• 제목/요약/키워드: Spark Ignition Engines

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가솔린 엔진에서 급가속 운전시 노킹 측정 및 분석 (Measurement and Analysis of Knock for Rapid Throttle Opening in SI Engines)

  • 이종화;박경석;김현용
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제7권9호
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    • pp.28-35
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    • 1999
  • In this study, investigation of transient knock characteristics in a spark-ignition engine has been carried out. The universal knock threshold values were found by a DFDD method and a NSDBP method which is a non-dimensional version of the SDBP method. Also modified NSDBP method could be used for transient knock detection. In a commercial ECU , spark timing was retarded from the steady -state spark timing during rapid throttle opening to avoid uncomfortable feeling and knock. Knock usually occurred just after the start of rapid throttle opening when spark timing was set, as values for the steady state condition. We found that air/fuel ratio deeply involved with the knock during transient condition. Due to the difference of initial heat release rate, knock occurred more easily at rich air/fuel ratio than at lean air/fuel ratio.

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잠재적 폭발위험장소에서 내연기관에 의한 점화 위험성에 관한 연구 (Study of the Risk of Ignition due to Internal Combustion Engines in Areas with Potentially Explosive Gas Atmospheres)

  • 김윤석;이동호
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권5호
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    • pp.1-8
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    • 2016
  • 국내외의 가연성 또는 인화성물질을 취급하는 대형설비에서의 폭발위험장소에 대한 안전관리는 기업의 지속가능경영과 신뢰를 바탕으로 한 지역사회와의 공존에 있어 매우 중요하다. 폭발위험장소의 안전관리는 크게 가연성 또는 인화성 물질의 누출을 제어하는 시스템과 이러한 가연성 또는 인화성물질이 누출되어 폭발분위기를 형성할 때 점화원을 제어함으로써 화재 또는 폭발사고로 전이되지 않도록 하는 방폭시스템이 있다. 제도와 기술로 인해 전기적 점화원에 대한 방폭설비는 상당히 보급되어 관리되고 있다. 하지만 열적 점화원의 경우, 위험성에 대한 인식과 관련 기술개발이 미흡하다. 본 연구는 잠재적 폭발위험장소에서 내연기관의 점화 위험을 보고하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 문헌조사를 통하여 관련 국제표준과 사고사례 및 위험분석보고서를 연구하고, 국내 중부권 공정안전관리제도 대상 사업장의 디젤엔진의 불꽃방지기 등 안전장치 적용실태를 조사하였다. 실제적으로 본 연구결과를 석유화학 산업에 적용함에 있어, 디젤엔진과 같은 내연기관 점화원의 위험인식을 통해 잠재적 폭발위험장소에서의 폭발방지에 대한 안전관리방안으로 활용 될 수 있을 것이다.

합성 바이오가스를 이용한 상용 가스엔진 발전기의 구동 특성 (Testing a Commercial Gas Engine using Synthetic Biogas)

  • 심재훈;홍성구;권순국
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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    • pp.592-597
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    • 2005
  • Biogas is widely accepted as one of renewable energy. Raw biogas can be used in internal combustion engines either spark ignition or diesel engines. Since the gas has relatively low calorific values, engine power also is lower than rated power values. Modified engines or biogas-specific engines have been utilized in order to increase efficiency. Recently, gas engine/generators are provided for various purposes. They are mostly for LPG or natural gas. When biogas is fueled to the gas engines, de-rating is inevitable due to its lower calorific values. Meanwhile, massively produced commercial gas engines are more competitive in terms of initial investment for engines, compared to biogas-specific engines. Then, the characteristics of the commercial engine and power generation should be understood for better operation. A 5kW gas engine/generator(natural gas) was tested for determining an allowable maximum concentration of $CO_2$ in synthetic biogas, with respect to engine stating, power generation. Experimental results indicated that about 65% of methane concentration is required to start the gas engine. At this condition, the power generated was about 3 kW. It is about 60% of the nominal power, which is similar to the ratio of calorific values.

