니폴드 압력을 매개변수로 사용하여 연료 분사량을 제어하지만, 후자는 공기 유량계를 사용하여 흡기 공기 흐름을 측정하고 이를 전기식으로 변환하는 경우 제어 효과가 좋지 않습니다. 연료 분사량을 정밀하게 제어하고 배출 오염을 줄이기 위해 신호를 엔진 컴퓨터로 전송합니다.

1981년 보쉬는 LH-Jetronic 전자 제어식 연료 분사 시스템을 출시했습니다. 이 시스템은 제어 기능에 더욱 정밀한 세부 사항을 추가하고 엔진 성능의 모든 측면을 더욱 향상시켰습니다. LH 시스템의 가장 큰 특징은 열선식 공기유량계를 사용한다는 점인데, 여기서 "H"는 영어 "HOT"의 첫 글자를 따서 흡입공기질을 직접적으로 측정하는 것입니다. 크기가 작고 흡기 저항이 낮기 때문에 공연비를 보다 정확하게 제어할 수 있고, 엔진의 출력과 경제성을 향상할 수 있으며, 엔진 배기가스 배출도 개선할 수 있습니다.

전자 제어 회로의 추가를 바탕으로 유량 모드를 이용한 K-제트로닉 가솔린 기계식 분사는 1982년 KE-제트로닉 전자 기계식 복합 기계식 연료 분사로 개발되었습니다. KE-Jetronic의 E는 전자 제어를 의미합니다. 현재까지 메르세데스-벤츠 129, 126 시리즈, 아우디 100 모델은 여전히 ​​길거리에서 KE 분사를 사용하고 있지만, 높은 연료 소모량, 높은 고장률, 높은 유지 비용 및 기타 결함으로 인해 이 역시 무자비하게 제거될 예정이다.

위에서 논의한 것은 흡입관 다점 분사 시스템으로 제어 정확도가 높지만 비용도 높습니다. 비용을 절감하고 전자 제어식 가솔린 분사 시스템을 일반 차량에 추가로 적용하기 위해 General Motors(GM)는 1979년 TBI 단일 지점 스로틀 바디 분사 시스템을 출시했으며 Bosch는 MONO-Jetronic 저압 중앙 분사 시스템을 출시했습니다. 1983년 시스템.

단일점 연료분사 시스템은 기화기와 구조가 유사하며, 구조가 간단하고 유지관리 및 조정이 용이하며 배기가스 제어 측면에서도 우수하여 저배기량 차량에도 사용되었습니다. 1980년대와 1990년대에 널리 사용되었다. 그러나 배출 제어 및 기타 이유로 인해 이 주입 방법은 최근 몇 년 동안 제거되어 더 이상 사용되지 않습니다.

보쉬가 연료 분사 장치를 개발하기 위해 열심히 노력하는 동안, 세계의 다른 자동차 제조업체들도 이 분야에 대해 열심히 연구하고 있습니다.

1971년 토요타는 EFI(전자식 연료 분사 장치)를 개발했습니다. ) 전자 제어식 가솔린 분사 시스템. EFI 제어 컴퓨터는 두 가지 유형으로 구분됩니다. 하나는 커패시터의 충전 및 방전에 필요한 시간을 기준으로 주입 타이밍을 제어하는 ​​아날로그 유형이고, 다른 하나는 메모리의 데이터를 사용하여 주입 타이밍을 결정하는 마이크로컴퓨터 제어 유형입니다. 1981년부터 자동차에 탑재되기 시작했습니다.

점점 엄격해지는 배기가스 규제를 이행하기 위해 2차 공기분사연소, 촉매, 혼합가스 연소 등 배기가스 재처리 기술을 연구, 도입하는 동시에 공연비 제어도 더욱 발전시켜 왔습니다. 정밀이라는 새로운 기술로 Os 센서와 삼원촉매가 다시 등장했습니다. 삼원촉매는 백금 등 희소금속을 촉매로 사용해 배기가스 중의 CO, Nox, CH 등 유해가스를 CO2, N2, H2O 등 무해한 가스로 환원시키는 기술이다. 그러나 삼원촉매는 이론 공연비에 가까운 매우 좁은 범위에서만 가장 큰 효과를 발휘할 수 있으므로, 배기가스 중의 산소 농도를 감지하기 위해서는 Os를 사용해야 하며, 엔진 컴퓨터는 이를 정확하게 감지할 수 있다. 공연비를 조절하고 연료 분사량을 조절합니다. 1977년 Nissan과 Toyota Motor Corporation이 기류 가솔린 분사 장치에 사용한 산소공급기 피드백 시스템은 오늘날에도 여전히 많은 차량에 사용되고 있습니다.

전자기술의 집적회로의 발달과 함께 마이크로컴퓨터 기술도 급속도로 발전하고 있다. 마찬가지로 자동차 전자제어 컴퓨터도 아날로그 시대에서 디지털 시대로 진입했다. 엔진을 제어하기 위해 디지털 기술을 최초로 사용한 것은 1976년 General Motors가 개발한 점화 타이밍 제어(MASIR)였습니다. 엔진 작동 조건에 따라 점화 조속기 전진 각도와 부압 전진 각도를 더 잘 제어할 수 있습니다.

1984년 토요타는 다양한 운전 조건에서 분사 시간과 점화 시간을 효과적으로 제어할 수 있는 속도 밀도 T-LCS(Toyota Lean Combustion System) 토요타 희박 연소 시스템 가솔린 분사 장치를 출시했습니다. 제어.

마이크로컴퓨터의 활용과 마이크로컴퓨터 컴퓨팅, 저장, 분석, 학습 및 기타 기능의 발달로 인해 복잡한 논리와 지능적인 제어 계산을 수행하여 엔진 작동 속도, 흡입 공기 흐름 및 기타 작업 조건에 신속하게 대응할 수 있기 때문에 마이크로컴퓨터 제어 가솔린 분사가 점차 주요 분사 방식이 되었으며 동시에 디젤 분사 방식도 완전히 개발되었습니다. 현재의 가솔린 ​​분사 자동차를 보면 첨단 기술과 고정밀도가 집약되어 ​​있으며, CO, HC 등 배기가스 배출량을 배기가스 측정기로 측정하면 거의 0.00자릿수 수준에 도달했습니다. "제로" 방출.

동시에 중앙 제어 컴퓨터는 엔진 제어에 참여할 뿐만 아니라 다중 전송 시스템, 다양한 BUS 라인 및 ECT와 같은 신체의 기타 전자 제어 시스템을 사용합니다. ABS, TRC... 정보 운영을 공유하기 위해 하나의 기계가 여러 기능을 가지고 있어 전체 차량의 주행 성능을 질적으로 향상시킵니다.