• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.11 no.6
• /
• pp.80-88
• /
• 1989

본 연구에서는 양산중인 배기량 2.4Liter, 간접분사방식의 소형 디젤엔진에서 연소방식을 직접 분사방식으로 연소계를 재설계하여, 간접분사방식과 직접분사방식에 따른 엔진성능상의 차이점을 비교 평가하고, 아울러 직접분사방식에서 연소실 형상과 연소 관련 주요 인자들의 변경시 엔 진성은에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 직접분사방식 엔진은 간접분사방식 엔진에 대해 동 일출력, 동일 Smoke 수준인 경우 10-15%의 연료소비 저감의 효과가 있고, 이에 따라 연소관련 부품의 열부하면에서도 유리하였으나, 소음 및 NOx 배출은 증가하는 것으로 나타났다. 직접분사 연소방식에서는 Deep Bowl 연소실 형태의 Cylindrical Type 과 Re-entrant Type 에서 연비와 Smoke 등을 고려한 최적 분사시기가 Re-entrant Type 에서 4.deg. CA정도 늦었으며, 각기 최적 분사시기에서 스옴, NOx를 비교한 결과 Re-entrant Type이 더 우수하였다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.16-22
• /
• 1987

직접분사식 디젤기관의 성능과 배기가스 문제에 여향을 주는 실린더 내에서의 연소형태는 크게 연료분사계와 흡입공기 유동계 두 가지에 의해 결정된다. 즉 분사율, 부사시기, 분무형태와 같은 분사계의 특성과 공기선회, 스퀴시(squish), 난류와 같은 공기 유동 특성에 의하여 연소형태가 결 정된다. 이러한 복잡한 연소형테를 기관 특성에 맞게 조정한다는 것은 대단히 어려운 문제인데 이것은 연료화 공기의 혼합이 연소실형상과 흡기계의 형상에 큰 영향을 받으며 연료가 액체 상 태로 연소실내로 들어와 분무과정을 통하여 증발이 되어야만 연소가 가능하기 때문이다. 특히 흡입공기 유동계에 있어서 현재의 직접 분사식 대젤기관의 흡입구 형상은 흡입공기의 운동에너 지에 모멘트를 가하여 연소실내에서 공기의 선희(swirl)를 발생시켜 줌으로써 연료와 공기의 혼 합기를 형성시키는 Helical type이 많이 이용되고 있다. 그러나 기관 성능과 배기가스 특히 NOx는 상반관계를 이루기 때문에 연소실내로 들어오는 흡입공기의 선희강도(swirl ratio)를 너무 강하게만 한다고 하여 좋은 결과를 얻을 수는 없다. 따라서 설계하고자 하는 각 기관에 있어서 요구되는 성능과 배기가스 문제를 만족하는 흡입공기의 선희강도가 얻어질 수 있도록 흡입구 형상을 설계한다는 것은 많은 연구와 경험이 요구되고 있다. 본 자료에서는 직접분사식 디젤기 관에 있어서 흡입공기의 최적 선희강도에 대한 설정방법과 흡입구 형상 설계를 위한 설계 이론 및 정상류 Rig test상에서의 흡입공기 선희강도의 평가방법을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1996.10b
• /
• pp.85-90
• /
• 1996

석탄 직접연소의 신기술인 Cyclone 연소기술은 환경오염저감 기술증의 하나로서, 고온 연소로 인해 회분이 연소실 내부에서 용융, 제거된 후 고온의 청정연소가스만 보일러로 유입된다. 또한 연소기의 fuel-rich 연소조건하에서 생성된 고온의 불완전연소가스는 보일러 입구에서 충분한 재연소공기를 공급함으로서 완전연소시킬 수 있으므로 적은 시설투자 비용으로 기존 오일이나 가스용 보일러를 석탄용으로 전환이 용이할 뿐만 아니라 이러한 다단 연소방식을 채택하여 NOx 제어도 가능하다는 이점이 있다. Cyclone 연소기술의 개발은 석탄의 청정연소 뿐만 아니라 그 기술을 토대로 석탄가스화, MHD 발전, 가연성 폐기물 소각등에도 활용할 수 있다. 따라서 국내 기술자립을 위해 실험용 Cyclone 연소기를 설계, 제작 및 연소실험을 수행한 결과, Peco-semi탄을 연료로 공급량 약 30 kg/hr, 공기비 약 1.0 일 때 탄소전환율은 약 95% 이며 회분제거율은 약 70%임을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1995.05a
• /
• pp.133-140
• /
• 1995

