* 개발목적

휘발유보다 힘 좋고 유해 배출가스도 내뿜지 않는 디젤엔진은 없을까?
환경문제가 21세기 자동차기술의 핵심과제로 떠오르면서 값싼 디젤연료를 효율적으로 활용하는 방안들이 다양하게 연구되고 있다.  이에 따라 디젤 승용차가 보편화된 유럽에서는 최근 저연비.고출력.무공해 등을 동시에 만족시키는 엔진 개발에 주력해 왔다. 커먼레일은 직접분사식 디젤엔진을 뜻하는 말로써, 디젤 차량에 대하여 향후 엄격한 배출가스 규제(EURO III & IV) 만족 및 좀더 향상된 연비 제공을 위하여 업체들은 고압연료 분사 시스템인 커먼레일을 개발해 왔다.


* 커먼레일 엔진이란?

커먼레일은 직접분사식 디젤엔진(Common Rail Direct Injection Engine)을 뜻하는 말이다.
이 방식은 혼합기를 분사하는 기존 엔진과 달리 연료가 실린더로 직접 공급돼 연소효율을 획기적으로 개선한 기술이다. 직접 분사된 연료가 실린더 안에서 고른 폭발력을 가지려면 기체상태에 가까운 고압을 유지해야 한다. 이같이 압축된 연료의 고압을 유지하는 인젝션이 커먼레일 인젝션으로 모든 엔진동작상태에 따른 적정한 연료압력의 유지가 가능하다.


  
* 커먼레일의 구성요소
고압펌프(Quantity-controlled high-pressure pump)
커먼레일(Common rail)
압력조정밸브(Pressure-control valve)
압력센서(Pressure sensor)
인젝터(Injectors)
전자제어 유닛(ECU)
기타 센서와 액튜에이터(Further sensors and actuators )

*커먼레일의 장점

-배출가스의 감소
커먼레일 장치는 분사연료를 완전연소에 가깝게 소모시켜 각종 유해 배출가스를 억제할 수 있다.
동일 NOx 수준을 유지하면서 CO2 20%, CO 40%, HC 50% & 입자상 배출물을 60% 까지 줄일수 있고, EURO III & US98를 만족하기 위하여 메인 인젝터 전/후에 분사를 함으로 인하여 NOx를 줄일수있다.

-연비향상
기존의 로타리 펌프를 사용하는 엔진에 비하여 A/F를 최대화하여 20% 정도의 연비향상을 이룰수 있다.

-성능 향상
분사압력은 엔진속도 및 부하 조건과 무관하기에 저속에서 부하가 많이 걸릴때는 고 분사압력가 가능하므로 기존에 사용되는 일반적인 디젤엔진보다 저속에서 토크 50% 향상 및 출력 25%의 증가를 얻어낼수 있음.

-운전성 향상
지금까지 디젤엔진의 특징이라고 불리우던 진동,소음을 파이롯트 분사의 도입으로 인하여 획기적으로 줄임으로서 운전하는데 보다나은 안락감을 얻을수 있으며, 가솔린 엔진과 같은 느낌을 받을수 있음.

-컴팩트한 설계 & 경량화
인젝터를 컴팩트화 하여 2밸브 및 4밸브 적용가능하며 기존의 디젤엔진에 비하여 약 20Kg의 중량절감이 된다.

-모듈라 시스템
전자적으로 각 엔진 실린더별로분사가 가능하므로 시스템이 모듈화가 가능하며 3,4,5,6 실린더 엔진의 적용이 가능하다. 엔진의 큰 변경없이 컨벤셔널한 인젝션 장착을 커먼레일 시스템으로 대체가능하다.


* 업체 적용동향
유럽 및 일본메이커들은 커먼레일엔진을 현재 기술로서 저공해규제와 연비를 함께 만족시킬 수 있는 유일한 대안으로 보고 있다. 이 분야 선두주자인 벤츠는 이미 C-CLASS 및 E-CLASS차량에 장착하고 있으며 폴크스바겐도 초저연비 신모델 루포에 적용했다. BMW, 도요타 등도 주력모델에 이 시스템을 장착했다. 이들 메이커는 대부분 직분사 효율을 고려해 1.2, 1.9.2.0l 등 소형엔진에 이 기술을 쓰고 있다. 대부분의 커먼레일엔진은 최적의 분사시기와 패턴을 조절하기 위해 실린더 당 4개의 밸브를 달았다.

*개발업체
LUCAS, BOSCH

*적용차종
씨트로엔(CITROEN Xantias)
메르세데스 벤쯔(Smart Pulse, A-160, A-170, C-CLASS, E-CLASS, M-CLASS)
베엠베(BMW 3,5,7 SERIES)
아우디(AUDI A8)
푸조(Peugeot 406, 607)
르노(Megane Scenic Laguna)
알파로메오(145,146 156,166)
피아트(Punto 1.9S)
폭스바겐(2.5 V6)
도요타(L4 1.4, 2.0, 3.0L)
이스즈(1.7, 2.5, 3.0L)
마쓰다(2.0L)