• 제목/요약/키워드: Multi-ignition

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LPG 액체분사엔진의 공연비제어에 관한 기초 연구 (A Fundamental Study of Air-Fuel Ratio Control on LPG Liquid Injection Engines)

  • 심한섭;선우명호;송창섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.80-87
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    • 2002
  • Liquefied petroleum gas (LPG) is used in spark ignition (SI) engines. Fuel injection rate of an injector is affected by fuel temperature and pressure in LPG liquid injection systems for either a multi-point-injection (MPI) or a direct injection (DI) engine. Even fuel injection conditions are varied, the air-fuel ratio should be accurately controlled to reduce exhaust emissions. In this study, a correction factor fur the fuel injection rate of an injector is derived from density ratio and pressure difference ratio. A compensation method of injected fuel amount is proposed for a fuel injection control system. The experimental results for the LPG liquid injection system in a SI engine show that this system works well fur a full range of engine speed and load condition, and the air-fuel ratio is accurately controlled by the proposed correction factor.

실린더 압력을 이용한 SI엔진의 페루프 점화시기 제어에 관한 연구 (SI Engine Closed-loop Spark Advance Control Using Cylinder Pressure)

  • 박승범;윤팔주;선우명호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권9호
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    • pp.2361-2370
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    • 2000
  • The introduction of inexpensive cylinder pressure sensors provides new opportunities for precise engine control. This paper presents a control strategy of spark advance based upon cylinder pressure of spark ignition engines. A location of peak pressure(LPP) is the major parameter for controlling the spark timing, and also the UP is estimated, using a multi-layer feedforward neural network, which needs only five pressure sensor output voltage samples at -40˚, -20˚, 0˚, 20˚, 40˚ after top dead center. The neural network plays an important role in mitigating the A/D conversion load of an electronic engine controller by increasing the sampling interval from 10 crank angle(CA) to 20˚ CA. A proposed control algorithm does not need a sensor calibration and pegging(bias calculation) procedure because the neural network estimates the UP from the raw sensor output voltage. The estimated LPP can be regarded as a good index for combustion phasing, and can also be used as an MBT control parameter. The feasibility of this methodology is closely examined through steady and transient engine operations to control individual cylinder spark advance. The experimental results have revealed a favorable agreement of individual cylinder optimal combustion phasing.

DME/천연가스 HCCI 기관의 연소특성(기통 간 불균형과 EGR의 영향) (Combustion Characteristics of HCCI Engine Fueled DME and Natural Gas(Unbalance of Cylinder-to-Cylinder and Effect of EGR))

  • 정석호
    • 동력기계공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.13-18
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    • 2010
  • HCCI engines fueled DME and natural gas have been studied on single-cylinder engine due to availability of reducing on $NO_X$ and PM simultaneously without deteriorating into high thermal efficiency, and thus it is clarified that higher maximum engine load is achieved as DME equivalence is smaller. In this study, combustion tests were accomplished on multi-cylinder engine for practical use of it. When minimum DME equivalence achieved maximum engine load on single-cylinder engine was applied to 4-cylinders engine, there was in unstable running condition that engine revolution fluctuated greatly and cyclically. It is the reason what misfire occurred intermittently with one the same as minimum DME equivalence on single-cylinder due to increase in energy for ignition at No. 1 cylinder with lower cylinder liner temperature. Maximum engine load was achieved by adopting EGR, though it decreased because of knocking at smaller engine load than single-cylinder due to increase in minimum DME equivalence.

HCCI 기관에 있어서의 층상 흡기를 통한 압력 상승률 저감에 대한 단위반응 수치 해석 (Potential of Thermal Stratification and Partial Fuel Stratification for Reducing Pressure Rise Rate in HCCI Engines)

  • 임옥택
    • 한국가스학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.21-28
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 온도 성층화와 농도 성층화의 효과가 HCCI 연소에서 압력상승률 저감과 배기가스에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 것이다. 2단계 열발생이 생기는 디메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 연료를 사용하였다. 수치계산은 멀티 존 모델과 상세 화학 반응 스킴을 이용하였다. 수치계산 결과, 온도 성층화와 농도 성층화는 연소기간을 길게 하여 압력상승률을 저감시키는 것을 확인하였다. 그러나 농도 성층화의 폭이 너무 커지면 오히려 일산화탄소와 질소산화물이 증가하였으며, 연소 효율은 감소하였다.

