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An Experimental Analysis for System Optimization to Reduce Smoke at WOT with Low Volatile Fuel on Turbo GDI Engine

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2015 KSAE / 134-12 pISSN 1225-6382 / eISSN 2234-0149 DOI http://dx.doi.org/10.7467/KSAE.2015.23.1.097 Transactions of KSAE, Vol. 23, No. 1, pp.97-104 (2015)

저 기화성 연료를 사용한 직접분사식 과급 가솔린엔진에서 전 부하 스모크 저감을 위한 시스템 최적화에 관한 연구

김 도 완*1)․이 승 환1)․임 종 석1)․이 성 욱2)

콘티넨탈 오토모티브 엔진시스템사업부 선행기술개발팀1)․국민대학교 자동차공학과2)

An Experimental Analysis for System Optimization to Reduce Smoke at WOT with Low Volatile Fuel on Turbo GDI Engine

Dowan Kim*1)⋅Sunghwan Lee1)⋅Jongsuk Lim1)⋅Seangwock Lee2)

1)

Engine Systems Korea, Advanced System Engineering, Continental Automotive Systems Corporation, 45-29 Saeum-ro, Icheon-si, Gyeonggi 467-080, Korea

2)

Department of Automotive Engineering, Kookmin University, Seoul 136-702, Korea (Received 31 July 2014 / Revised 15 September 2014 / Accepted 18 September 2014)

Abstract : This study is a part of the high pressure injection system development on the Turbo GDI engine in order to reduce smoke emission in case of using the low volatile(high DI) fuel which is used as normal gasoline fuel in the US market. Firstly, theoretical approach was done regarding gasoline fuel property, performance, definition of particle matters and its creation as well as problems of the high DI fuel. In this experimental study, 2L Turbo GDI engine was selected and optimized system parameter was inspected by changing fuel, fuel injection mode (single/multiple), fuel pressure, distance between injector tip and combustion chamber, start of injection, intake valve timing in engine dyno at all engine speed range with full load. In case of normal gasoline fuel, opacity was contained within 2% in all conditions.

On the other hands, in case of low volatile fuel (high DI fuel), it was confirmed that the opacity was rapidly increased above 5,000 rpm at 14.5 ~ 20 MPa of fuel pressure and there were almost no differences on the opacity(smoke) between 17 MPa and 20 MPa fuel pressure. According to the SOI retard, smoke decrease tendency was observed but intake valve close timing change has almost no impact on the smoke level in this area. Consequently, smoke decrease was observed and 16% at 6000rpm respectively with injector washer ring installed. By removing injector washer to make injector tip closer to the combustion chamber, smoke decrease was observed by 46% at 5,500 rpm, 42% at 6,000 rpm. It is assumed that the fuel injection interaction with cylinder head, piston head, intake and exhaust valve is reduced so that impingement is reduced in local area.

Key words : DI(운전성지수), Opacity(광투과율), SOI(연료분사시기), Low volatile fuel(저 기화성 연료), Smoke (매연), GDI(가솔린 직접분사)

1. 서 론

1)

GDI 엔진은 뛰어난 성능에 대한 요구뿐만 아니라 다른 두 가지 주요 도전에 직면해 있다. 첫 번째는 CO2 및 기타 배출의 추가 감축과 연비규제의 일환

*

Corresponding author, E-mail: [email protected]

으로 유럽법규기준 CO2배출량이 2020년에 95g/km 로 제한된다. 두 번째는 입자상 물질규제(PM/PN)이 며, 2017년 9월에 발효되는 유로6c 규제에서는 GDI 엔진에도 현 디젤엔진의 입자상 물질 규제치와 동 일한 입자상 물질의 훨씬 낮은 수량규제(PN = 6 × 1011)가 적용된다.1) 유럽에서는 이미 2013년 이후 가

(2)

김도완․이승환․임종석․이성욱

솔린 PFI(Port Fuel Injection) 엔진보다 GDI(Gasoline Direct Injection) 엔진이 더 많이 양산이 되고 있으며 북미 시장 또한 이 추세를 따르고 있다. 전 세계적으 로 GDI 엔진은 2019년부터 PFI 엔진의 수요를 능가 할 것으로 예상되며 2017년 이후 도입이 예상되는 WLTP(Worldwide harmonized Light duty Vehicle Test Procedure) 와 RDE(Real Driving Emission) 실험모드 는 기존 FTP-75(Federal Test Procedure) mode, NEDC (New European Driving Cycle)에 비해 고속, 고 부하 영역 운전이 확대되고 가/감속도가 증가하여 연비 및 배출가스 규제 만족이 더욱 어려워질 것으로 예 상된다.2) 뿐만 아니라 차량에 사용되는 연료는 계절 별로, 지역별로 다른 특성을 지니며, 저 기화성 가솔 린연료(high DI)의 경우에는 가솔린 연료로서의 요 구사항 중 연료의 증발성(휘발성)이 낮아 냉시동성, 시동직후 발진 시 Stumbling 등 운전성 관련 문제 뿐 만 아니라 스모크 및 입자상 물질 발생을 야기 시킨 다.3,4) 저 기화성 가솔린 연료를 GDI 엔진에 적용한 경우 전술한 바와 같은 운전성 문제는 현재 관련 엔 진 제어로직의 개발 및 적용으로 문제가 개선되었 다.5) 하지만 연소실내에 직접 연료를 분사하는 GDI 엔진의 특성상 PFI 엔진대비 균질혼합기 형성이 상 대적으로 어려울 뿐만 아니라 저 기화성 가솔린 연 료가 사용되면 국부적인 농후함으로 인한 스모크 및 입자상 물질의 생성이 용이하게 된다.

