• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권2호
• /
• pp.137-143
• /
• 2012

현재 세계적으로 배출가스 규제 강화와 유가 상승으로 인해 가솔린엔진에서 배출되는 유해 배출 가스 저감기술 및 연비향상 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 가솔린 직접분사(GDI; Gasoline direct injection) 기술은 가솔린 연료를 직접 연소실에 분사하여 정밀한 연소제어를 통해 매우 희박한 혼합기에서도 고효율의 연소가 가능하게 함으로써 연비저감과 고출력을 동시에 만족할 수 있는 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 분무유도방식(spray-guided type)을 이용한 GDI 엔진을 개발하여 안정적인 희박연소를 구현하였다. 자주 사용되는 운전영역에서 연료분사시기의 TDC(Top dead center) 인근으로의 지각을 통하여 안정적인 희박연소를 구현하였으며, 다단분사를 적용하여 추가적인 연료소비율의 개선이 가능한 반면 탄화수소(THC)와 질소산화물($NO_x$)의 배출은 증가하고 CO의 배출은 감소되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권6호
• /
• pp.868-875
• /
• 2001

The objective of this study is to investigate the average droplet size distributions of a GDI spray by simultaneous fluorescence/scattering image technique. GDI engine is recently very popular because of high engine efficiency and low emissions. However, the injectors must have good spray characteristics because the fuel is directly injected into the cylinder. The fuel mixtures used in this study were 2% of fluorobenzene, 9% of DEMA(diethyl-methyl-amine) and 89% of hexane by volume. The system for obtaining 2-D fluorescence/scattering images of fuel spray was constituted of a laser sheet, a doubling prism, optical filters, and an ICCD camera. Using the ratio of the fluorescence to the scattering intensities, SMD distributions were obtained. SMD measured by the technique was compared with that obtained by PDA. It was found that average droplet size was bigger at spray center in the early stage of injection and at the outer periphery of the spray in the late stage of injection.

• 오토저널
• /
• 제25권6호
• /
• pp.13-18
• /
• 2003

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제11권6호
• /
• pp.7-13
• /
• 2003

The purpose of this study is to investigate the effect of the in-cylinder flows and different injection timings on fuel behavior in the cylinder of a GDI engine. Three different flows types induced by using masked port, unmasked port, and port deactivation were tumble, swirl&tumble, and high swirl respectively. LIEF technique was applied to investigate the mixture formation and fuel distribution at ignition time in the transparent engine with optical access through the piston top and upper part of cylinder liner. Injection timings of 180,90, and 60 degrees before TDC were examined. It was found that tumble flow was more effective on the homogeneous mixture formation than other flow and swirl flow transported more fuel vapor to the exhaust side at early injection mode, and swirl and swirl & tumble flow made fuel vapor concentrate around the cylinder center at late injection mode.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권4호
• /
• pp.351-358
• /
• 2015

세계적인 배출가스 규제의 강화와 함께 화석 연료의 매장량 감소와 유가 상승은 새로운 엔진 기술 개발을 촉진시켰다. 가솔린 직접 분사(GDI; Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 공연비가 희박한 혼합 상태에서도 연소가 가능하게 하였는데, 이러한 방식은 기존 포트 분사 엔진보다 연비와 출력을 모두 향상시킬 수 있다. 하지만 GDI엔진은 디젤 엔진의 경우와 마찬가지로 soot 발생률이 높아짐에 따라 입자상 물질의 배출이 증대되는 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 가솔린 입자상 물질 필터(GPF; Gasoline Particulate Filter)를 개발하여 입자상 물질의 배출정도를 저감시키고자 하였다. 필터의 설계 효율에 따라 3가지의 Metal foam 필터와 단일 Metal fiber 필터를 실험에 적용하여 PM과 PN의 저감률을 비교하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.207-209
• /
• 2000

GDI(Gasoline Direct Injection) 기관은 전체적으로 희박한 영역에서 작동되기 때문에 저연비, 고출력화 및 배기유해가스 저감에 매우 유리하다. GDI 기관에 있어서 희박연소를 실현하고자 한 연구는 공기유동 강화방식, 연소실 형상의 최적화, 부실식 연소, 분사된 연료의 미립화, 흡기포트의 형상 변화, 운전조건 변화에 따른 분사전략의 변화 등 그 방식도 다양하며,$^{<1-5>}$ 최근엔 이러한 각 방식들의 장점들을 적절히 활용하고 이에 따라 각기 고유한 모델을 채택하여 접근하려는 시도를 하고 있다$^{<6>}$ . (중략)

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
• /
• pp.95-96
• /
• 2014

In this study, the nano-particle emitted from Gasoline Direct Injection(GDI) vehicles was measured using the Engine Exhaust Particle Sizer(EEPS) on a chassis dynamometer. In addition, driving mode were divided into cold start mode(CVS-75, NEDC) and hot start mode(NIER-6, NIER-9) to evaluated the characteristics in the various operating conditions. The Particle Number(PN) concentration was analyzed for various driving patterns, i.e., acceleration, deceleration, idling, cruising and the phases of mode. In a result, Total concentration of PN for size was concentrated from 50 to 100 nm and acceleration represents the highest concentration among the driving pattern. It is believed that the increases quantity of fuel, and mixture will be richer than other patterns.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제9권5호
• /
• pp.89-95
• /
• 2001

Recently GDI(Gasoline Direct Injection) engine is spotlighted to achieve higher thermal efficiency under partial loads and better performance at full loads. To realize this system, it is essential to make both stratified combustion and homogeneous combustion. When compared to PFI(Port Fuel Injection) engine, GDI engine needs more complicated control and optimal design with injection system. In addition, spray pattern must be optimized according to injection timing because ambient pressure in combustion chamber is also varied. Thus spray structure should be analyzed in details to meet various conditions. In this experimental study, two types of visualization system were developed to simulate compression stroke and intake stroke, respectively. With an increase of the ambient pressure, the penetration length tends to decrease due to rising resistance caused by the drag force of the ambient air. Spray characteristics impinged on the piston has a significant effect on mixture stratification around the spark plug. These results provide the information on macroscopic spray structure and design factors far developing GDI injector.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권3호
• /
• pp.335-342
• /
• 2012

자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.162-169
• /
• 2020

The worldwide focus on reducing the emissions, fuel and lubricant consumption in T-GDI engines is leading engineers to consider the crankcase ventilation and oil mist separation system as an important means of control. In today's passenger cars, the oil mist separation systems mainly use the inertia effect (e.g. labyrinth, cyclone etc.). Therefore, this study has investigated high efficiency cylinder head-integrated oil-mist separator by using a compact multi-impactor type oil mist separator system to ensure adequate oil mist separation performance. For this purpose, engine dynamometer testing with oil particle efficiency measurement equipment and 3D two-phase flow simulation have been performed for various engine operating conditions. Tests with an actual engine on a dynamometer showed oil aerosol particle size distributions varied depending on operating conditions. For instance, high rpm and load increases bot only blow-by gases but the amount of small size oil droplets. Submicron-sized particles (less than 0.5 ㎛) were also observed. It is also found that the impactor type separator is able to separate nearly no droplets of diameter lower than 3 ㎛. CFD results showed that the complex aerodynamics processes that lead to strong impingement and break-up can strip out large droplets and generate more small size droplets.