Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권1호
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pp.53-59
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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.
It is investigated of the DME spray characteristics about varied ambient pressure and fuel injection pressure using the common rail fuel injection system when the nozzle holes diameter is varied. The common rail fuel injection system and fuel cooling system is used since DME has compressibility and vaporization in atmospheric temperature. The fuel injection quantity and spray characteristics were measured. The spray was analyzed of spray shape, penetration length, and spray angle at the six nozzle holes. The 2 types injector were used, the one was 0.166 mm diameter the other one was 0.250 mm diameter. The ambient pressure which is based on gage pressure was 0 MPa, 2.5 MPa, and 5 MPa. The fuel injection pressure was varied by 5 MPa from 35 MPa to 70 MPa. When using the converted injector, compared to using the common injector, the DME injection quantity was increased 127 % but it didn't have the same heat release. Both of the common and converted injector had symmetric spray shapes. In case of converted injector, there were asymmetrical spray shapes until 1.2 ms, but after 1.2 ms the spray shape was symmetrical. Compared with the common and converted injector, the converted injector had shorter penetration length and wider spray angle than the common injector.
Recently, exhaust gas regulation has been gradually strengthened due to depletion of fossil fuels and environmental problem like a global warming. Due to this global problem, the demand for eco-friendly vehicle development is rapidly increasing. A clean diesel vehicle is considered as a realistic alternative. The common-rail fuel injection system, which is the key technology of the clean diesel vehicle, has adopted injection strategies such as high pressure injection, multiple injection for better atomization of the fuel. In addition, the emission regulations in the future is expected to be more stringent, which a conventional engine is difficult to deal with. One of the way for actively proceeding is the study of alternative fuels. Among them, the bio-diesel has been attracted as an alternative of diesel. So, in this study, spray characteristics of bio-diesel was analyzed in the common-rail fuel injection system with three injectors driven by different operating mechanism.
차량에 사용되는 주엔진은 부하영역 전체에서 효율을 증가시키기 위해 커먼레일 디젤엔진을 사용하고 있다. 그러나, 발전기용 엔진은 아직도 기계적 구성엔진으로 캠으로 구동되는 연료분사밸브가 사용되어지고 있다. 또한, 발전기용 엔진 대부분은 50%이하의 부분부하가 적용되고 있다. 따라서, 전부하에 세팅된 차량용 디젤엔진을 부분부하에서 효율적인 운전을 하기 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구에서는 시설물에 사용되는 엔진발전기의 운용특성을 파악하여 연료분사시기를 재조정함으로서 부분부하 연료소비율을 개선시킨 결과를 연구하고자 한다.
GDI fuel rail is component of GDI system which directly fuel with high pressure in the engine combustion chamber. And it is required to high strength and dimensional accuracy. Multi roll-die drawing process consists of the idle roll-die and drawing die in tandem. In the course of drawing with roll-die, deformation takes place between the idle roller pair or pairs. The friction force decreases with the idle roll-die, enabling the reductions to be risen in one step. In this study, the caliber of 4-roll was designed into pass schedule that made the draw force at the exit of the drawing die be equal. In order to compensate for over-filling area, the roll caliber was modified using the result of FE-analysis. The results of FE-analysis and experiment show that the proposed design method can be used to effectively design the multi roll-die process, leading to an accurate shape and correct dimensions of the final within an allowable tolerance of ${\pm}0.08mm$. Furthermore, the productivity was evaluated by comparing with multi roll-die drawing process and conventional multi shape drawing process. The result was confirmed that it has an efficiency of about 2 times than conventional process in terms of time.
