An ECU(Electronic Control Unit) with 16 bit microcomputer has been developed. This system includes hardware and software for more precise control on fuel injection, ignition timing, and idle speed. This control system employs an air flow sensor of the hot wire type, a direct ignition system, an idle speed control system using a solenoid valve, and a crank angle sensor. Especially, the crank angle sensor provides two separate signals: One is the position signal(POS) which indicates 180 degree pulses per revolution, and the other is the reference signla(REF) that represents each cylinder individually. The conventional engine control system requires at least two engine revolutions in order to identify the cylinder number. However, the developed engine control system can recognize the cylinder number within a quarter of an engine revolution. Therfore, the developed engine control system has been able to control fuel injection and ignition timing more quickly and accurately, Furthermore, the number of misfire reduces during the cold start.
According to the increasing concern on the global environment, the $CO_2$ regulation has been discussed including automobile emission regulation. In order to cope with this rapid changing circumstances, the development of an ultra low emission and super fuel economy automobile is essential. Direct injection LPG engine is the one of the possible future engine to maximize the engine efficiency. This experimental study for the development of direct injection LPG engine technology is promoted with two parts; spray characteristics of high pressure swirl injector, and performance characteristics of direct injection LPG engine. Engine characteristics according to the fuel was analyzed in order to establish stratified combustion technology for LPG engine by using the DISI engine. In the engine experiment, control system was manufactured for gasoline and LPG fuel. The engine was modified 2,000 cc GDI engine (fuel supply device, fuel injection device). Through this experiment, engine operating condition, engine speed and spark timing (MBT), fuel injection position, and fuel rate were investigated.
In this paper, characteristics of a port injection type LPG fuel system were investigated to adopt the system to a spark ignition engine through rig test. Engine combustion characteristics for limited conditions and the precise control method of LPG fuel supply were also studied. As a basic experiment, the effects and the relationships of parameters such as orifice area, fuel delivery pressure, fuel temperature and flow coefficient were established. From this, one dimensional compressible flow equation can be applied to control gaseous fuel flow rate by setting pressure difference between vaporizer and manifold to a certain range, for example about 1.2 bar in a naturally aspirated engine. The combustion analysis results of LPG engine were also compared with those of gasoline engine according to spark timing and load change. At part load and stoichiometric condition, the MBT spark timing of LPG fueled engine is retarded by 2$^{\circ}$ - 4$^{\circ}$CA compared to that of gasoline engine. On the contrary, the spark timing of LPG fueled engine can be advanced by 5$^{\circ}$- 10$^{\circ}$ CA at WOT, which results from higher Octane Number and burned fraction of LPG fuel compared to gasoline.
The common-rail fuel injection system is becoming a common technology for High Speed Direct Injection(HSDI) diesel engines. The injection timing and rate are important factors for combustion control and pollutants formation mechanisms during engine operation. This paper introduces an estimation methodology of the injection timing and rate of a common-rail injector for HSDI diesel engines. A sliding mode observer that is based on the nonlinear mathematical model of the common-rail injector is designed to overcome the model uncertainties. The injector model and the estimator we verified by relevant injection experiments in an injector test bench. The simulation and the experimental results show that the proposed sliding mode observer can effectively estimate the injection rate of the common-rail injector.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권9호
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pp.911-917
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2015
본 논문에서는 함정용 디젤연료를 단기통 커먼레일 디젤엔진에 적용하여 연료분사압력 변화에 따른 분사율 특성, 거시적 분무 특성 및 연료분사시기와 연료압력변화에 따른 연소 및 배기가스 배출특성을 분석하는데 초점을 두었다. 분사율 특성은 Bosch법을 적용한 분사율 측정 시험 장치를 이용하여 분석하였고, 거시적 분무 특성은 정적용기 및 초고속 카메라를 이용하여 분석하였다. 또한, 연료분사시기 및 연료압력 변화를 정밀하게 제어할 수 있는 단기통 엔진을 이용하여 연소 및 배기가스 배출특성을 분석하였다. 30MPa과 50MPa의 분사조건에서 초기 분사율은 50MPa의 분사조건에서 크게 나타났으며, 분무 발달(투과) 또한 동일시간대에서 큰 것으로 분석되었다. 연료분사시기가 지각될수록 실린더 내부 최대 압력과 최대 열발생량은 떨어지는 경향으로 나타났으며, 고압분사조건에서 실린더 내부 최대압력과 최대 열발생량은 다소 큰 것으로 분석되었다. 고압분사조건에서 도시평균유효압력은 낮은 것으로 분석되었고, 연료분사시기가 TDC 쪽으로 지각될수록 도시평균유효압력 및 토크는 증가하는 것으로 나타났다. 연료분사시기가 $BTDC20^{\circ}$(30MPa)와 $BTDC15^{\circ}$(50MPa)에서 질소산화물 발생수준이 가장 높았으며, 일산화탄소는 $BTDC30^{\circ}$를 기준으로 지각될수록 저감되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권6호
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pp.1298-1307
