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이전 연료분사 장치가 저압의 연료를 흡기 다기관(manifold)을 통해 혼합기 형태로 공급하는 방식인데 비해, GDI(Gasoline Direct Injection) 시스템은 연료 분사장치인 인젝터(injector)를 통해 연소실에 직접 고압의 연료를 정시, 정량만큼 주입해야 한다. 이 때문에 인젝터에는 응답성(response)이 좋은 고속 솔레노이드 밸브(solenoid valve)가 사용 되고 있다[1]. 솔레노이드 밸브에서 응답성이란 신호 전류에 대한 정확한 동작의 정도를 뜻하는 말로 신호에 대해 늦게 동작한다면 연료가 필요보다 적게 투입될 수 있기 때문에 응답성은 솔레노이드 밸브와 분사장치의 성능을 평가하는 지표로 활용 되고 있다[2]. 본 논문에서는 솔레노이드 밸브의 응답성을 향상시키기 위한 방법을 찾기 위해 정 전류(static current) 상태에서 ...

이전 연료분사 장치가 저압의 연료를 흡기 다기관(manifold)을 통해 혼합기 형태로 공급하는 방식인데 비해, GDI(Gasoline Direct Injection) 시스템은 연료 분사장치인 인젝터(injector)를 통해 연소실에 직접 고압의 연료를 정시, 정량만큼 주입해야 한다. 이 때문에 인젝터에는 응답성(response)이 좋은 고속 솔레노이드 밸브(solenoid valve)가 사용 되고 있다[1]. 솔레노이드 밸브에서 응답성이란 신호 전류에 대한 정확한 동작의 정도를 뜻하는 말로 신호에 대해 늦게 동작한다면 연료가 필요보다 적게 투입될 수 있기 때문에 응답성은 솔레노이드 밸브와 분사장치의 성능을 평가하는 지표로 활용 되고 있다[2]. 본 논문에서는 솔레노이드 밸브의 응답성을 향상시키기 위한 방법을 찾기 위해 정 전류(static current) 상태에서 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 통해 최적설계를 시도해 보았다. 최적설계 방법으로, 변수 선택을 위해 솔레노이드의 위치를 이동시키며 추력이 최대가 되는 위치를 확인 하였고, 공극과 전류를 순차로 변화시켜 각 변수의 적정 값이 위치하는 지점을 확인하였다. 추력을 높이기 위해 플렌지 일부를 절개한 개선 모델을 통해 자속 흐름의 증가로 인해 추력이 기존 보다 0.45% 높아지는 것을 확인하였다. 이 실험은 다른 관점에서 보면 이전보다 낮은 전류에서 전과 동일한 추력을 얻을 수 있음을 보여주어 저 전력 솔레노이드 설계의 가능성을 확인 할 수 있었다. 이러한 연구를 통해 솔레노이드 밸브의 응답성 과 저 전력 인젝터 설계에 참고할 수 있는 자료가 될 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper suggests a method for improving response of the solenoid valve to increase the magnetic flux density through the FEM(Finite Element Method) in the static current status. To the optimal design, the solenoid position where the thrust maximum, and changed the shape of the plunger and the cor...

This paper suggests a method for improving response of the solenoid valve to increase the magnetic flux density through the FEM(Finite Element Method) in the static current status. To the optimal design, the solenoid position where the thrust maximum, and changed the shape of the plunger and the core to enhance the magnetic flux through the magnetic flux flow improvement. Flux leakage and flux fringing improved model considering the improvement of the magnetic flux flow is lower than the previous electric current can be obtained with the same thrust, was confirmed. In this study, the response of the solenoid valve, and low-power injector design improvements to be considered as reference material.

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