자동차공학)LPG 자동차 종류

LPG 자동차는 연료공급시스템에 따라 믹서방식과 분사방식으로 나누고 있다. 자동차 및 산업기계 등에 사용되는 LPG 연료공급방식을 분류를 아래 표로 나타내었다.

LPG연료 공급시스템	믹서방식	단순 믹서방식
		피드백 믹서방식(구형 FBM)
		전자제어 믹서방식(신형 FBM)
	분사방식	전자제어 기체분사방식 전자제어 액체분사방식	싱글 포인트 분사방식
			멀티 포인트 분사방식	기계식분배기 사용분사방식
		전자제어 실린더 내 직접분사방식		전자식인젝터 사용분사방식

 

그리고 LPG 자동차의 특성에 대하여 알아보자.

장점	단점
LPG 가격이 저렴	증발 잠열로 인한 동절기 시동성의 저하
연소실에 카본(탄소)의 부착이 없어 점화 플러그의 수명이 연장됨	베이퍼라이저 내의 타르와 같은 이물질을 배출하야 하고, 믹서 및 ISCA의 청소를 수시로 할 필요가 있음
엔진오일이 가솔린에 희석되지 않아 실린더의 마모가 적고 오일 교환 기간이 연장됨	트렁크 사용 공간이 적음
기체 연료이므로 연소가 균일하여 엔진 소임이 적고 열에 의한 베이퍼록, 퍼코레이션 등이 발생 되지 않음
대기상태에서 냄새가 없으며, 일산화탄소의 함유량이 적고 매연이 없어 배기성능이 우수함

 

1. 믹서방식

2. 분사방식

 

1. 믹서방식

믹서방식은 단순 믹서와 피드백 믹서로 나눌 수 있다. 피드백 믹서방식(feed back mixer type)은 구형 FBM과 신형 FBM이 있지만 구조와 연료공급 계통은 거의 동일하고 제어방법이 기계식인지 전자제어식인지가 다를 뿐이다. 전자제어 FBM(신형 FBM)은 기계식보다는 유해배출가스를 더욱 줄이면서 적정한 공기연료 혼합비를 공급해 주는 장치이다. 전자제어 유니트는 여러 센서로부터 신호를 받아 믹서에 부착되어 있는 솔레노이드 밸브와 연료 컷 밸브를 적절히 작동시켜 공기 연료 혼합비를 조절해 준다. 연료는 LPG봄베이서 가압되어 송출밸브를 거처 LPG 필터에 의해 이물질이 여과된 후 긴급 차단 솔레노이드 밸브로 전달된다. 긴급 차단 솔레노이드 밸브는 ECU의 전기신호에 따라 전자석에 의해 연료통로를 여닫게 된다. 솔레노이드 밸브를 통과한 액상의 LPG는 베이퍼라이저에서 감압되고 액체에서 기체로 변하게 된다. 기체상태의 LPG는 일정한 압력으로 조정되어 메인 듀티 솔레노이드 밸브나 스타트 솔레노이드 밸브에 공급되고, ECU의 지시에 따라 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 엔진의 운전조건에 맞는 연료량이 믹서로 공급된다. 믹서는 연료와 공기를 혼합시키고, 혼합기는 실린더 내로 유입하게 된다.

 

FBM방식의 전자제어에 대하여 알아보자.

센서부(입력신호)	제어부(ECU)	구동부(출력 액추에이터)
산소 센서	공연비 제어	메인듀티 솔레노이드
냉가수온 센서	점화시기 제어	슬로우 듀티 솔레노이드
흡기온도 센서	아이들 회전수 제어	슬로우 컷 솔레노이드
스로틀 포지션 센서	연료차단 제어	공회전 콘트롤 액추에이터
크랭크각 센서	배기가스재순환 제어	자기진단
엔진회전수	액 기상 전환	스타트 솔레노이드
맵 센서
전원전압
P/S SW
인히비터 스위치

 

2. 분사빙식

LPG 분사방식에는 크게 기체 분사방식, 액체 분사방식, 실린더 내 직접 분사방식으로 나눌 수 있으며, 기체분사방식과 액체분사방식은 모두 싱글포인트 분사방식(SPI)과 멀티 포인트 분사방식(MPI)이 있다. SPI는 배기가스 특성이 MPI에 비해 떨어지고 실린더 내 직접 분사방식과 멀트포인트 액체 분사방식(MPLI)이 주로 사용되고 있다. 현재 국산 LPG 승용차의 LPI(혹은 LPLI라고도 함) 방식은 모두 MPLI 방식이다. LPG 액상 분사방식은 믹서방식과는 달리 연료탱크의 LPG 연료펌프에 의해 5~15 bar의 고압으로 송출하여 직접 인젝터를 통하여 분사하는 방식으로 가솔린 엔진과 비슷한 구조로 되어 있다. 따라서 분사방식(LPI) 전자제어 믹서방식(신형 FBM)과 제어목표는 같아 측정센서나 제어방식은 비슷하지만, 연료 공급량과 분사시기를 보다 정밀하게 제어할 수 있어 FBM보다 냉시동성, 연비, 출력이 향상되고 유해 배출가스 양이 적어 엄격한 배기가스 규제강화에 대응할 수 있으나, 가솔린 자동차에 비하여 출력이 약간 저하되고 겨율철에 냉시동성의 저하가 단점으로 지적되고 있다.