• 동력기계공학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.5-11
• /
• 2011

디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.16-21
• /
• 2010

분사된 연료의 미립화(atomization), 증발(evaporation), 그리고 혼합기형성과정(mixture formation process)이 디젤엔진의 착화 및 연소특성에 영향을 미치기 때문에, 디젤엔진 내에 분사된 연료의 구조해석으로부터 일련의 과정, 즉 고압분사, 분열(breakup), 미립화, 그리고 주위기체의 난류 도입(entrainment)에 관한 연구$^{1-3)}$는 꾸준히 행해져왔다. 본 연구는 증발디젤분무의 구조해석으로부터 디젤충돌분무의 혼합기형성과정을 조사한다. 주위기체의 밀도는 실험변수로서 선택하였고, $5.0kg/m^3$에서 $12.3kg/m^3$까지 변화시켰다. 그리고 소형고속디젤엔진에 있어서 연료분사초기의 상태의 고온 고압 설정이 가능한 정적용기를 사용했다. 주위 온도와 연료분사압력은 각각 700K 및 72MPa로 일정하게 유지했다. 충동증발분무의 액상과 기상의 이미지는 엑시플렉스형광법으로 동시 계측하였다. 실험결과로서 주위기체의 밀도가 높을수록 충돌분무의 선단도 달거리가 주위기체의 항력으로 인하여 감소하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제13권4호
• /
• pp.63-74
• /
• 1989

디젤기관의 연료분사계는 연소실과 함께 디젤기관의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소의 하나로 이에 대한 이해는 디젤연소 규명에 있어서 매우 중요하다. 그러나 이분사계는 발화 및 완전연소에 필요한 무화, 공기의 이용율을 증가시키는 관통성 및 분포성등의 요건뿐만 아니라 요구되는 분사율, 2차분사 그리고 분사펌프와의 결합등의 많은 문제와 연관되어 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같이 복잡한 디젤기관의 연료분사계를 단순화시켜서 펌프측, 노즐측 및 분사파이프측의 세부분으로 나누어 모델링하여 해석함으로써 새로운 연료분사계의 개발을 위한 기초연구자료를 구하는 것을 목적으로 하였다. 분사파이프내의 압력과 분사계의 실험을 통하여 본 모델의 타당성을 검토하였으며 각 분사계에 있어서 분사량을 최대로 하는 분사파이프직경이 존재함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권1호
• /
• pp.53-59
• /
• 2011

디젤기관은 세계적으로 연료의 경제성 때문에 사용이 증가할 것이다. 그러나 NOx, 매연 등과 같은 배기가스를 배출한다. 본 연구는 커먼레일 연료분사 시스템에서, 연료온도, 분사 압력, 분사시간, 연료 점성에 따른 분무 특성을 실험하였다. 커먼레일 시스템에서, 디젤 연료는 분사 압력, 분사 시간에 따라 분무 형상이 다르다. 필터 압력은 연료 유동과 관련이 있는 연료 점성을 변화시키는 연료 온도에 영향을 받는다. 분무와 무화특성에 미치는 바이오 디젤 연료의 혼합율의 영향에 대해 많은 실험 조건에서 실험하였다. 바이오디젤 연료의 미립화 특성은 바이오 디젤 혼합비율이 증가하면 높은 점성 때문에 악화되는 것을 알았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.2573-2578
• /
• 2014

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤 기관에서 바이오 디젤 혼합 연료를 사용하여 예비 분사시기와 EGR율을 변화시켰을 때 연소 압력과 배기 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 예비 분사 시기와 EGR율은 디젤 기관의 연소 및 배기 배출 특성에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 기관 회전 속도 2,000rpm에서 바이오 디젤 혼합율 20%의 연료를 사용하여 예비 분사 시기와 EGR율에 다양하게 변화를 주어 실험을 하였다. 실험결과, 도시 평균 유효 압력은 예비 분사 시기가 상사점전 BTDC $10^{\circ}$에서 가장 높았으며, 연소 압력과 열 발생율은 동일 예비 분사 시기에서 EGR율에 비례하여 감소하였다. NOx배 출량은 예비 분사시기에 관계없이 EGR율이 증가할수록 큰 폭으로 감소하였으며, 매연(Soot)은 예비 분사 시기 BTDC $20^{\circ}$에서 가장 적게 배출되었다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.16-21
• /
• 2012

Biodiesel is technically competitive with or offers technical advantages over conventional petroleum diesel fuel. Biodiesel is an environmentally friendly alternative liquid fuel that can be used in any diesel engine without modification. In this study, to investigate the effect of fuel injection timing on the characteristics of performance with DBF in DI diesel engine. The engine was operated at five different fuel injection timings from BTDC $6^{\circ}$ to $14^{\circ}$ at $2^{\circ}$ intervals and four loads at engine speed of 1800rpm. As a result of experiments in a test engine, maximum cylinder pressure is increased with leading fuel injection timing. Specific fuel oil consumption is indicated the least value at BTDC $14^{\circ}$ of fuel injection timing.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제4권2호
• /
• pp.60-68
• /
• 1996

