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[국내논문] 정상유동장치를 이용한 유량계수 측정에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on Measurement of Flow Coefficient Using the Steady-Flow Test Rig 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.36 no.4, 2012년, pp.423 - 429  

박상욱 (STX종합기술원 연소성능팀) ,  최익수 (STX종합기술원 연소성능팀) ,  노기철 (STX종합기술원 연소성능팀) ,  류순필 (창원대학교 전기공학과 대학원) ,  윤건식 (창원대학교 조선해양공학과)

초록
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밀러 사이클은 저배기 및 고효율 달성으로 Tier II 규제뿐만 아니라 $CO_2$ 저감을 동시에 달성할 수 있는 기술로 알려져 있다. 그러나 이를 위해서는 충분한 흡입공기량이 확보되어야 하며 흡기계통은 공기저항을 최소화할 수 있는 형상으로 개선되어야 한다. 본 연구에서 흡기계통 설계 및 사이클 해석에 활용하기 위한 기초 자료 확보를 위해 흡기밸브의 유량계수를 측정하였다. 유량계수 측정에는 정상유동장치를 이용하였다. 중속 박용기관에 사용되는 포핏 밸브를 대상으로 실험을 수행한 결과, 흡기밸브 유량계수는 밸브양정의 증가에 따라 약 0.62까지 지속적으로 증가하는 경향이며 행정/보어 비와는 무관한 흡기밸브 고유의 특성이 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Miller cycle is considered as an effective means to meet the regulation on Tier II and to reduce $CO_2$ emission. For this cycle, the amount of intake air supplied should be enough increased. Therefore, the intake system with minimized resistance for air flow is under consideration. In th...

Keyword

#유량계수   #흡기밸브   #행정/보어 비   #정상유동   #체적유량  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 밀러 사이클 적용을 위한 흡입공기량을 충분히 확보할 수 있는 흡기계통 설계를 위한 기초 연구로서 정상유동 실험 장치를 구성하여 흡기밸브의 유량계수를 측정하고 그 결과를 분석하였다. 또한 행정/보어 비가 다른 엔진의 흡기밸브 유량계수 특성을 비교·분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
밀러 사이클이란? 밀러 사이클은 흡기밸브를 일찍 닫아 압축온도와 압축 일을 저하시킴으로써 NOX 배출 저감뿐만 아니라 동시에 열효율 향상을 기대할 수 있는 기술로 알려져있다[1-3]. 이에 따라 밀러 사이클은 저배기 및 고효율의 엔진개발 시 반드시 고려할 기술 중 하나이다.
밀러 사이클은 어떤 문제점이 있는가? 이에 따라 밀러 사이클은 저배기 및 고효율의 엔진개발 시 반드시 고려할 기술 중 하나이다. 그러나 밀러 사이클은 피스톤이 하사점에 도달하기 전에 흡기밸브가 닫히므로 흡입공기량 감소에 기인한 출력저하가 예상된다. 그에 따라 고출력 달성을 위해서는 고 과급 압의 과급기를 적용하고 흡입저항이 최소화되도록 흡기계통을 개선하여 충분한 흡입공기량을 확보하여야 한다.
흡기밸브의 유량계수 측정을 위하여 정상유동 실험 장치는 어떻게 구성되는가? 장치는 크게 실린더 헤드, 실린더 라이너, 서지 탱크, 층류유량계, 송풍기 및 마노미터로 구성된다. 송풍기는 정상유동장치의 출구 쪽에 설치하여 흡입공기를 빨아들이는 방식으로 흡입유동을 형성하였다.
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참고문헌 (7)

  1. 장태익, "저속 디젤기관에서 고팽창의 밀러방식에 의한 사이클 해석 및 흡기밸브제어에 대한 연구," 한국마린엔지니어링학회지, 제33권, 제8호, pp. 1100-1106, 2009. 

    원문보기 상세보기

  2. 노기철, 정양주, 이종태, "디젤기관의 아트킨슨 사이클화에 따른 제반성능의 열역학적 해석," 한국자동차공학회 논문집, 제12권, 제5호, pp. 1-11, 2004. 

    원문보기 상세보기

  3. G. Herdin and F. Gruber, "Miller cycle efficiency potentials for gas engine," CIMAC congress 2004, Paper no. 197, 2004. 

  4. 이성렬 저, 내연기관, 보성각, pp. 275-279, 1999. 

  5. 김형민, 이기형, "가솔린 엔진 흡기 포트의 정상유동 특성에 관한 연구," 공학기술논문집, 제17권, pp. 59-67, 2008. 

  6. 조규백, 최수진, 정연준, 오승목, 강건용, "수지를 이용한 흡기포트형성 제작 및 정상유동 실험," 한국자동차공학회 춘계학술대회 논문집, pp. 402-407, 1996. 

  7. T. Ma, M. Davis and N. Collings, "Low speed dynamics similarity modeling in internal combustion engine," SAE paper 860239, 1986. 

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