• 제목/요약/키워드: 직접분사식 엔진

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대형 직접분사식 CNG기관의 희박한계 확장에 관한 연구 (A Study on Expansion of Lean Limit for Heavy-Duty DI Engine with Compressed Natural Gas)

  • ;이광주;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.735-740
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    • 2011
  • 본 연구에서는 직접분사식 CNG기관의 희박한계를 보다 확장하여 고효율 및 저배기 공해를 실현시키고자 실린더 내에 고압의 천연가스를 직접분사함과 동시에 흡입과정 중 흡기관 내에 소량의 저압천연가스를 보조분사하는 경우의 희박한계 확장 및 제반특성에 대해 검토하였다. 그 결과, 흡기보조분사가 없을 경우 희박한계가 ${\lambda}$ = 1.4 까지였으나, 흡기보조분사율이 5~15% 정도에서는 희박한계가 ${\lambda}$ = 1.5 까지 확장되었다. 이는 흡기보조분사에 따른 혼합기의 혼합율 향상에 기인한 것으로 해석하였다. 연소기간은 줄어들었지만, 흡기보조분사의 효과는 주연소기간에서 조기연소기간보다 강하게 나타났다.

직접분사식 희박연소 LPG엔진에서 흡배기 밸브시기가 연소 및 배기특성에 미치는 영향 (Effects of Intake and Exhaust Valve Timing on Combustion and Emission Characteristics of Lean-Burn Direct-Injection LPG Engine)

  • 박철웅;김태영;조시현;오승묵
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권1호
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    • pp.45-51
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    • 2015
  • 최근 강화되는 연료소비율과 배기 규제에 대응하기 위해 자동차용 엔진에 다양한 신기술들이 적용되고 있다. 직접분사식 희박연소 엔진은 안정적인 성층혼합기 연소를 통해 연료소비율 및 배출가스 개선이 가능하지만 과잉공기 조건에서 상대적으로 높은 수준은 질소산화물의 배출은 해결되어야 할 과제이다. 본 연구에서는 직접분사식 희박연소 LPG 엔진에서 가변 밸브 기구를 이용한 흡기 및 배기밸브 시기의 변경이 엔진의 성능 및 배출가스에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 스로틀링을 하지 않은 부분부하 운전 조건에서 흡기밸브 열림 시기의 진각은 공기과잉률의 증가에 의한 질소산화물 배출 증가에 원인으로 작용하였다. 배기밸브 열림 시기를 진각할 경우 팽창일 감소와 펌핑손실 증가에 의해 연료 소비율이 악화되었다.

직접분사식 가솔린 엔진의 분사전략 변경 및 EGR 적용을 통한 배기저감에 관한 연구 (Study on Emission Reduction with Injection Strategy and Exhaust-Gas Recirculation in Gasoline Direct Injection Engine)

  • 박철웅;김홍석;우세종;김용래
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권3호
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    • pp.335-342
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    • 2012
  • 자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

연소제어인자의 변화에 따른 직접분사식 초희박 LPG엔진의 연소특성 연구 (Study of Combustion Characteristics with Variations of Combustion Parameter in Ultra-Lean LPG Direct Injection Engine)

  • 박윤서;박철웅;오승묵;김태영;최영;이용규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권6호
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    • pp.607-614
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    • 2013
  • 오늘날 전 세계의 자동차 회사들은 연비를 향상시키고 배기가스를 저감시키기 위해 다양한 기술을 개발하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 연료제어의 정확도를 향상시켜 연소 효율을 극대화하고 초희박 연소를 통해 연비를 향상 시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 따라서 기존 가스엔진에 초희박 직접분사 기술을 적용한 초희박 LPG 직접분사 엔진을 개발하기 위해 $2{\ell}$ 급 MPI 엔진을 베이스 엔진으로 실린더 헤드를 재설계하였다. 재설계된 헤드는 초희박 연소를 구현하기 위해 인젝터와 점화플러그가 헤드 중앙에 장착되는 분무유도방식 연소시스템을 적용하였다. 연료 분사 압력별 연료 분사 시기와 점화 시기의 변경을 통해 연료 소비율과 연소 안정성을 측정하였으며 이를 통해 최적연료 분사시기와 점화시기를 선정하였다.

