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커먼레일 디젤엔진 발전기의 연소상태 개선에 따른 연비절감을 위한 수치해석
Numerical Analysis for Reduction of Fuel Consumption by Improvement of Combustion Condition in a Common Rail Diesel Engine Generator 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.20 no.4, 2016년, pp.58 - 64  

김승철 (홍익대학교 트리보메카, 에너지기술 연구센터) ,  김청균 (홍익대학교 트리보메카, 에너지기술 연구센터)

초록
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차량에 사용되는 주엔진은 부하영역 전체에서 효율을 증가시키기 위해 커먼레일 디젤엔진을 사용하고 있다. 그러나, 발전기용 엔진은 아직도 기계적 구성엔진으로 캠으로 구동되는 연료분사밸브가 사용되어지고 있다. 또한, 발전기용 엔진 대부분은 50%이하의 부분부하가 적용되고 있다. 따라서, 전부하에 세팅된 차량용 디젤엔진을 부분부하에서 효율적인 운전을 하기 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구에서는 시설물에 사용되는 엔진발전기의 운용특성을 파악하여 연료분사시기를 재조정함으로서 부분부하 연료소비율을 개선시킨 결과를 연구하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The main engine of a vehicle is used an common rail diesel engine for improving the efficiency of the whole load area. However, the generator engines is still used mechanical fuel injection valve drive cams. In addition, most of generator engines is applied a part-load operation of less than 50%. Th...

주제어

#part-load   #common rail   #generator engine   #fuel consumption  

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

문제 정의

  • 2 CFX code(이하 ANSYS CFX)에 입력값으로 취하였다. 또한, ANSYS CFX에서는 연료분사계 변수에 대해 엔진연소에 따른 열효율을 계산하여 엔진발전기에 사용되는 차량용 전자식 디젤엔진 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 연구하고자 한다.
  • 이는 선박이나 차량에 비해 훨씬 저속, 저부하 상태로 운전되는 발전시스템의 특성으로 인해 장착되는 엔진이 과하게 설계되어 있음을 뜻하며, 효율에 대한 개선의 여지가 충분히 많음을 의미한다. 본 연구에서는 매년 국내에서 75만대 이상 배출되지만 [1] 잔존가치가 50%이상 남아있는 것으로 밝혀진 폐차엔진을 활용하여 발전기에 맞도록 성능과 효율을 개선하여 에너지소모량을 저감시키고, 비용에 유리한 100kWe급 이상의 발전이 가능한 엔진발전시스템을 연구하고자 한다. 이때 사용되는 엔진은 고효율엔진인 커먼레일 디젤엔진을 사용하며, 대부분이 3L의 소형이므로 이를 모듈 단위엔진발전기로 개발한 후, Fig.

가설 설정

  • - 연료분사계의 탄성변형률은 무시하고 파이프내 마찰계수는 일정하다
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 시중에 판매되고 있는 중소형 엔진발전기의 엔진의 실정은 어떠한가? 기존의 엔진발전기는 대부분이 전동기 제조업체 중심으로 제작되어짐으로 인해 엔진의 효율 향상 측면보다는 발전기(Generator)의 개발이 주된 내용이었다. 이로 인해 현재 시중에 판매되고 있는 중소형 엔진발전기에 채용되고 있는 대부분의 엔진은 선박용이나 차량용으로 개발된 사양을 그대로 구입해서 장착되고 있는 실정이다. 이는 선박이나 차량에 비해 훨씬 저속, 저부하 상태로 운전되는 발전시스템의 특성으로 인해 장착되는 엔진이 과하게 설계되어 있음을 뜻하며, 효율에 대한 개선의 여지가 충분히 많음을 의미한다.
차량에서 커먼레일 디젤엔진을 사용하는 이유는 무엇인가? 차량에 사용되는 주엔진은 부하영역 전체에서 효율을 증가시키기 위해 커먼레일 디젤엔진을 사용하고 있다. 그러나, 발전기용 엔진은 아직도 기계적 구성엔진으로 캠으로 구동되는 연료분사밸브가 사용되어지고 있다.
선박용이나 차량용으로 개발된 사양을 그대로 구입해서 장착한다는 뜻은 무엇을 의미하는가? 이로 인해 현재 시중에 판매되고 있는 중소형 엔진발전기에 채용되고 있는 대부분의 엔진은 선박용이나 차량용으로 개발된 사양을 그대로 구입해서 장착되고 있는 실정이다. 이는 선박이나 차량에 비해 훨씬 저속, 저부하 상태로 운전되는 발전시스템의 특성으로 인해 장착되는 엔진이 과하게 설계되어 있음을 뜻하며, 효율에 대한 개선의 여지가 충분히 많음을 의미한다. 본 연구에서는 매년 국내에서 75만대 이상 배출되지만 [1] 잔존가치가 50%이상 남아있는 것으로 밝혀진 폐차엔진을 활용하여 발전기에 맞도록 성능과 효율을 개선하여 에너지소모량을 저감시키고, 비용에 유리한 100kWe급 이상의 발전이 가능한 엔진발전시스템을 연구하고자 한다.
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참고문헌 (7)

  1. http://www.kadra.or.kr/ 

  2. K. S. Jung, J. U. Lee, J. A. Jung, and J. S. Choi, "Estimation of engine output for marine diesel engine", Journal of the Korea Society of Marine Engineering. vol. 35, No. 4, pp. 436-442, (2011) 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. K. S. Jung, "Improvement of combustion efficiency for marine auxiliary diesel engine", Journal of the Korea Society of Marine Engineering, vol. 38, no. 3, pp. 233-239, (2014) 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. K. Shinji, "NOx Reduction from Diesel Combustion Using Pilot Injection with High Pressure Fuel Injection", SAE Paper 920461, (1992) 

  5. T. Kamimoto, "Effect of High Pressure Injection on Soot Formation Processes in a rapid Compression Machine to Simulate Diesel Flames", SAE Paper 87610, (1987) 

  6. M. Milan, "Optimization of the diesel engine injection nozzle", SAE Paper 932467, (1993) 

  7. L. Shiling, C. H. John, H. Jacqueline, Chen, Heinz Pitsch, "Effects of strain rate on high-pressure nonpremixed n-heptane autoignition in counterflow", Combustion and Flame, Vol. 137, pp. 320-339, (2004) 

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