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한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.23 no.1, 2015년, pp.139 - 147
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This paper is the second investigation on the evaluation methods of flow characteristics in a steady flow bench. In the previous work, several assumptions used in the steady flow bench were examined and it was concluded that the assumption of the solid rotation might cause serious problems. In this ...
| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 미시적 난류특성은 무엇에 영향을 주는가? | 내연기관의 내부 유동은 스파크점화기관과 압축 점화기관에서 모두 연소과정에서 가장 주요한 인자이다. 내부 유동 중 거시적 거동은 실린더 내 혼합기 분포 또는 혼합 과정 그리고 화염전파 방향에 영향을 주고 미시적 난류특성은 주로 연소속도에 관계하여 연소 성능에 영향을 준다. 1-5) | |
| 내부 유동 중 거시적 거동은 무엇에 영향을 주는가? | 내연기관의 내부 유동은 스파크점화기관과 압축 점화기관에서 모두 연소과정에서 가장 주요한 인자이다. 내부 유동 중 거시적 거동은 실린더 내 혼합기 분포 또는 혼합 과정 그리고 화염전파 방향에 영향을 주고 미시적 난류특성은 주로 연소속도에 관계하여 연소 성능에 영향을 준다. 1-5) | |
| 내연기관의 유속 및 유동특성에 대한 정보 확인 및 평가는 무엇에 의존해왔는가? | 기관의 성능을 예측하고 설계 목표를 달성하기 위해 유속 및 유동특성에 대한 정보는 반드시 필요한 부분이므로 다양한 방법들이 개발되어 사용되었는데, 그 대표적인 방법이 정상유동 평가이다. 즉 유속 및 유동 특성의 직접 측정이 불가능한 상황에서 기관 내부유동에 대한 평가는 주로 정상유동 장치에 의존해 왔고, 이 결과를 흡기시스템 설계의 설계 기준으로 사용하였다. |
I. Y. Ohm and C. J. Park, "Effect of Fuel Stratification on Initial Flame Development: Part 1 - Without Swirl," Int. J. Automotive Technology, Vol.7, No.5, pp.519-526, 2006.
C. J. Park and I. Y. Ohm, "Study on Evaluation Method of Flow Characteristics in Steady Flow Bench(1) - Raising Issue," Transactions of KSAE, Vol.23, No.1, pp.88-96, 2015.
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정상유동 실험과 데이터의 처리는 통상적인 방법6)을 사용하였으며, PIV로 측정한 속도로 토크(moment of momentum)는 다음과 같이 구하였다. 즉 일반적인 토크 계산식은 다음과 같다.14)
토크를 구한 후 이전 논문6)에서 논의한 스월의 편심, 반경 방향 및 축 방향 속도 분포의 차이를 고려하지 않고 잠정적으로 식 (4), (5)6)와 같이 현재 평가 방법을 기계적으로 적용하여 스월계수(Nr)와 스월비(Rs)를 구하였다.
먼저 리프트가 2mm 때 11°의 경우 스월의 중심이 실린더의 중심에서 5.6mm 떨어져 있어 편심도(ER=2Sc/B) (ER=2Sc/B)는 0.13인데, 이전 연구6)에서 살펴보았듯이 이 정도의 편심도는 실린더 중심과 스월 중심 계산에서 3~5%의 차이를 발생시키므로 차이가 크지 않다.
편심의 영향을 극복하고 이러한 현상을 야기할 수 있는 것은 이전 연구6)에서 제시한 반경방향 속도분포이다.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "In-cylinder Intake Flow Characteristics according to Inlet Valve Angle," Transactions of KSAE, Vol.14, No.3, pp.142-149, 2006.
흡기밸브 각도를 주요 파라미터로 선정한 이유는, 밸브각도는 흡입 유동이 기관의 내부로 진입할 때 주 유동의 진행 방향을 결정하므로 내부 유동에 가장 큰 영향을 주는 인자이고, 7-12) 이 결과로 실제 기관의 연소 특성이 크게 달라지기 때문이다.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "In-cylinder Compression Flow Characteristics according to Inlet Valve Angle," Transactions of KSAE, Vol.14, No.4, pp.77-83, 2006.
흡기밸브 각도를 주요 파라미터로 선정한 이유는, 밸브각도는 흡입 유동이 기관의 내부로 진입할 때 주 유동의 진행 방향을 결정하므로 내부 유동에 가장 큰 영향을 주는 인자이고, 7-12) 이 결과로 실제 기관의 연소 특성이 크게 달라지기 때문이다.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "In-cylinder Intake Flow Characteristics of Helical Port Engines with Wide Valve Angle," Transactions of KSME, Vol.32, No.10, pp.761-768, 2008.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "In-cylinder Compression Flow Characteristics of Helical Port Engines with Wide Valve Angle," Transactions of KSME, Vol.32, No.1, pp.9-16, 2009.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "Effect of Inlet Valve Angle on In-cylinder Swirl Generation Characteristics(I)," Transactions of KSAE, Vol.16, No.6, pp.148-156, 2008.
흡기밸브 각도를 주요 파라미터로 선정한 이유는, 밸브각도는 흡입 유동이 기관의 내부로 진입할 때 주 유동의 진행 방향을 결정하므로 내부 유동에 가장 큰 영향을 주는 인자이고, 7-12) 이 결과로 실제 기관의 연소 특성이 크게 달라지기 때문이다.
I. Y. Ohm and C. J. Park, "Effect of Inlet Valve Angle on In-cylinder Swirl Generation Characteristics(II)," Transactions of KSAE, Vol.17, No.1, pp.42-48, 2009.
흡기밸브 각도를 주요 파라미터로 선정한 이유는, 밸브각도는 흡입 유동이 기관의 내부로 진입할 때 주 유동의 진행 방향을 결정하므로 내부 유동에 가장 큰 영향을 주는 인자이고, 7-12) 이 결과로 실제 기관의 연소 특성이 크게 달라지기 때문이다.
R. Stone, Introduction to Internal Combustion Engines, 2nd Edn., McGraw-Hill, Hong Kong, p.185, 1992.
즉 일반적인 토크 계산식은 다음과 같다.14)
J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Int. Edn., McGraw-Hill, Singapore, pp.226-228, 1988.
특히 21, 26°는 리프트 0.05 근방에서 급격히 증가하는 현상이 있는데, 이는 이 리프트 근방에서 유동체제의 변화15)가 원인으로 판단된다.
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