직접분사식 가솔린 엔진에서 분할분사 및 배기가스 재순환의 효과 (The Effects of Split-Injection and EGR on the Combustion Characteristics of a DISI Engine)

  • 문석수;최재준;;배충식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.144-152
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    • 2006
  • Split injection has been known to reduce total hydrocarbon (THC) emission level and increase engine performance under certain operating conditions 1, 2). Exhaust Gas Recirculation (EGR) is a common technique adopted for nirtric oxides (NOx) reduction by the dilution of intake air, despite a sacrifice of simultaneous increase in THC and decrease in engine performance3). Thus, using split injection with adequate EGR may improve the emission level of UBHC, NOx and the engine performance compared to that of single-injection with or without EGR cases. The purpose of this study is to investigate the engine performance and emission levels at various engine operating conditions and injection methods when it is applied with EGR. The characteristics of single-injection and split-injection were investigated with various engine loads and EGR rates. The engine speed is changed from 800rpm to 1200rpm to investigate how the combustion characteristics are changing with increasing engine speed.

성층희박연소 운전조건에서 분사압과 분사시기에 따른 분무유도식 직접분사 가솔린엔진의 연소특성 (Effect of Injection Pressure and Injection Timing on Combustion Characteristics of Spray-Guided Direct-Injection Spark-Ignition Engine under Lean Stratified Combustion Operation)

  • 오희창;이민석;박정서;배충식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권10호
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    • pp.981-987
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    • 2011
  • 단기통 직접분사 가솔린엔진의 성층연소 조건에서 연소실험을 수행하였다. 각 분사압조건마다 실화가 발생하지 않는 성층연소가능 분사시기영역이 존재하였으며 이는 혼합기 형성과정의 분위기압에 따른 영향으로 판단하였다. 연소효율은 분사시기를 지각할수록 증가하며 32~28 CAD BTDC에서 최대값을 갖고 이후 감소하는 경향을 보였고 분사압이 높을수록 높은 연소효율이 나타났다. 이러한 연소효율의 경향은 IMEP와 다른 경향을 보였으며 그 이유는 높은 연소효율 조건에서 연소상이 진각되어 음의 일이 증가하였기 때문으로 판단된다. Smoke의 배출은 분사시기가 지각됨에 따라 증가하였으며 높은 분위기 압에서 국부적으로 농후한 영역이 증가하였기 때문으로 생각된다. NOx 배출도 분사시기를 지각함에 따라 감소하였으며 연소상의 지각으로 최대 연소실압력과 온도가 감소하였기 때문으로 생각된다.

직접분사식 가솔린엔진의 분사 비율에 따른 연소특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Combustion according to Injection Strategy in DISI Engine)

  • 인병덕;박상기;이기형
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.68-76
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    • 2012
  • Recently, the important issues of gasoline engine are to reduce the fuel consumption and emission. Thus, many researchers are studying the technology to solve these problems. One approach of these issues is to achieve homogeneous charge combustion and stratified change combustion with various injection strategy. In this study, the combustion characteristics of DISI engine accrding to injection strategy were examined. The effect of injection timing on lean limit A/F were investigated using dual DISI single cylinder. The results show that the engine operation region of dual DISI type engine is larger than that of PFI and DISI type engine cases. Especially, late injection is very effective to extend the operation region more than any other injection timings. In addition, the results show that when the DISI injection ratio is increase, leam limit A/F is improved. It means that the dual injection system car meet with emission regulations and reduce the fuel consumption. Also, combustion pressure of dual injection system is much higher than PFI and DISI injection.