특허 정보_디젤 냉시동관련

디젤 엔진의 냉시동 관련 특허 동향

저온에서는 엔진 시동에 관여하는 요소들이 그 능력을 제대로 발휘하지
못해 냉시동 때 여러 가지 문제가 발생하고 있다. 특히, 디젤 기관의
냉시동성이 휘발유 기관에 비해 떨어지는 것이 일반적인 사실이다. 이
분야에서의 특허출원은, 미국의 경우 디젤성분의 연소와 그 배기가스의
처리에 관한 기술분야에 집중되어 있고 국내의 경우에는 연소기관의
제어로, 보다 효과적으로 냉시동을 제어할 수 있는 응용 기술분야에
집중되어 있다

최강모「한국특허정보원 조사분석1팀」

자동차 엔진의 냉시동성 저하에 대한 문제는 오래전부터 언급되어
온 것이다. 저온에서는 엔진 시동에 관여하는 요소들이 그 능력을 제대로
발휘하지 못해 냉시동 때 여러 가지 문제가 발생하고 있다. 특히, 디젤
기관의 냉시동성이 휘발유 기관에 비해 떨어지는 것이 일반적인 사실이다.

최근 소형 트럭, 승용차, 소형 건설기계 등의 분야에 있어서도 고속
디젤기관을 널리 이용하게 되었고 앞으로 디젤 연료의 중질화 및 세탄가
저하의 경향 등을 고려할 경우 시동성의 확보는 더욱 중요한 문제가
된다. 이 글에서는 범위를 디젤 엔진으로 한정해 디젤 엔진의 냉시동과
관련된 특허기술의 출원 동향을 파악해 디젤 엔진의 냉시동에 대한 기술동향이
어떻게 변화해가고 있는지 간략히 알아본다.

디젤 엔진의 특성

디젤 엔진과 휘발유 엔진의 가장 큰 차이점은 사용연료에 따른 연소방식이다.
디젤 엔진은 압축착화방식이라고 해 연소실 내의 공기가 고압으로 압축되어
고온이 되었을 때 연료를 분사해 연소과정이 이루어지는 반면, 휘발유
엔진은 불꽃점화 방식으로 연소되므로 점화장치라는 별도의 전기장치를
가지고 있다.

따라서 디젤 엔진은 연소실 내의 공기온도를 고온으로 올리기 위해
높은 압축압력이 필요하게 되어 연소실을 구성하는 피스톤과 실린더,
흡배기 밸브와 실린더 헤드 등의 각 부품들 간의 밀착도가 휘발유에
비해 훨씬 강하다. 일반적으로 디젤 엔진의 압축비가 휘발유 엔진에
비해 2배 이상 높으며 이 압축비는 엔진의 진동, 소음에 많은 영향을
미치고 디젤 엔진이 휘발유 엔진에 비해 진동, 소음이 큰 것은 이런
이유다.

냉시동에 영향을 미치는 요소

1. 전기계통

배터리는 통상 엔진 크랭킹을 위한 전원으로 사용된다. 배터리 온도가
낮아지면 성능이 떨어지고 필요한 출력을 내기 위해 충전되는 능력 역시
감소한다. 이러한 배터리 출력 저하가 겨울철에 엔진 크랭킹 부하가
증가하는 것과 복합적으로 작용해 엔진 시동이 잘 안걸리는 원인이 된다.

(1) 저온 때 배터리 부하와 엔진부하 관계

저온 때에는 배터리의 전기출력이 급격하게 저하되는 반면 차의 엔진부하는
몇 배 상승한다.

- 납축전지는 납, 황산간의 반응에 의해 전기 출력(방전)하는 전기
화학장치이므로 저온 때에는 전기화학반응성이 떨어지게 되어 전기 출력이
저하된다.

- 저온 때 엔진의 윤활유 점도가 상승하게 되어 엔진의 소요부하가
증가한다.

(2) 배터리의 엔진 시동능력

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급방전 특성 : 배터리의 엔진 시동능력을 나타내는 대표적인 특성으로,
배터리의 온도와 전류, 충전상태 등에 의해 시동성이 변화한다. KS 규격에는
완전 충전상태의 배터리를 -18°C로 냉각시켜 엔진 시동 때의 전류에
가까운 저온시동 전류