역학은 기화기를 연료 분사 엔진으로 변환하여 더 깨끗한 배기 가스는 말할 것도 없고 쉽게 시동할 수 있고 더 나은 출력과 연료 소비를 제공합니다. 1960년대와 1970년대에 베버가 장착된 대부분의 차량은 고성능 차량이었습니다. 휘발유는 저렴했고 소유자는 MPG 수치에 관심이 없었습니다. 배기 가스도 끔찍했고 엔진 수명도 제한되었습니다. 하지만 상황이 달라졌고 이제 연료 분사 장치를 설치하여 모든 소비 및 배출 문제를 해결할 수 있게 되었습니다.
이 기사에서는 기화기와 연료 분사, 각각의 장점과 단점에 대해 자세히 알아보고 많은 사람들이 기화기를 연료 분사 엔진으로 전환하기로 선택하는 이유를 이해할 것입니다.
가솔린 엔진은 엔진이 차갑거나 최고 속도로 뜨겁게 달릴 때 연료가 적절하게 연소되도록 적절한 양의 공기를 흡입하도록 설계되었습니다. 기화기라고도 하는 기화기는 연소를 위한 적절한 공연비를 달성하기 위해 내연 기관용 공기와 가솔린을 혼합하는 장치입니다.
"기화기"가 이상한 단어라고 생각할 수도 있지만 동사 "기화기"에서 파생되었습니다. 이것은 탄소 또는 탄화수소와 결합하여 가스를 농축시키는 과정을 나타내는 화학 용어입니다. 즉, 기화기는 공기(가스)를 연료(탄화수소)로 포화시키는 장치입니다.
더 이상 새 차에서 볼 수 없는 기화기는 전설적인 경주용 자동차에서 최고급 럭셔리 차량에 이르기까지 모든 차량의 엔진에 연료를 공급했습니다. 그들은 2012년까지 NASCAR에서 사용되었으며 많은 클래식 자동차 애호가들은 여전히 매일 기화 차량을 운전합니다. 열렬한 팬이 많기 때문에 기화기는 자동차 매니아에게 고유한 것을 제공해야 합니다.
기화기는 어떻게 작동합니까?
공기와 연료를 실린더로 끌어들이기 위해 기화기는 엔진에서 생성된 진공을 사용합니다. 그 단순성 때문에 이 시스템은 오랫동안 사용되어 왔습니다. 스로틀을 열고 닫을 수 있어 엔진에 더 많거나 적은 공기가 유입됩니다. 이 공기는 벤츄리로 알려진 좁은 구멍을 통해 흐릅니다. 이것은 엔진을 계속 작동시키는 데 필요한 진공을 생성합니다.
정상적으로 흐르는 강을 상상해보십시오. 이 강은 일정한 속도로 흐르고 전체 길이에 걸쳐 일정한 깊이를 가지고 있습니다. 이 강의 단면이 좁은 경우 같은 양의 강이 같은 깊이에서 통과하려면 물이 더 빨리 움직여야 합니다. 강물이 병목 현상 후 원래 너비로 돌아오면 물은 동일한 속도를 유지하려고 합니다. 이로 인해 병목 지점의 반대쪽에 있는 고속 물이 병목 지점에 접근하는 저속 물을 끌어당겨 진공 상태가 됩니다.
벤츄리는 기화기를 통과하는 공기가 제트에서 지속적으로 가스를 끌어낼 수 있도록 기화기 내부에 충분한 진공을 생성합니다. 벤츄리 내부에 위치한 제트는 플로트 챔버의 연료가 실린더에 들어가기 전에 공기와 혼합될 수 있는 구멍입니다.
플로트 챔버는 소량의 연료를 저장하는 저장소 역할을 하여 필요에 따라 제트로 쉽게 흐를 수 있습니다. 스로틀이 열리면 더 많은 공기가 엔진으로 유입되어 더 많은 연료가 공급되어 엔진이 더 많은 출력을 생성하게 됩니다.