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HCCI 기관에 있어서의 층상 흡기를 통한 압력 상승률 저감에 대한 연구 (Potential of Fuel Stratification for Reducing Pressure Rise Rate in HCCI Engines)

  • 임옥택
    • 한국가스학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.7-14
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    • 2010
  • 본 연구에서는 자착화특성이 다른 DME와 n-Butane을 이용하여 다양한 흡기공급방식에 따른 HCCI엔진연소에서 압력상승률의 저감특성에 대하여 조사하였다. 연소실내부의 가스압력측정, 광학측정용 엔진을 이용한 화학발광법의 측정 그리고 화학반응수치계산을 통하여 연소실내부에서 각 국소부분의 연소특성을 파악하였다. 최대압력상승률은 DME와 n-Butane의 혼합 상태에 의해 결정되어진다. DME가 성층화되고 n-Butane이 균일하게 분포되진 조건에서 가장 많이 감소되는데 두 연료가 균일한 경우에 비해서 최대압력상승률은 0.25MPa/ms 로 저감되었고 CA50도 5deg 지각되었다.

1.4L 급 터보 CNG 엔진에서 흡기압력 상승에 따른 출력 증대 효과에 관한 연구 (Experimental Research on the Power Improvement by Increasing Intake pressure in a 1.4 L Turbocharged CNG Port Injection Spark Ignition Engine)

  • 이정우;박철웅;배종원;김창기;이선엽;김용래
    • 한국가스학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.90-96
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    • 2019
  • 셰일가스의 채굴량 확장과 러시아를 통한 PNG (Pipeline Natural Gas)의 도입은 천연가스가 유력한 대체 연료임을 시사해주고 있다. 따라서 향후 증대될 천연가스의 공급에 맞추어 해당 연료의 수요처 증대가 필수적인 상황이다. 이와 같은 상황에서 수송분야는 저탄소 기체 연료인 천연가스를 적용하기 적합한 분야이며, 이를 통해 이산화탄소와 입자상 물질 등의 유해 배기물질을 저감하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 천연가스는 자발화 특성이 낮고, 내노킹(Anti-knocking)성이 우수하기 때문에 전기점화 방식에 적합하다. 최근 가솔린 엔진은 연비 개선을 위해 연소실에 직접 분사하는 방식을 주로 채택하고 있으나,연소실 내로 액상 직분사를 하는 반면 천연가스의 경우 액상분사 혹은 고압 분사가 어렵다. 따라서 포트에 분사하는 방식을 사용하므로 동등 흡기압력에서 연료의 분율이 흡입공기의 체적을 대체하여 가솔린 직분 방식에 비해 출력이 저하되는 현상을 피할 수 없게 된다. 이에 본 연구에서는 터보차저를 천연가스 포트 분사 엔진에 적용하여 흡기 압력 상향을 통한 출력 보상을 도모하고자 하였다.그 결과 천연가스 적용 시 흡기압력을 기존 가솔린 대비 5-27 % 상향 시 가솔린 직분사 엔진과 동등 출력을 확보함과 동시에 향상된 제동 열효율을 확인 할 수 있었다.

뒷불 특성에 관한 실험방법 연구 (The Study on Experimental Method of Smoldering Ground Fire in Forest Fire)

  • 김동현;김장환;김응식
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.1-6
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    • 2010
  • 산불 형태 중에서 뒷불은 지표층 내부의 발화점 이상 온도가 분해층에서 부식층으로 전이되어 뒷불이 발생 할 수 있는 형태로 잠재적 위험성을 가지고 있다. 본 논문은 뒷불의 현장과 유사한 지표층 구조로 설정하여 실험을 통해 뒷불의 잠재적 위험성과 연소특성 규명을 목적으로 한다. 시료는 침엽수종 소나무 낙엽층과 활엽수종 굴참나무 낙엽층으로, 실제 산림내의 지표층 구조인 낙엽층, 분해층, 부식층로 구분하여 재현하였다. 8개의 열전대(K-type)를 층별 경계면과 그 사이에 배치하여 전이온도, 지속시간, 전파속도를 측정하였다. 결과적으로 F-H층으로 전이되는 경우와 전이가 일어나지 않은 경우는 L층과 F층 경계면의 발화조건이며, 유기물층의 뒷불 전이 임계습도는 35~44% 사이에 존재하며, 온도는 $350^{\circ}C$ 이상시 뒷불 전이가 일어날 확률이 아주 높다는 결론을 도출하였다. 본 연구에서는 다층구조의 뒷불 모델을 제시하였으며 이를 사용하여 훈소의 층간 전이현상, 함수율에 따른 발화여부, 전파속도 및 시간에 따른 경계면의 온도변화 등을 알 수 있었다. 또한 뒷불의 연소특성을 규명할 수 있는 실험방법을 확립하였다.

