보쉬 인젝터 분석용 측정 시스템 HDA 개발

보쉬(Bosch)가 인젝터 분석용 측정 시스템인 HDA(Hydraulischer Druck Anstieg, Hydraulic Pressure Increase Analyser)를 개발했다.

 

새로운 배기가스 규제에 대응하기 위해서는 연소실로 분사되는 연료가 보다 정확하게 측정되고 분석되어야 할 필요성이 대두되고 있다. 

 

HDA 분사 측정 시스템은 단분사(Single Injection)와 다분사(Multiple Injection)의 분사량(Injection Quantity), 분사율(Injection Rate)을 정량적 및 정성적으로 측정할 수 있다. 

 

이러한 측정법에 대한 개념은 이미 50여 년 전부터 존재했지만 고성능 컴퓨터 시스템의 등장으로 비로소 현실화 시킬 수 있었다.

 

HDA의 구조는 단순하지만 사용 범위는 다양하다. 밀폐된 공간에 연료를 분사하면 압력이 상승하는 원리가 HDA에 적용되어 있다. 압력은 분사량에 따라 비례적으로 상승하는데 로버트 보쉬의 특허가 적용된 이 작동원리로 유체의 특성을 음파측정법에 의해 보정할 수 있고, 특히 스테인리스 강철 재질을 사용함으로써 다양한 유체에 적용 가능하게 했다.

 

고성능 분석 컴퓨터를 사용함으로써, 자동으로 한 번에 10개까지의 다분사를 기록 및 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 분사율의 변화 또한 출력 및 저장 가능하다. 또한 HDA는 인젝터의 분사율 파형을 통해 분사가 시작될 때와 종료 될 때의 지연 특성까지도 분석 가능하다. 이러한 기능들을 살려서 인젝터와 노즐의 개발 초기 단계부터 특성 조사를 할 수 있게 되었다. 

 

HDA는 기계적으로 움직이는 부품이 거의 없으므로, 높은 강성을 자랑하며. 그 결과 HDA는 내구 시험과 저온 시험에서도 사용 가능하다. 하나의 시스템 테스트 벤치에 여러 대의 HDA를 장착하여 각 기통 별 분사량 및 분사율을 동시에 측정 하고 분석 할 수 있다.

 

HDA 는 독립적으로 사용할 수 있고, DLL(Dynamic Linking Library) 인터페이스를 통해 자동화 시스템과 연결하여 사용할 수 도 있다. 

 

이는 인젝터 맵(Injector Map)을 쉽고 빠르게 그려 낼 수 있도록 하는데, 예로 HDA는 전자식 신호에 맞추어 구동하는 인젝터의 유량특성을 동시에 측정할 수 있다.

 

여러 종류의 인젝터의 특성을 분석하기 위해서 현재까지 두 가지 사양의 HDA가 개발되어 있다. 승용차와 트럭용 인젝터 특성 조사에 적합한 HDA500은 500mg/injection까지 측정 가능하며, 대형 시스템 및 산업용 장비에 적합한 HDA5000은 5,000mg/injection까지 측정 가능하다. 현재 고용량의 모델을 개발 중이고 출시를 앞두고 있다.