이 설계의 주요 문제는 엔진이 연료를 공급받기 위해 스로틀이 열려 있어야 한다는 것입니다. 공회전 시에는 스로틀이 닫히므로 공회전 제트는 소량의 연료가 실린더에 들어가 엔진이 실속되는 것을 방지합니다. 플로트 챔버를 빠져나가는 과도한 연료 증기는 또 다른 사소한 문제입니다.
기화기의 장점은 디자인이 단순하여 서비스가 용이하다는 것입니다. 이를 통해 지역 정비사는 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 필요한 예비 부품이 저렴하다는 것은 말할 것도 없습니다.
revving 및 over raving에 대한 기화기 공급 시스템의 빈번한 응답은 매우 일반적인 기능이자 이점입니다. 결과적으로 오프로드 및 흙 자전거에 이상적입니다. 연료 오염은 성능을 저하시킨다는 사실에도 불구하고 기화 엔진에서 간과될 수 있습니다. 저비용, 저용량 오토바이 엔진에 이상적인 연료 공급 시스템입니다.
단점이라면 지속적으로 완벽한 공연비를 제공할 수 없고 연료 낭비를 효과적으로 제어할 수 없다는 점이다. 더 많은 예비 부품이 일부 복잡한 설계로 되어 있어 결함 부품 진단이 어렵습니다.
엔진 콜드 스타트는 기화기 연료 공급 시스템의 주요 문제입니다. 기화 엔진에서 희박/농후 혼합물은 종종 좌절의 원인이 됩니다. 기화 엔진에서는 비효율적인 연소로 인해 배출량이 훨씬 더 높습니다. 어떤 경우에는 엔진이 진동하고 점화 플러그 오염이 일반적인 문제입니다.
일부 기화기 디자인은 증기 잠금으로 인해 엔진 실속이 발생하기도 합니다. 또한 연료 분사 시스템보다 주행 거리와 출력이 낮습니다. 엔지니어들은 나중에 기화기의 단점을 해결하기 위해 '연료 분사' 시스템을 개발했습니다. 기화기 엔진 자동차 정비공은 기화기를 연료 분사 방식으로 변환할 것을 제안합니다.
Herbert Akroyd Stuart는 최초의 연료 분사 시스템을 발명했습니다. 그는 연료를 가압하기 위해 마지막에 저크 펌프를 사용했습니다. Bosch와 Cummins는 나중에 디젤 엔진에서 그의 발명품을 상업화했습니다. 연료 분사는 설계상 디젤 엔진에 항상 사용되었으며 1920년대 중반까지 모든 디젤 차량에 표준이었습니다. 그러나 가솔린 엔진에서 현대식 연료 분사 방식을 처음 사용한 것은 1925년 Jonas Hasselman이 발명한 Hasselman 엔진이었습니다.
연료 분사는 인젝터를 사용하여 내연 기관, 가장 일반적으로 자동차 엔진에 연료를 주입하는 것입니다. 모든 디젤 엔진은 연료 분사를 사용하고 많은 오토 엔진은 연료 분사 방식을 사용합니다.
기화기의 주요 단점은 4기통 엔진에 공급하는 단일 기화기가 각 실린더에 정확히 동일한 연료/공기 혼합물을 제공할 수 없다는 것입니다. 일부 실린더는 다른 실린더보다 기화기에서 더 멀리 떨어져 있기 때문입니다.
트윈 카뷰레터를 장착하는 것이 하나의 솔루션이지만 제대로 조정하기 어렵습니다. 대신 많은 자동차에 연료 분사식 엔진이 장착되어 있거나 정비공이 기화기를 연료 분사식 엔진으로 변환하여 정확한 폭발로 연료를 공급합니다. 이 기능이 있는 엔진은 일반적으로 기화 엔진보다 더 효율적이고 강력하며 더 경제적이고 유해한 배기 가스를 덜 배출합니다.