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흡입공기온도의 변화에 따른 제어자발화 가솔린기관의 성능 및 배기 특성 (Performance and Emission Characteristics of a Controlled Auto-Ignition Gasoline Engine according to Variation of the Inlet-Air Temperature)

  • 김홍성
    • 동력기계공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.19-24
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    • 2006
  • This work treats a controlled auto-ignition (CAI) single cylinder gasoline engine, focusing on the extension of operating conditions. The fuel was injected indirectly into electrically heated inlet air flow. In order to keep a homogeneous air-fuel mixing, the fuel injector was water-cooled by a specially designed coolant passage. The engine performance and emission characteristics were investigated under the wide range of operating conditions such as 40 in the air-fuel ratio, 1000 to 1800 rpm in the engine speed, 150 to $180^{\circ}C$ in the inlet-air temperature, and $60^{\circ}$ BTDC in the injection timing. The ultra lean-burn with self-ignition of gasoline fuel by heating inlet air was achieved in a controlled auto-ignition gasoline engine. It could be also achieved that the emission concentrations of carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxide significantly reduced by CAI combustion compared with conventional spark ignition engines.

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직접분사식 수소연료의 분무 및 연소특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Injection and Combustion with Directly Injected Hydrogen Fuel)

  • 이성욱;기완수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.24-29
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    • 2007
  • This study aims to provide a fundamental data for directly injected hydrogen fuel engines. Spray, ignition and combustion characteristics of hydrogen were studied using constant volume chamber. For spray visualization, hydrogen was vertically injected into a combustion chamber at various condition, for example, injection pressure, ambient pressure. And an argon laser was used for the shadowgraph photography by applying optical method. Also, to investigate heat-release rate and flame propagations, spark was ignited on hydrogen injected at the different time after injection and the duration of injection was also changed. Processes of ignition and combustion were analyzed by heat-release rate calculated by pressure history and were observed by shadowgraph photography The results gave much knowledge of spray, ignition and combustion characteristics of hydrogen.

스파크플러그 변화에 따른 가스 엔진 성능 변화 (Effects of Spark Plug Changes on Performance of an SI Engine Fueled by Gaseous Fuel)

  • 이선엽
    • 한국가스학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.27-32
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    • 2013
  • 바이오가스, 매립가스와 같은 신재생 가스 연료는 Biomass, 유기성 폐기물 등으로부터 얻을 수 있기 때문에 대기 중의 이산화탄소를 증가시키지 않고 재순환시키는 탄소중립적인 특성이 있어 지구온난화에 대응할 수 있는 장점이 있다. 따라서 다량의 불활성가스로 인한 저발열량, 원료 및 공정에 따른 연료조성 변화 등의 단점에도 불구하고 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어왔다. 이중에서도 연료조성의 변화는 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 신재생가스연료에 포함된 불활성가스의 양을 변화시켜 연료 조성 변화를 모사하고 이를 엔진의 연료로 사용함으로써 연료 조성의 변화가 엔진 성능 및 배기배출 특성에 주는 영향을 파악하였다. 또한 엔진 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위한 방안에 하나로 보다 긴 전극을 갖는 스파크 플러그를 적용하였으며 그 결과를 기존의 Base 스파크 플러그 시험 결과와 비교하였다.

연료 조성 및 스파크 플러그 위치 변경으로 인한 가스 엔진의 성능에 관한 연구 (Study on the Performance of an SI Gas Engine by Fuel Composition and Spark Plug Variation)

  • 김용래
    • 한국가스학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.21-26
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    • 2014
  • 연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 발생량을 줄일 수 있는 방법으로 바이오가스 또는 매립가스와 같은 신재생 가스 연료를 사용하는 방법이 도움이 될 수 있다. 그러나 다량의 불활성가스가 포함되어 있기 때문에 저발열량 및 연료 조성의 불균일함은 신재생 가스 연료를 발전용 엔진에 적용하는 경우, 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 신재생가스연료에 불활성가스가 엔진 연소가 불안정한 정도로 많이 포함된 경우에 수소 연료를 첨가함으로써 연소 안정성을 개선할 수 있음을 확인하고, 엔진의 열효율 및 배기 특성과 같은 성능 변화에 대하여 살펴보았다. 또한 같은 조건에서 엔진 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위한 방안으로 길이가 긴 전극을 갖는 스파크 플러그를 적용하여 효과가 있음을 확인하였다.