BOOST를 이용한 가솔린 기관 흡·배기 계통의 시뮬레이션에 관한 연구 (Study on the Simulation of the Intake and Exhaust Systems of a Gasoline Engine Using BOOST)

  • 이대권;윤건식;류순필;우석근;성활경
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.23-32
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    • 2013
  • This paper presents the simulation of the multi-cylinder 4-stroke cycle spark-ignition engine using a commercial simulation tool, AVL BOOST. Various models were examined to select the appropriate models that would best serve to analyze the main components of the intake and exhaust systems-the plenum chamber, the muffler and the exhaust manifold branch junction. For the plenum chamber and the muffler, the tank model and the pipe model were tested. In order to analyze the exhaust manifold branch junction, a complicated model which reflects the actual shape and involves pressure drops was compared to a simplified one. The results show that both the tank model and the pipe model are applicable with satisfying accuracies for the plenum chamber and the muffler. However, the tank model is more desirable in regards to convenience in modeling and efficiency in calculation. Though both the complicated model and the simplified model show satisfying accuracies for the exhaust manifold branch junction, the simplified model is recommended in regards to convenience in modeling and efficiency in calculation.

초폭굉속도 램가속기의 정상발진과 불발과정에 대한 수치해석 (Numerical Study of Normal Start and Unstart Processes In a Superdetonative Speed Ram Accelerator)

  • 문귀원;정인석;최정렬
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.123-132
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    • 2002
  • A numerical study was conducted to investigate the combustion phenomena of normal start and unstart processes based on ISL's RAMAC 30 experiments with different diluent amounts and fill pressures in a ram accelerator. The initial projectile launching speed was 1.8 km/s which corresponded to the superdetonative speed of the stoichiometric $H_2/O_2$ mixture diluted with 5 $CO_2$ or 4 $CO_2$. Experiments with same condition except for projectile surface material demonstrated that ignition was successful with an aluminum projectile, but no combustion was observed in case of a steel projectile. In this study, it was found that neither shock nor viscous heating was sufficient to ignite the mixture at a low speed of 1.8 km/s, as was found in the experiments using a steel projectile. However, we could succeed in igniting the mixtures by imposing a minimal amount of additional heat to the combustor section and simulate the normal start and unstart processes found in the experiments with an aluminum projectile. For the numerical simulation of supersonic combustion, multi-species Navier-Stokes equations coupled with a Baldwin-Lomax turbulence model and detailed chemistry reaction equations of $H_2/O_2/CO_2$ suitable for high-pressure gaseous combustion were considered. The governing equations were discretized by a high order accurate upwind scheme and solved in a fully coupled manner with a fully implicit, time accurate integration method. The numerical results matched almost exactly to the experimental results. As a result, it was found that the normal start and unstart processes depended on the strength of gas mixture, development of shock-induced combustion wave stabilized by the first separation bubble, and its size and location.

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2영역 모델을 이용한 EGR사용 직접분사식 디젤엔진의 Nox생성예측 (Prediction of Nitric Oxide Formation Using a Two-Zone Model in a DI Diesel Engine)

  • 김철환;이진호;전광민;이교승
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권3호
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    • pp.390-401
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    • 2000
  • In this study, numerical calculation is carried out to investigate the influence of injection timing, fuel amount, intake $O_2$ concentration, and EGR on Nitric Oxide(NO) formation using a two-zone model in a diesel engine. Results can be summarized as follows. The NO formation is very sensitive to the burned gas temperature, so multi-zone model must be applied to combustion process to predict the burned gas temperature exactly. Since the burned gas temperature increases rapidly during the premixed combustion, most NO is formed within 20 crank angle degrees after ignition. As the injection timing is retarded, the combustion occurs later in the expansion process which causes the decrease of burned gas temperature and, as a result, NO formation decrease. The increase of fuel amount results in the increase of earlier formation of NO in the engine. As the intake $O_2$ concentration increases, the maximum pressure and burned gas temperature increase due to activate combustion. And, [O] mole fraction of equilibrium combustion products also increase. Therefore NO exponentially increases. If exhaust gas is recirculated, the burned gas temperature decreases which results in NO decrease. If exhaust gas is cooled, more NO can be decreased.