Spray characteristics of conventional diesel fuel and bio-diesel fuel(methyl-ester of soybean oil) were compared, in terms of spray tip penetration and spray angle, by using a commercial high pressure common rail injection system for light-duty DI Diesel engines. The experiments were carried out under the non-evaporating condition at ambient density(8.8, $15.6 kg/\textrm{m}^3$) and injection pressure(75, 135 MPa). The experimental method was based on a laser sheet scattering technique. Spray tip penetrations of bio-diesel fuel were longer, on the whole, than those of conventional diesel fuel, except for lower injection pressure(75 MPa) under lower ambient density$(8.8 kg/\textrm{m}^3)$. But spray near angle and spray far angle of bio-diesel fuel were smaller than those of conventional diesel fuel, implying spray angle is related to the growth rate of spray tip penetration. The experimental results of spray tip penetration agreed well with the calculated values by the Wakuri et al.'s correlation based on the momentum theory.
DME spray characteristics were investigated about varied ambient pressure and fuel injection pressure using the DME common rail fuel injection system when the nozzle holes diameter is varied. The common rail fuel injection system with DME cooling system was used since DME has properties of compressibility and vaporization in atmospheric temperature. The fuel injection quantity and spray characteristics were measured. The spray analysis parameters were spray shape, penetration length, and spray angle at six nozzle holes. Three types of injector were used, the nozzle holes diameter were 0.166 mm (Injector 1), 0.250 mm (Injector 2), and 0.250 mm with enlargement of orifice hole from 0.6 mm to 1.0 mm (Injector 3). The fuel injection pressure was varied by 5MPa from 35 to 70MPa when the ambient pressure was varied 0, 2.5, and 5MPa. When using Injector 3 in comparison to the others, the DME injection quantity was increased 1.69 ~ 2.02 times. Through this, it had the similar low heat value with diesel which was injected Injector 1. Among three types of injector, Injector 3 had the fastest development velocity of penetration length. In case of spray angle, Injector 2 had the largest spray angle. Through these results, only the way enlargement the nozzle holes diameter is not the solution of DME low heat value problem.
본 연구 대상인 발전기용 커먼레일 디젤엔진은 폐엔진을 재제조한 것으로서 폐엔진의 연료분사시기는 차량 운전조건에 적합하도록 설정되어 있다. 그러나 발전기용 엔진은 회전속도가 일정하고 주로 부분부하에서 운전된다. 따라서, 발전용 엔진에 적합한 연료분사시기의 변경이 필요하고 이러한 변경에 필요한 비용과 시간은 가능한 최소화시켜야 한다. 본 연구에서는 이에 적합한 연료분사시기 변경을 적용하였으며 실제 제작에 따른 시행착오를 줄이기 위해 선행적으로 엔진성능 수치해석을 도입하였다. 해석결과, 발전기용 엔진에 적합한 연료분사시기 변경에 따라 연소 효율성을 높아져서 성능 및 연비가 증가함을 확인하였다.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제6권3호
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pp.56-59
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2005
Aluminum alloy casting is gaining increased acceptance in automotive and electronic industries and especially, squeeze casting is the most efficient method of mass manufacturing of such parts. In this study, the microstructures and mechanical properties of Al-7.0Si-0.4Mg(AC4C) alloy fabricated by squeeze casting process for development of fuel system parts (fuel rail) are investigated. The microstructure of squeeze cast specimen was composed of eutectic structure aluminum solid solution and $Mg_2Si$ precipitates. The tensile strength of as-solid solution treatment Al-7.0Si-0.4Mg alloy was 298.5MPa. It was found that Al-7.0Si-0.4Mg alloy had good corrosion resistance in electrochemical polarization test.
Alumium alloys casting are gaining increased acceptance in the automotive and electronic industeries and squeeze casting is the most efficient method of manufacturing such mass produced parts. This study has been investigated the microstructures and mechanical properties of Al-7.0Si-0.4Mg (AC4C) alloy fabricated by squeeze casting process for development of Fuel system Parts (Fuel rail). The microstructure of squeeze casted specimen were composed of eutectic structure Alumimim solid solution and $Mg_2$Si precipitates. The tensile strength of as-solid solution treatment Al-7.0Si-0.4Mg ahoy revealed 298.5MPa. It was found that Al-7.0Si-0.4Mg alloy have good corrosion resistance in electrochemical polarization test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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