실린더 압력을 이용한 SI엔진의 페루프 점화시기 제어에 관한 연구 (SI Engine Closed-loop Spark Advance Control Using Cylinder Pressure)

  • 박승범;윤팔주;선우명호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권9호
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    • pp.2361-2370
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    • 2000
  • The introduction of inexpensive cylinder pressure sensors provides new opportunities for precise engine control. This paper presents a control strategy of spark advance based upon cylinder pressure of spark ignition engines. A location of peak pressure(LPP) is the major parameter for controlling the spark timing, and also the UP is estimated, using a multi-layer feedforward neural network, which needs only five pressure sensor output voltage samples at -40˚, -20˚, 0˚, 20˚, 40˚ after top dead center. The neural network plays an important role in mitigating the A/D conversion load of an electronic engine controller by increasing the sampling interval from 10 crank angle(CA) to 20˚ CA. A proposed control algorithm does not need a sensor calibration and pegging(bias calculation) procedure because the neural network estimates the UP from the raw sensor output voltage. The estimated LPP can be regarded as a good index for combustion phasing, and can also be used as an MBT control parameter. The feasibility of this methodology is closely examined through steady and transient engine operations to control individual cylinder spark advance. The experimental results have revealed a favorable agreement of individual cylinder optimal combustion phasing.

Kerosene (Coal Oil)을 사용한 스파크점화기관의 연소실헤드 온도 변화에 따른 엔진 성능 및 배기 특성에 관한 연구 (A Study on the Performance and Emission Characteristics According to the Coolant Temperature of Combustion Chamber Head of Spark Ignition Engine Fuelled with Kerosene (Coal Oil))

  • 한성빈;정연종
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.92-97
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    • 2017
  • Kerosene (Coal oil) is a particularly attractive fuel because it is widely used to power jet engines of aircraft as jet fuel and some rocket engine. This paper describes the performance and emission characteristics according to the collant temperature of combustion chamber head of spark ignition engine fuelled with kerosene. As a result, the following knowledge is obtained. As the collant temperature of combustion chamber head is decreased, torque, volumetric efficiency and brake specific fuel consumption have been increased. When coolant temperature of combustion chamber lower, THC emission increased but CO and $NO_x$ emission decreased.

단일영역 열발생량 계산법을 사용한 IDI, HSDI 디젤엔진과 SI엔진의 연소특성 비교에 관한 연구 (A Study on the Comparison of the Combustion Characteristics among an IDI, a HSDI Diesel Engine and a SI Engine using One-zone Heat Release Analysis)

  • 이석영;정구섭;전충환;장영준
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.21-30
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    • 2005
  • Heat release analysis is a very importent method in understanding the combustion phenomena inside an engine cylinder. In this study, one-zone heat release analysis was used with the mesured cylinder pressures of an IDI(indirect injection), a HSDI(high speed direct injection) and a SI(spark ignition) engine. It has benefits of simple equation, fast speed, reliability. The object of the study is to compare the combustion characteristics among an IDI, a HSDI and SI engine. Result of analysis, the maximum heat release rate of a HSDI is higher than an IDI because of long ignition delay period. The heat release curve of a IDI is more linear than an HSDI, so the combustion characteristics of a IDI is similiar to that of an SI engine. There is a suggestion here that the combustion efficiency of a HSDI is highest of that of all engines because of the smallest heat transfer loss of all engines.