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Simulation of the Effect of EGR Configuration on EGR Rate in a Passenger Diesel Engine with Two-Stage Turbocharger

2단 터보과급기 장착 승용디젤엔진에서 EGR 배열 방식이 EGR율에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션

  • 정진은 (한국기술교육대학교 기계정보공학부) ;
  • 노호종 (서한워너터보시스템즈 기술연구소) ;
  • 정재우 (자동차부품연구원 그린동력연구센터)
  • Received : 2010.10.08
  • Accepted : 2010.11.19
  • Published : 2010.11.30

Abstract

In this study, the simulations were carried out to show the effect of the EGR configuration in a passenger diesel engine with 2-stage turbocharger on the EGR rate. The AMESim and IFP Engine Library were used to make the program for the simulation. Three EGR configurations, HPL(high pressure loop), LPL(low pressure loop), and SLPL(semi low pressure loop), were considered. The EGR rate in the HPL and LPL EGR routes were 6.4% and 10.0% respectively but the rate in SLPL route was 18.0% and their air/fuel ratio for all three cases was 21. Therefore the SLPL EGR configuration may be positively considered in the design of the passenger diesel engine with 2-stage turbocharger.

본 논문에서는 승용디젤엔진에서 유해배출물을 저감시키는 동시에 고연비를 달성하기 위하여 2단 터보과급기와 EGR 장치를 장착한 디젤엔진에 대하여 EGR 배열 방식이 EGR율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 위하여 AMESim을 사용하였고 엔진 부품을 위하여 IFP Engine Library를 사용하였다. 고압, 저압, 반저압의 3가지 배열 방식이 고려되었다. 일반적으로 많이 사용되는 고압 방식과 저압 방식의 EGR 배열이 공연비 21에서 각각 6.4%, 10.0%의 EGR율을 보인 반면, 두 방식의 혼합형인 반저압 EGR 배열 방식의 EGR율은 18.0%의 값을 보였다. 따라서 2단 터보과급기와 EGR 장치를 장착한 엔진 설계시 엔진 성능과 유해배출물 발생량의 관점에서 반저압 방식 EGR 시스템이 적절함을 보였다.

Keywords

References

  1. Sylvan Saulnier et al, "Computational Study of Diesel Engine Downsizing using Two-Stage Turbocharging", SAE paper No. 2004-01-0929, 2004
  2. Yoshihiro Hotta, Minaji Inayoshi, Kiyomi Nakakita, Kazuhiro Akihama, Kazuhisa Inagaki, and Ichiro Sakata, "Reduction of exhaust emission from HSDI Diesel engine with increasing charging efficiency, EGR rate and injection pressure(First report)", JSAE 2006 Spring Conference, Paper No. 20065262, 2006
  3. IFP-Engine Library, Version 4.3, Imagine, 2005
  4. R. S. Benson and J. G. Svetnicka, "Two-Stage Turbocharging of Diesel Engines : A Matching Procedure and an Experimental Investigation", SAE Paper 740740, 1974.
  5. J. Chung, J. Kang, H. Lee, N. Kim, and D. Jeong, "Experimental Investigation on the 2- Stage VGT and EGR Application Charateristics on a Diesel Engine," KSAE09-A0058, 2009
  6. S. Langridge and H. Fessler, "Strategies for High EGR Rates in a Diesel Engine", SAE Paper 2002-01-0961, 2002.
  7. Seok Jae, Yoo and Wing Fai, Ng, "Influences of Mach Number and Flow Incidence on Aerodynamic Losses of Steam Turbine Blade", KSME, 2000