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2001
Recently, the efforts to improve fuel economy and to reduce pollutant emission have become the main subject in the development of a gasoline engine. A lean combustion engine admitted as the best alternative is relatively lower fuel consumption rate and exhaust emissions. In this study, it is focused on intensifying intake flow field as one of methods to improve the performance of the lean combustion. First, three different types of suitable swirl control valve(SC7) with high swirl and tumble ratio are selected through steady flow experiment, being installed in a spark ignition engine. The relationship between lean misfire limit and torque was investigated with injection timing and spark ignition timing. Also, the effect of intensified swirl new on the combustion Stability and exhaust emissions was experimently examined by the measuring in-cylinder pressure and combustion variation. The results show that the engine with swirl control calve is superior to other conventional engine on the lean misfire limit, specific torque, combustion variation and emission, and the appropriate injection timing and spark ignition timing exist according to the type of swirl control valve.
A crank angle-based engine control system has been developed for use as an engine research tool to provide precise control of the fuel injection(timing and duration) and ignition(timing and dwell) in real-time. The engine event information is provided by the engine shaft encoder, and the engine control system uses this information to generate spark and injector control signals for relevant cylinders. Eight different engine types and four different rotary encoder resolutions can be accommodated by this system. Also this system allows a user to individually control the ignition and fuel injection for each cylinder in a simple manner such as through a keyboard or in a real-time operation from a closed-loop control program.
GDI(Gasoline Direct Injection( engine technology is well known as a new technology since it can improve fuel consumption and meet future emission regulations. But the GDI has many difficulties to be solved, such as complexity of injection control mode, unburned hydrocarbon, and restricted power. A 2-D shape combustion chamber was adopted to investigate mixture formation and combustion characteristics of GDI engine. Spray and combustion experiments were performed by changing the injection timing. injection pressure an din-cylinder flow in Rapid Compression and Expansion Machine(RCEM).Through the experiments, the detailed characteristics of fuel spray and combustion was analyzed by visualizing the in-cylinder phenomena according to the change of injection condition, and the optimal fuel injection timing and fuel injection pressure were obtained.
Diesel-Fueled HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition) Engine is an advanced combustion process explained as a premixed charge of diesel fuel and air is admitted into the cylinder and compression ignited. It has possibility to reduce NOx by spontaneous auto-ignition at multiple points that allows very lean combustion resulting in low combustion temperatures. Also PM could be reduced by the premixed combustion and no fuel-rich zones. But HCCI couldn't be realized because of the difficulties in vaporizing the diesel, control of combustion phase directly. To solve these problems, new fuel injection strategy, explained as the pilot fuel injection to promote ignition near TDC following the main fuel injection at the extremely advanced timing, is applied during the compression ratio is varied from 18.9:1 to 27.7:1 This is not a pilot fuel to promote the ignition but also the direct control method of the combustion phase. Experimental result shows the pilot fuel injection promote the ignition and the compression ignition of the HCCI engine is achieved as compression ratio becomes higher. Also there is an optimal pilot fuel injection timing for the HCCI combustion. NOx is reduced more than 90% compared to DI-Diesel case but PM and THC emission needs more investigation.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권5호
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pp.1148-1160
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2001
An electronic control system of the automobile engine for optimal start and idle speed control has been developed. This system employs the microcoputer-based electronic control unit and crank angle sensor for precise control on fuel injection, ignition timing, and idle speed more quickly and accurately at the start and idling. Consequently, the number of misfire can be reduced during been affected by air flow rate, idle quality(roughness), spark timing, fuel injection, water temperature, and load, Thus, this electronic control system strivers to reach the optimal idle operating point, defined the lowest idle speed(fuel economy) and idle quality(roughness), under any engine operating conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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