디젤 엔진의 분사연료를 연소실 내부에 마련된 작은 돌출부에 충돌시켜 액적을 작게 부수고 연료가 연소실 내부에 고루 분포할 수 있도록 하여 여러 가 지 엔진성능향상을 도모한 새로운 디젤 연소실 시스템이 최근 제시되고 있다. 이들 시스템은 피스톤 내부 혹은 엔진헤드 부위에 분사연료 충돌부를 두고 있는데, 여기에서는 이 새로운 시스템 개발에 있어 고려되어야 할 몇 가지 중요 요인들에 중점을 두어 분석하였다. 결과로서 분사압력, 사노즐크기, 주위공기 온도와 압력의 변화가 분무 평균입경과 분무연료의 분포에 미치는 영향을 제시하였다.

• 오토저널
• /
• 제18권6호
• /
• pp.33-39
• /
• 1996

최근 서울의 일부 지역에서는 오존 주의보에 의한 대기 오염의 수치가 발표되고 있어 이의 심각성이 대두되고 있다. 대기오염의 주범은 자동차이며, 자동차에서 주로 많이 배출되는 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC) 및 디젤자동차에서의 입자상 물질(PM: Particulate Matter)등이 대기환경에 미치는 영향이 크므로 이러한 물질의 저감에 대한 요구가 점차 강화되어가고 있다. 특히, 디젤 엔진이 가솔린 엔진에 비해 대기오염의 주원인이라는 편견이 일반적으로 널리 알려져 있지만, 이는 눈에 보이는 Black smoke에 대한 거부반응이 있다는 점이다. 실제로 디젤 엔진의 유해 배출 성분 중에서 NOx는 가솔린과 비슷한 수준이나 HC와 CO성분은 상당히 적게 배출되고 있다. 또한, 디젤 엔진은 연료 경제성 및 지구 온난화의 원인인 CO$_{2}$ 배출이 적다는 장점이 있으므로 디젤 엔진에서 많이 배출되는 성분으로서 입자상 물질(PM) 및 NOx를 줄이는 방안이 요구되고 있다. 이를 저감시키는 방법은 여러가지가 있으나 분사계 측면에서 전자제어식 고압 연료 분사가 요구되고 있으며 이의 개발 필요성에 대해서 논하기로 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제19권3호
• /
• pp.33-41
• /
• 1995

본 연구는 터보 과급기 부착 디젤 기관의 급가속 운전시 기관과 과급기의 과도 응답 성능을 규명하고 이를 개선하기 위한 실험을 수행하였다. 과도 응답 성능 구명은 일정한 회전 속도로 정상 운전중인 기관의 연료 펌프 랙을 10%에서 40%까지 일정 시간동안 급가속하였을 경우에 대하여 수행하였으며, 이때의 과급기 응답 지연 현상을 개선하기 위한 실험은 급가속과 동시에 압축기 출구의 흡기메니폴드 내에 일정한 압력의 공기를 추가 분사하는 방법을 이용하였다. 그리고 공기 분사 압력, 공기분사 기간, 가속률, 가속 시간 등이 압축기 출구의 압력과 온도, 터빈 입구의 압력과 온도, 실린더 압력, 기관과 과급기 회전 속도 등의 응답 성능에 미치는 영향을 가속전 정상 상태의 기관 회전 속도와 적용부하의 변화에 따라 시간의 함수로 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권5호
• /
• pp.603-608
• /
• 2012

요즈음 환경오염 문제와 대체에너지 문제에 관심이 증대되고 있다. 디젤기관은 일반적으로 육상과 해상에서 동력을 생산하는데 사용되고 있는데, 디젤기관의 연소특성과 배기배출물 특성은 기관의 운전시간이 증가함에 따라 연료계통의 마모와 연소실 주위상태의 변화로 달라진다. 본 논문은 약 20여년 사용한 디젤기관에 바이오디젤혼합유를 사용할 경우, 연소특성과 배기배출물 특성에 미치는 연료분사시기의 영향을 고찰하기 위하여 실험적으로 연구하였다. 실험기관의 원래 연료분사시기는 BTDC $22^{\circ}$ CA이었는데, 20여년 운전한 후에 연료소비율과 배기배출물 특성에 대하여 실험적으로 최적의 연료분사시기를 분석한 결과, BTDC $26^{\circ}$ CA로 변경되었음을 알았다.