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흡기밸브 닫힘 시기와 분사조건이 PCCI 엔진의 성능에 미치는 영향에 관한 연구
A Study on Effect of the Intake Valve Timing and Injection Conditions on the PCCI Engine Performance 원문보기

한국액체미립화학회지 = Journal of ilass-korea, v.15 no.1, 2010년, pp.1 - 7  

이재현 (한양대학교 대학원) ,  김형민 (한양대학교 대학원) ,  김영진 (한양대학교 대학원) ,  이기형 (한양대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As world attention has focused on global warming and air pollution, high efficiency diesel engines with low $CO_2$ emissions have become more attractive. Premixed diesel engines in particular have the potential to achieve the more homogeneous mixture in the cylinder which results in lower...

주제어

#예혼합 압축착화   #흡기 밸브닫힘 시기 지연   #배기가스재순환   #분사전략  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 이러한 분사전략은 고 압축비를 갖는 엔진의 경우에는 첫번째 분사된 연료의 TDC전 착화로 인하여 연소효율이 감소되는 단점을 지니고 있다. 따라서, 본 연구에서는 압축비를 낮추기 위하여 흡기밸브 닫힘 시기를 지연시켰고, 이에 따른 운전조건들의 영향도를 평가하였다.
  • 따라서, 본 연구에서는 2단 분사 PCCI 엔진에서 TDC 이전에 착화되어 연비가 증가되는 단점을 극복하고 배기 배출물을 저감하기 위하여 흡기밸브 닫힘시기를 지연시킨 캠을 적용하였고, 기본적인 연소 특성을 표준 캠과 비교하였다. 또한, 흡기 밸브 닫힘 시기를 지연시킨 캠을 적용하였을 경우 분사조건들이 연소 및 배기 특성에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 고압 직접분사식 예혼합 압축착화 엔진을 이용하여 운전조건 및 흡기밸브 닫힘시기 지연에 따른 연소 및 배기성능을 평가하였다. 실험 조건은 Table 2에 나타낸 것과 같이 엔진 회전수 및 부하조건은 1500 rpm과 BMEP 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
압축비와 연소실내의 압력과 온도는 무슨 상관관계가 있는가? 이러한 단점을 극복하기 위하여 많은 연구자(4,5,6)들은 기존의 디젤엔진 보다 압축비를 낮추려는 노력을 하고 있다. 낮은 압축비는 착화지연을 증가시키고 압력상승률을 감소시켜 연소실내의 압력과 온도를 낮춘다고 알려져 있다. 이를 위하여 여러 문헌(4,5,6)에서는 흡기밸브 닫힘시기를 지연시켜 유효 압축비를 저하시켜 연료 공기 혼합율을 개선하였고, 연소온도와 압력을 낮춤으로써 PM과 NOx를 동시에 저감시켰다.
예혼합 압축 착화 연소방식의 한계점은 무엇인가? 이와 같은 예혼합 연소는 디젤 엔진에 상응하는 열효율을 가질 뿐만 아니라, NOx와 PM 저감에 크게 기여하고 있다. 하지만 기존의 디젤엔진과 달리 연소실내의 예혼합을 위하여 분위기 압력 및 온도가 낮은 조건에서 연료를 분사하여 THC와 CO가 많이 발생하고, 착화시기가 TDC 이전이기 때문에 연비가 낮아지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 많은 연구자(4,5,6)들은 기존의 디젤엔진 보다 압축비를 낮추려는 노력을 하고 있다.
예혼합 압축 착화 연소란 무엇인가? 이러한 배경으로 내연기관 연구자들은 강화된 배기 규제를 만족시킬 수 있는 청정 연소의 저공해 엔진 기술 개발을 위해 많은 노력을 하고 있는 실정이다. 이러한 요구를 충족시키기 위하여 연료와 공기가 충분히 혼합할 수 있는 예혼합 연료 분사 시스템을 이용하여 연소실내 희박 균일한 예혼합기를 동시 다점 착화시키는 연소 방식인 예혼합 압축 착화(PCCI: Premixed Charge Compression Ignition) 연소가 주목을 받고 있다(1,2,3). 이와 같은 예혼합 연소는 디젤 엔진에 상응하는 열효율을 가질 뿐만 아니라, NOx와 PM 저감에 크게 기여하고 있다.
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참고문헌 (9)

  1. G. Bression, D. Soleri, S. Savy, S. Dehoux, D. Azoulay, H. Hamouda, L. Doradoux, N. Guerrassi, N. Lawrence, "A study of methods to lower HC and CO emissions in diesel HCCI", SAE 2008-01-0034, 2008. 

  2. P. M. Najt, D. E. Foster, "Compression-ignited Homogeneous Charge Combustion", SAE 830264, 1983. 

  3. F. Zhao, T. W. Asums, D. N. Assanis, J. E. Dec, J. A. Eng. P. M. Najt, "Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) Engines: Key Research and Development Issues", PT-94, 2003. 

  4. X. He, R. P. Durrett, Z. Sun, "Late Intake Valve Closing as an Emission Control Strategy at Tier 2 Bin 5 Engine-Out NOx Level", SAE 2008-01-0637, 2008. 

  5. Y. Murata, J. Kusaka, Y. Daisho, D. Kawano, H. Suzuki, H. Ishii, Y. Goto, "Miller-PCCI Combustion in an HSDI Diesel Engine with VVT", SAE 2008-01-0644, 2008. 

  6. Y. Murata, J. Kusaka, Odaka, M., Daisho, Y., D. Kawano, H. Suzuki, H. Ishii, Y. Goto, "Achievement of Medium Engine Speed and Load Premixed Diesel Combustion With Variable Valve Timing", SAE paper 2006-01-0203, 2006. 

  7. H. Kim, K. Kim, K. Lee, Y. Ikeda, "A Study on the Optimization of Operating Conditions for Simultaneous Reduction in NOx and PM in a 4-cylinder Premixed Diesel Engine", SAE paper 2009-01-0926, 2009. 

  8. X. He, R.P.Durrett, Z. Sun, "Late Intake Valve Closing as an Emission Control Strategy at Tier 2 Bin 5 Engine- Out NOx Level", SAE 2008-01-0637, 2008. 

  9. Y. Murata, J. Kusaka, Y. Daisho, D. Kawano, H. Suzuki, H. Ishii, Y. Goto, "Miller-PCCI Combustion in an HSDI Diesel Engine with VVT", SAE 2008-01-0644, 2008. 

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