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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 실물 엔진 운전 조건에서 통상 적인 밸브 각을 갖는 엔진과 협각 엔진의 와류 발생 특성을 비교하여 밸브 각 변경에 따른 와류 발생의 특성을 파악하고자 한다. 이를 위해 두 엔진의 흡입 및 압축 유동을 입자영상유속계 (PIV, particle image velocimetry)를 이용해 측정하여 비교하였고 협각 엔진이 매우 우수한 와류 발생 특징을 가지고 있음을 확 인하였다.
가설 설정
- 이 와류는 상당히 강하지만 그 중심은 왼쪽으로 상당히 치우쳐져 있음을 알 수 있다. H1 평 면에서 새로이 관찰된 와류는 BDC에서 이 평면의 아래에서 형성되었던 유동이 피스톤의 상승에 따라 이 평면으로 밀려 올라와 관찰된 것으로 판단된다. H2, H3 H4 평면에서도 그 중심 위치는 조금 씩 다르지만 역시 잘 전개된 와류가 관찰되고 있는데 이렇게 실린더의 아래 부분에서도 잘 전개된 와류가 유지되는 것이 Eng.
- 관찰되고 와류의 중심도 다시 흡입 밸브의 오른쪽에 위치함을 알 수 있다. H3 평면에 다다르면 유동은 완전히 전개한 와류 형태를 나타내고 와류의 회전 중심도 거의 실린더의 중심에 위치하게 된다. 와류 중심의 이러한 변화는 실린더 상부에서는 밸브 개구에서 주어진 초기 속도 방향에 의해 주유동이 형성되고 평면상에서 볼 때 속도 분포의 불균형이 커서 와류의 중심이 편심되다가 아래로 내려오면서 실린더 벽의 간섭 유동이 벽을 타고 회전하면서 차츰 정돈이 된 것으로 판단된다.
- l에 비해 공간적으로 약간 뒤쳐져 나타남을 다시 한번 확인할 수 있다. H3 평면에 도달한 유동은 어느 정도 정돈된 형태의 와류 거동을 보여주고 있는데 그 규모와 강도는 강하지만 거동의 중심이 아직 실린더의 중심부분에 위치하지 못하고 흡기 밸브 쪽으로 치우쳐져 있음이 관찰된다.
- 2의 경우 여전히 잘 정돈된 와류가 실린더 전 평면에 걸쳐있고 특히 실린더 최 상부인 H1 평면에 서는 와류 유동이 이전보다 한층 강화되어 있음이 관측되는데 이 역시 이전 시기에 이 평면 아래에 존재 하였던 와류가 압축에 의해 이동한 것으로 판단된다. H3 평면의 유동은 BDC와 비교할 때 정돈이 덜 된 상태로 나타나는데 실린더 하면에서 지속적으로 피스톤과의 마찰 등으로 와류 방향 속도가 저하된 결과로 사 료된다.
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