연료 분사 엔진에는 전자 제어 연료 공급 시스템과 전자 연료 분사 시스템이 있습니다. 연료는 전자 제어 인젝터를 통해 연소실로 공급됩니다. 여기에서도 흡기 매니폴드를 통해 공기가 흡입되지만 전용 장치를 통해 연료가 별도로 분사되거나 분사됩니다.
매니폴드에만 분사되거나 경우에 따라 연소실로 직접 분사되었습니다. 결과적으로 연료량과 분사 시점은 전자 제어 장치(ECU)로 알려진 전자 장치에 의해 디지털 방식으로 제어됩니다. ECU는 엔진 온도, 산소 수준, 흡기 또는 스로틀 버터플라이 위치 등을 측정하는 센서에 연결됩니다.
ECU는 센서로부터 측정값을 수신하고 분사할 연료의 양을 결정합니다. 결과적으로 연료 분사 시스템은 첨단 기술의 복잡한 연료 공급 시스템입니다. 이 최신 기술과 장치는 현대 오토바이 엔진의 기능과 효율성을 크게 향상시켰습니다.
많은 제조사들이 1960년대와 1970년대에 고성능 스포츠카와 세단에 기계식 연료 분사 방식을 사용했습니다. 타임드 시스템인 루카스 PI 시스템은 트라이엄프 TR6 PI, 2500 PI 등 많은 영국차에 장착됐다.
연료 탱크 근처에 장착된 고압 전기 연료 펌프는 100psi의 압력에서 연료를 연료 축전지까지 밀어 올립니다. 이것은 본질적으로 일정한 연료 공급 압력을 유지하는 동시에 펌프의 연료 펄스를 부드럽게 하는 단기 저장고입니다.
연료는 어큐뮬레이터에서 종이 필터를 거쳐 연료 분배기라고도 알려진 연료 계량 제어 장치로 흐릅니다. 이 장치는 캠축에 의해 구동되며 이름에서 알 수 있듯이 정확한 시간과 양으로 각 실린더에 연료를 분배하는 역할을 합니다.
엔진의 공기 흡입구에 있는 플랩 밸브는 분사되는 연료의 양을 제어합니다. 플랩은 제어 장치 아래에 있으며 기류에 따라 상승 및 하강합니다. 스로틀을 열면 실린더의 '흡입'이 기류를 증가시키고 플랩을 상승시킵니다. 이것은 계량 제어 장치 내에서 셔틀 밸브의 위치를 수정하여 더 많은 연료가 실린더로 분출되도록 합니다.
연료는 계량 장치에서 차례로 각 인젝터로 전달됩니다. 그러면 연료가 실린더 헤드의 입구 포트에서 분출됩니다. 각 인젝터에는 스프링 압력에 의해 닫힌 상태로 유지되는 스프링 장착 밸브가 있습니다. 연료를 주입하면 밸브가 열립니다.
이점과 관련하여 연료 분사 엔진은 환경과 주행 조건을 고려하여 자동으로 공기-연료 혼합물의 균형을 맞춥니다. 기화기 엔진과 달리 주행 조건을 감안할 때 미세 조정이 필요하지 않습니다. 엔진 진동이 감소하고 점화 플러그 오염 문제가 최소화됩니다. 콜드 스타트 문제가 없기 때문에 연료 분사 엔진에서 수동 질식에 대한 필요가 없습니다.
단점 측면에서 연료 분사 시스템은 몇 개의 전자 센서와 복잡한 엔진 제어 장치에 연결된 복잡한 전자 제어 장치입니다. 유지 보수 범위가 극히 제한되어 일반 서비스 센터에서는 불가능합니다.
또한 전체 시스템이 상당히 비쌉니다. 경우에 따라 제한된 수리 또는 유지 관리 옵션으로 인해 전체 설정을 교체해야 합니다. 연료 분사 엔진에는 좋은 품질과 권장 품질의 연료가 필요합니다. 오염된 연료로 인해 운전 중 엔진이 멈출 수도 있습니다.
