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디젤 엔진 연료 분사 펌프 캐비테이션 현상의 가시화 연구

Optical Observation of Cavitation Phenomena in Diesel Fuel Injection Pumps

  • 류승협 (현대중공업 제품개발연구소 시험평가연구실) ;
  • 김동훈 (현대중공업 제품개발연구소 엔진연구실) ;
  • 김병석 (현대중공업 제품개발연구소 엔진연구실) ;
  • 박태형 (현대중공업 제품개발연구소 엔진연구실)
  • 투고 : 2010.12.06
  • 심사 : 2011.04.05
  • 발행 : 2011.05.31

초록

중속 디젤 엔진에 적용된 연료 펌프의 스필 포트 및 플런저 벽면에서 발생하는 캐비테이션 손상 원인을 규명하기 위해, 연료 펌프의 스필 포트 내부에서 일어나는 캐비테이션 유동 현상에 대한 가시화를 수행 하였다. 이를 위해 기존 연료 펌프를 개조하여 사파이어 가시창을 제작, 설치하고, 고속 카메라와 Nd-YAG 레이져 및 산업용 내시경을 이용한 다양한 가시화 방법을 모색하였다. 취득한 영상의 분석 결과 연료의 분사 과정 동안 네 가지 형태의 특징적인 캐비테이션 현상이 목격되며, 특히 연료 압송 과정의 종료 직전과 직후 에서 발생하는 분수 형태와 제트 형태의 캐비테이션이 손상의 지배적인 원인으로 판명되었다.

Cavitation phenomena during the spill process of the Bosch type fuel injection pump for medium-speed diesel engine were investigated by optical observations. Typically, these phenomena can cause a surface damage with material removal or round-off at the plunger and barrel port etc., and may shorten their expected life time. The images, which were recorded with high speed CCD camera and borescope, show that the plunger damage is mainly affected by fountain-like cavitation generated before the end of delivery. And the damages of barrel port and deflector are caused by jet-type cavitation generated after end of delivery.

키워드

참고문헌

  1. Frederick G. Hammit, Cavitation and Multiphase Flow Phenomena, Mcgraw-Hill, 1980
  2. M. Miyake, T. Biwa, S. Mizuhara, M. Takahashi, "Experiences with cavitation problems on MITSUI diesel engines", Proceedings of the 16th International Congress on Combustion Engines, Diesel Engine Papers, vol. 2, Oslo, NO, Jun3-7, 1985, Congress International des Machines a Combustion (CIMAC), 1985
  3. Horst Rulfs and Matthias Wohnke, "Cavitation Phenomena in Fuel Injection Pumps", Proceedings of the 22nd International Congress on Combustion Engines, Diesel Engine Papers, vol. 4, pp 1093-1102, Copenhagen, DK, May 18-21, 1998, Congress International des Machines a Combustion (CIMAC), 1998
  4. P.Herzog and TH. Stipek, "Studies on Heavy Fuel Operated Injection pumps", Proceedings of the 14th International Congress on Combustion Engines, Diesel Engines, pp 1-15, Helsinki, FI, 1981, Congress International des Machines a Combustion (CIMAC), 1981

피인용 문헌

  1. A numerical analysis of the delivery pressure wave in a 210-kW/cyl fuel injection pump for medium-speed diesel engines vol.40, pp.4, 2016, https://doi.org/10.5916/jkosme.2016.40.4.295
  2. Comparison of Performance of Fuel Injection Pump for L28/32H Middle Speed Diesel Engine vol.22, pp.3, 2018, https://doi.org/10.9726/kspse.2018.22.3.005