Cyclone 원리를 이용한 Slagging 연소기술은 접선방향으로 고속공급되는 연소용 공기에 의해 석탄입자가 연소실 벽면에 체류하면서 벽면연소가 이루어지며, 3중 선회 유동장의 형성으로 연료의 체재시간이 길며, 고온연소시킴으로서 석탄중의 회분을 연소기내에서 용융제거하는 석탄 직접연소의 신기술이다. 실험용으로 제작된 75 kW급 Slagging 연소기에서 Alaska subbituminous 탄으로 성능실험을 수행한 결과 탄소전환율이 95% 이상이며 회분의 용융제거 효율은 약 70%인 것으로 판명되었으며, 연료의 적용범위를 확대하기 위해 Roto탄, Ulan탄 및 Roto탄에 국내 무연탄인 장성탄을 20% 혼합한 혼합탄에 대한 연소실험과 Alaska탄 입자크기의 영향도 알아보았다. Slagging 연소기의 개발을 위해 소형 연소기 실험결과와 유동장 해석, Cold model test를 거쳐 현재 1MW급 연소기가 설계, 제작되어 실험하는 단계에 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.38 no.10
• /
• pp.837-844
• /
• 2014

Automotive manufacturers have recently developed various technologies for improving fuel economy and satisfying enhanced emission regulations. The ultra-lean direct injection engine is a promising technology because it has the advantage of improving thermal efficiency through the deliberate control of ignition. A conventional LPG engine has been redesigned to an ultra-lean-burn LPG direct injection engine in order to adopt combustion system of ultra-lean-burn. This study is aimed at investigating the effect of a change in the compression ratio on the performance and emission characteristics of a lean-burn LPG engine. The fuel consumption, heat release rate, combustion pressure, and emission characteristics are estimated depending on changing the effect of compression ratio. When the compression ratio is increased, it is difficult to improve the fuel consumption owing to an unstable combustion state, but the total hydrocarbon and nitrogen oxide emissions are reduced.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.35 no.10
• /
• pp.981-987
• /
• 2011

In this study, single cylinder engine experiment was carried out to investigate combustion characteristics spray guided direct injection spark ignition engine. In the result of engine experiment, it was shown that flammable window of injection timing was existed. The combustion efficiency increased with retarding injection timing, reaching a peak value, subsequent to decrease again. These results were likely due to the effect of ambient pressure on stratified-premixed mixture preparation. 150 bar injection pressure condition and retarded injection timing from the best combustion efficiency injection timing showed the highest IMEP value due to the advanced combustion phase of the maximum combustion efficiency condition. HC emission showed same trend of combustion efficiency, and smoke emission was increased as injection timing was retarded due to the increased locally rich area in the high ambient pressure. NOx emission showed decreasing trend as injection timing was retarded. This is likely due to the maximum in-cylinder temperature was decreased with retarded combustion phase.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.37 no.6
• /
• pp.607-614
• /
• 2013

Nowadays, automotive manufacturers have developed various technologies to improve fuel economy and reduce harmful emissions. The ultra-lean direct injection engine is a promising technology because it has the advantage of improving thermal efficiency through the deliberate control of fuel and ignition. This study aims to investigate the development of a spray-guided-type lean-burn LPG direct injection engine through the redesign of the combustion system. This engine uses a central-injection-type cylinder head in which the injector is installed adjacent to the spark plug. Fuel consumption and combustion stability were estimated depending on the ignition timing and injection timing at various air-fuel ratios. The optimal injection timing and ignition timing were based on the best fuel consumption and combustion stability.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.573-578
• /
• 2003

본 논문은 산업체에서 발생하는 휘발성 유기물질을 연소하는 직접연소기술에 선회연소 개념을 접목하여 개발된 Cyclonic recuperative thermal oxidation system의 연소성능 실험 결과이다. 기존의 recuperative system의 열효율이 75%로 regenerative thermal oxidation보다 낮아 운전비가 많이 소요되는 단점을 극복하기 위해 기존의 연소실에 cyclone 연소시스템을 적용하여 고효율화 시키고자 하는 것이 핵심이다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.39 no.1
• /
• pp.45-51
• /
• 2015

In order to meet the enforced emission regulations and reduce fuel consumption, various new technologies are employed in engines. The problem of NOx emissions under a lean mixture condition should be solved, because a lean-burn direct-injection engine can realize stable lean combustion with a stratified mixture, which results in improvements in fuel economy and emissions. This study investigated the effects of intake and exhaust valve timing changes on the performance and emission characteristics of a lean-burn LPG direct-injection engine. Under a partial-load operating condition without throttling, an increase in the intake valve opening led to an increase in NOx emissions due to an increase in the amount of excess air. The fuel consumption deteriorated with an increase in the exhaust valve opening due to a decrease in the expansion work and an increase in the pumping loss.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 2004.06a
• /
• pp.329-349
• /
• 2004