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BMW N53 직접분사식 가솔린 엔진의 초희박 연소특성에 관한 연구
A Study on the Ultra Lean Combustion Characteristics of the BMW N53 GDI Engine 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.19 no.6, 2011년, pp.82 - 89  

김홍석 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  오진우 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  김성대 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  박철웅 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  이석환 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  정용일 (한국기계연구원 그린동력연구실)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ultra lean combustion with stratified air-fuel mixture is one of the methods that can improve fuel economy of gasoline engines. The aim of this study is to show that how much fuel economy is improved and what are differences in engine control of the ultra lean combustion compared with stoichiometric...

주제어

#가솔린직접분사   #초희박연소   #BMW N53 엔진  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 초희박 가솔린엔진의 연료소모율 향상 정도 및 초희박 연소시 분사, 점화 및 흡배기밸브 개폐 전략이 이론공연비 연소시와 다른점을 알아보기 위한 연구로써 BMW N53 엔진을 이용하여 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
분무유도 방식이란 무엇인가? 최근에는 인젝터와 스파크 플러그를 연소실 중앙에 위치시키고, 연료를 고압 분사하여 피스톤 벽면에 충돌되지 않으면서 스파크 플러그 근방에 연료 공기혼합기를 형성시키는 2세대 기술인 분무유도 방식(spray-guided) GDI 엔진기술이 개발되어 적용되고 있으며, 1세대 벽면유도방식 GDI 엔진보다 희박 연소 운전영역이 넓고, 연소 안정성이 우수한 장점이 있다.4,5)
독일의 BMW사에서 개발한 초희박 GDI 엔진은 무엇이 있는가? 독일의 BMW사와 Daimler-Chrysler에서는 2007년부터 초희박 GDI 엔진인 N53 엔진과 M272 DE 35 엔진 등을 각각 양산하고 있으며,8) 향후 지구온난화 물질 규제 및 연료가격상승 등 요인에 의해 시장이 확대될 것으로 예상된다.
벽면유도방식(wall-guided)기술은 어떤 장단점을 갖는가? 2000년대 초반 도요타자동차 등에 의해 개발된 1세대 희박연소 GDI 엔진은 연소실 측면에 인젝터를 설치하고, 인젝터에서 분사된 연료를 피스톤 보울에 충돌시켜 스파크플러그 주변에 농후한 연료공기 혼합기를 만드는 벽면유도방식(wall-guided)기술이 적용되었다. 이 기술은 혼합기 형성이 용이하여 고압의 분사 시스템을 요구하지 않는다는 장점이 있으나 엔진 운전 조건에 따라 크게 변화하는 실린더 내부 유동에 의한 혼합기를 형성함으로서 넓은 운전 영역에서 성층 연소 구현이 어렵고 벽면 부착 연료가 미연 탄화수소로 배출되는 문제점을 가지고 있었다.1-3)
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참고문헌 (11)

  1. Y. Jeong, J. Lee, G. Cho and H. Kim, Automotive and Environment, Soongsil Univ. Press, Seoul, 2010. 

  2. R. V. Basshuysen, Gasoline Engine with Direct Injection, GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009. 

  3. J. Lee, J. Kang and D. Kim, "Effect of Injection Timing and Intake Flow on In-cylinder Fuel Behavior in a GDI Engine," Transactions of KSAE, Vol.11, No.6, pp.7-13, 2003. 

    원문보기 상세보기

  4. B. A. VanDerWege, Z. Han, C. O. Lyer, R. B. Munoz and J. Yim, "Development and Analysis of a Spray-guided DISI Combustion System Concept," SAE 2003-01-3105, 2003. 

  5. T. Honda, M. Kawamoto, H. Katashiba, M. Sumida, N. Fukutomi and K. Kawajiri, "A Study of Mixture Formation and Combustion for Spray Guided DISI," SAE 2004-01-0046, 2004. 

  6. A. C. Alkidas and S. H. EI Tahry, "Conrtibutors to the Fuel Economy Advantage of DISI Engines Over PFI Engines," SAE 2003-01-3101, 2003. 

  7. G. A. Szekely and A. C. Alkidas, "Combustion Characterisics of a Spray-guided Direct-injection Stratified-charge Engine with a Highsquish Pistion," SAE 2005-01-1937, 2005. 

  8. Ch. Schwarz, E. Schunemann, B. Durst, J. Fischer and A. Witt, "Poterntials of the Sprayguided BMW DI Combustion System," SAE 2006-01-1265, 2006. 

  9. E. Achleitner, H. Backer and A. Funaioli, "Direct Injection Systems for Otto Engines," SAE 2007-01-1416, 2007. 

  10. BMW Group, Production Information, Aftersales Training Material, 2006. 

  11. A. C. Alkids, "Combustion Advancements in Gasoline Engines," Energy Conversion and Management, Vol.48, pp.2751-2761, 2007. 

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