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SI 엔진 내부의 잔류가스 추정 기법에 관한 연구
A Study for Predictions of In-Cylinder Residual Gas Fraction in SI Engines 원문보기

대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B, 2001 Nov. 01, 2001년, pp.903 - 908  

김성철 (국민대학교 자동차공학전문대학원) ,  이상진 (국민대학교 자동차공학전문대학원) ,  김득상 (국민대학교 자동차공학전문대학원) ,  엄인용 (국민대학교 자동차공학전문대학원) ,  조용석 (국민대학교 기계자동차공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Residual gas acts as a diluent which results in reducing the in-cylinder temperature as well as the flame speed, significantly affecting fuel economy, NOx emissions and combustion stability. Therefore it is important to determine the residual gas fraction as a function of the engine operating parame...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 다양한 엔진 실험결과를 통해 본 잔류가스 비율을 계산하는 알고리즘의 타당성을 검증하였고, 잔류가스에 영향을 미치는 인자들과 EGR 적용시 실제 실린더내로 투입되는 EGR 량을 예측할 수 있는 기법에 대해 분석해 보았다.
  • 또한 실차량 주행시에 EGR 양을 측정하는 것은 기술적으로 난이한 문제이고 현재까지 완벽한 해결책을 제시하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 흡기 매니폴드 압력과 온도를 이용, 간단한 방법을 통해 EGR 양을 예측하는 알고리즘을 제시하고자 한다.
  • 본 논문에서는 엔진회전수, 부하, 공연비, 점화시기, 밸브타이밍, 외부 EGR 의 변화에 따른 실린더내 잔류가스의 영향을 살펴보았다. 이 중 공연비는 실제로는 피드백 제어가 이뤄짐으로 이론공연비로 고정된다고 볼 수 있고, 점화시기역시 MBT(Minimum Spark Advance for Best Torque) 타이밍으로 고정된다고 볼 수 있다.
  • 본 연구에서는 복잡한 해석이나, 어려운 실험대신 엔진작동변수 및 MAP data 를 이용한 간단한잔류가스 계산식을 유도하였고, 다양한 엔진작동조건에 대한 잔류가스의 정성적인 경향을 살펴보았다. 기존의 잔류가스 측정에 관한 여러 실험 및해석에 대한 연구 결과와 정성적으로 잘 일치함을알 수 있었고, 계산식의 적용면에서도 어느 정도타당성이 입증되었다고 보여진다.
  • 본 연구에서는 엔진의 작동 조건 및 성능, 배기가스 조성 등을 측정하여 이들 변수의 상관성 분석을 통해 연소실 내의 잔류가스량 추정 알고리즘을 구성하여 제시하고자 하며, 이러한 알고리즘을 통해 전자제어 EGR 의 컨트롤 로직 및 internal EGR 연구, 엔진해석 모델의 기초 자료로 쓰일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 실차량 주행시에 EGR 양을 측정하는 것은 기술적으로 난이한 문제이고 현재까지 완벽한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
  • 실린더 내부의 잔류가스를 측정하는 기술로는스파크 플러그를 가공하여 연소실 내부의 가스를샘플링하여 고속 CO, 가스분석기를 이용해야 하는 어려움이 있지만, 본 논문에서는 전술한 바와 같이 MAP (Mwnifbld Absolute Pressure)을 이용한 간단한 계산 알고리즘을 구현해 보고, 이의 타당성을 검증해 본다. 본 연구에서 제시한 실린더내 잔류가스 예측 기법은 총흡입공기량은 실제 흡입공기량과 총잔류가스량의 합으로 구성된다는 개념에서 출발하였다.
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