배터리 전압은 전자 제어 계통의 엑츄에이터에 매우 중요한 역할을 합니다.
왜냐하면 인젝터의 경우 최소한 4마이크로 세크(㎲)의 매우 작은 시간 단위로 연료량을 계산하여 인젝터를 열어줍니다.
그런데 아무리 정확히 계산하여 인젝터를 열어준다 해도 배터리로부터의 전원을 사용하여 마그네틱 전자력의 힘에 의해 열어 주는데 여기에 공급하는 전원이 변하게 되면 결국 인젝터가 열리기 시작하는 시점이 달라지게 되어 정확하게 열어 주는 시간 계산이 의미가 없게 됩니다.
그래서 정확하게 배터리의 전압을 읽고 인젝터를 열어 주기 위해서는 배터리 전압의 알고리즘을 사용합니다.(인젝터의 열림량을 보정하는데 배터리 전압을 사용)
아래의 내용은 대략 1500㏄급 DOHC차량의 압축비 9.3정도에서 인젝터의 처음 열리는 지연 시간이 배터리 전압에 따라 변하는 양을 나타낸 것입니다.
배터리 전압 8[v] 10[v] 12[v] 13[v] 14[v] 15[v]
열림지연 시간 1.44[㎳] 1.05[㎳] 0.82[㎳] 0.75[㎳] 0.67[㎳] 0.67[㎳]
이와 같이 인젝터의 열림 지연 시간은 매우 크게 나타납니다.(축전지 전압이 낮으면 무효분사시간이 길어짐)
그러면 닫힘 지연은 어떻게 되겠는가를 생각해 봅시다.
이 닫힘 지연은 인젝터마다 다르다고 할 수 있습니다.
정확한 의미로 인젝터 내부의 스프링의 힘에 의해 닫히게 되는데 바로 이 스프링의 힘에 따라 다르다고 할 수 있습니다.
참고로 0.2~0.4[㎳] 정도로 이 닫힘 지연은 같은 인젝터를 사용한다고 할 때 항상 일정하므로 공기량을 통해 인젝터 열림 시간 계산 시(공기유량센서: 인젝터 분사시간 결정에 가장큰 영향을 끼침) 바로 고려되므로 큰 영향은 없습니다.
그러나 외부의 물리적인 현상이 있을때 인젝터의 정상적인 작동에 있어서 어떠한 영향을 받지 않을까 하는 개인적인 생각입니다.
위 사진은 일반적인 인젝터 전류파형입니다.
중간에 꺽인 부분을 기점으로 무효분사시간과 유효분사시간으로 나뉩니다.
전기가 인젝터에 가해진 후 니들 밸브가 열리기 직전까지의 시간을 무효분사시간이라 하며 니들 밸브가 열리기 시작하여 닫힐 때까지 시간을 유효분사시간 이라고 말합니다.
인젝터에 전기를 공급하면 인젝터의 솔레노이드 코일이 자화되어 인젝터 밸브(니들 밸브)가 개방되기까지는 약간의 시간이 경과되며, 이것은 전자석 코일을 이용하는 형식에서는 필연적으로 발생하는 현상인데, 이 현상을 무효분사시간이라고 합니다.
무효분사시간은 인젝터 코일의 인덕턴스에 따라 변화되고, 가솔린 전자 제어 시스템에서는 실제 인젝터 작동 시간에 무효분사시간을 포함하여 설정합니다.
즉 무효분사시간이 길어지면 니들밸브가 무거운 것을 뜻합니다. 당연히 연료는 희박하게 됩니다.
반대로 무효분사시간이 짧으면 니들밸브가 가벼워 연료 누설이 일어나 연료가 농후 해 집니다.
인젝터 전류파형을 가지고 인젝터 성능을 알 수가 있듯이 외적인 영향에 의해서도 인젝터의 정상적인 작동에 영향을 끼치겠구나! 하는 개인적인 생각입니다.
무효분사시간에 영향을 주는 요소에는 배터리전압, 인젝터 코일의 열화, 코일의 저항값 변화, 스프링, 플랜져, 니들밸브의 노후화 또는 마모, 분사팁의 막힘, 인젝터 배선의 노후화 등이 있습니다.
이외에도 인젝터의 설치시 강자성체의 주위나 고압 케이블과의 인접 설치는 피해야 한다는 개인적인 생각입니다.
인젝터 내부 스프링의 장력 감소는 기계적 밸브 채터링(닫힐 때 한 번에 닫히지 않고 여러 번 단속을 반복하는 현상)의 원인이 되어 인젝터 니들밸브 단속에 영향을 주어 연료량 감소의 원인이 되는 것과 인젝터의 플랜져, 니들밸브도 영구 자석화 성향이 있을 것이라 생각이 들어 무효분사시간에도 영향을 주지 않을까 하는 생각입니다.
결론적인 생각을 말하자면 인젝터 설치시 발전기나 고압케이블과의 근접 설치는 가급적 피하는게 좋지 않을까! 하는 취지의 글 이었습니다.