실적
전자적으로 제어되는 연료 유도가 있는 연료 분사 시스템은 실린더로의 연료 공급을 지속적으로 조정할 수 있어 성능이 향상됩니다. 기화기는 적절한 공연비를 결정할 수 없으며 공기 압력과 연료 온도를 변화시키는 데 어려움을 겪습니다.
다재다능함
1990년대에 이르러 기화기는 자동차 산업에서 단계적으로 퇴출되었고 연료 분사가 자리를 잡고 유명해졌습니다. 기화기에는 여러 가지 단점이 있습니다. 우선 디젤 차량에는 기화기를 사용할 수 없습니다. 반면에 연료 분사는 디젤 및 가솔린 차량 모두에 대해 전자식 및 기계식으로 제공됩니다.
비용 및 복잡성
기화기가 연료 분사를 능가하는 유일한 매개변수는 비용과 복잡성입니다. 기화기는 비교적 쉽게 청소하고 재조립할 수 있습니다. 연료 분사 시스템을 수리하려면 전문가의 도움이나 값비싼 교체가 필요합니다.
순전히 기계적인 장치인 기화기는 비용과 복잡성 면에서 연료 분사를 능가합니다. 기화기 클리너 캔, 간단한 수공구 및 몇 개의 예비 부품으로 현관이나 휴게소에서 기화기를 다시 조립할 수 있습니다.
연료 분사를 사용하는 경우 수년간의 교육 및 경험과 수천 달러의 진단 장비를 사용하더라도 시스템에 장애가 발생하면 견인 트럭이 필요합니다. 오토바이, 잔디 깎는 기계 및 제설기에서 볼 수 있는 것과 같은 대부분의 소형 엔진은 배기 가스 규제가 없고 저렴하며 작동이 간편하기 때문에 여전히 기화기를 사용합니다.
연료 절약
연료 분사 시스템은 정확한 양의 연료를 정확하게 전달하고 여러 매개변수를 기반으로 조정할 수 있어 연료 낭비를 줄이고 연료 효율을 개선할 수 있습니다. 기화기는 엔진 상태에 따라 연료비를 조정할 수 없습니다.
요약하면, 자동차 정비공이나 자동차 소유자는 연료 효율성과 성능을 향상시키기 위해 기화기를 연료 분사 엔진으로 변환하는 프로젝트를 수행합니다. 연료 분사에는 두 가지 종류가 있습니다. 오늘날 최신 차량에서 가장 흔히 볼 수 있는 유형에는 각 실린더에 대해 단일 인젝터가 있습니다. 이것은 연료 레일뿐만 아니라 새로운 흡기 매니폴드의 설치가 필요한 다중 포트 연료 분사 유형입니다. 하지만 설치가 덜 어려운 것은 스로틀바디 인젝션 시스템입니다.
EFI는 마력을 추가합니까?
EFI는 실제로 많은 응용 분야에서 마력을 증가시킬 수 있습니다(일부 사람들은 큰 기화기가 항상 더 많은 전력을 생산한다고 주장하지만). 더 큰 스로틀 바디는 모든 엔진 속도에서 EFI와 잘 작동합니다.
기화기와 연료 분사 중 어느 것이 더 많은 마일리지를 제공합니까?
도시와 고속도로에서 탄수화물 변형은 각각 48.54kml 및 55.02kml을 반환했습니다. 그 외에도 연료 분사 차량은 기화 차량보다 탄소 기반 배출량이 훨씬 적습니다.
기화기는 100년 이상 사용되어 왔지만 연료 분사는 분명히 우수하여 더 많은 출력, 더 나은 연비 및 더 낮은 배기 가스를 제공합니다. 이것이 현대 운전자가 많은 사람들이 기화기를 연료 분사 엔진으로 전환하기를 원하는 모든 것이며, 실린더에 연료를 주입하는 더 나은 방법입니다.