본 연구는 GDI 엔진을 탑재한 차량의 입자상 물 질 규제에 대비하기 위한 직접분사식 가솔린 엔진 의 고압 연료분사 시스템 (고압 인젝터) 개발의 일 환으로 강화되는 배출가스 규제 및 차량의 파워트 레인 품질조건을 만족할 수 있도록 일반 가솔린 연 료 및 저 기화성 연료 적용에 따른 전 부하 스모크 생성의 확인 및 스모크 저감을 위한 시스템 최적화 방법을 파악하고자 하였다.

이를 위해 가솔린 터보 GDI 엔진에 광투과식 매 연 측정장치(Opacimeter)를 장착하여 일반 가솔린 연료 및 북미지역에서 널리 이용되는 저 기화성 가 솔린 연료 적용에 대한 전 엔진영역에서의 전 부하 시 스모크 배출 특성을 분석하였으며, 시스템 제어 파라미터인 연료분사 모드(단일 분사/다단분사), 연 료압력, 인젝터 팁과 연소실간의 거리, 연료분사시

기, 흡기밸브 타이밍 등에 의한 스모크 배출 특성을 살펴봄으로써 향후 강화되는 유럽 및 북미지역에서 의 입자상물질 규제 대응방안과 고압 연료분사 시 스템개발의 방향을 제시하고자 하였다.

2. 실험장치 및 방법 2.1 시험 엔진

본 실험에 사용된 엔진은 2.0L 가솔린 직접분사 식 터보엔진으로 Table 1에 대상 엔진의 주요제원을 나타내었다.

Table 1 Engine specification

Specification of test engine

Engine type 4 stroke L4 T-GDI Engine

Displacement 2,000 cc

Bore × Stroke 88 × 97 mm

Compression ratio 9.5 : 1

Max. power 271 ps / 6,500 rpm

Max. torque 40 kgfm / 1,500 rpm

Max. fuel pressure 200 bar

Fuel injector type Side mounted solenoid injetor Fuel pump type Single piston high pressure pump

2.2 시험 구성

본 실험에서는 운전영역별 스모크 분석을 수행하 기 위해 엔진동력계를 사용하여 시험을 수행하였으 며, 스모크 측정을 위해서는 배기가스내의 Opacity (광 투과율)를 연속적으로 측정할 수 있는 AVL opacimeter 439(광투과식 매연측정장치)를 사용하 였다. Fig. 1은 Opacimeter 장치의 구성도를 나타낸 다. Opacity의 측정방법은 배기가스가 특정 길이로

Fig. 1 Schematic diagram of opacimeter

(3)

저 기화성 연료를 사용한 직접분사식 과급 가솔린엔진에서 전 부하 스모크 저감을 위한 시스템 최적화에 관한 연구

정의된 비 반사 표면의 측정 챔버에 균일하게 채워 졌을 때 광원과 수신기 사이의 빛의 강도의 손실을 측정한 후, 투과한 빛의 세기는 두께에 따라 지수 함 수적으로 감소한다는 Beer-Lambert Law 에 의해 배 기가스의 불 투명도를 도출한다.

2.3 실험 연료

차량에 사용되는 연료는 계절별로, 지역별로 다 른 특성을 지니고 있다. 연료의 성능특성을 나타내 는 대표적인 값으로 DI (Driveability Index) 지수를 사용하고 있는데 대표적인 증류곡선법인 ASTM (American Society for Testing and Materials)의 증류 곡선에 의해 결정되며 식 (1) 로 나타낼 수 있다.



  ×   

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   

(1)

DI 지수는 연료의 10% 증발 시 온도, 50% 증발 시 온도 및 90% 증발 시 온도를 이용하여 냉시동 이나 워밍업 운전시의 운전성을 예측하기 위하여 개발 되었다. DI 지수는 연료의 특성 중에 연료의 기화성에 관련된 인자로써 DI 지수가 크면 기화성 이 낮다는 것을 의미하며 이 경우 동절기에 엔진 워밍업 시간이 오래 걸리고 엔진의 시동이 곤란해 지며 엔진 가속 시 실린더내에 기화 연료량이 너 무 적어 요구하는 만큼의 출력을 낼 수 없게 된다.

반면에 기화성이 너무 높은, 즉 낮은 DI 지수를 갖 는 연료의 경우에는 과도한 연료증기가 실린더에 생성되어 유입되는 공기 체적을 감소시켜 시동불 가의 현상을 초래하게 되므로 적절한 수준의 DI 지수를 갖는 연료의 사용이 요구된다. Table 2에는 본 실험에 사용된 가솔린 연료의 DI 지수를 연료 제조업체의 성적서로부터 발췌하여 나타내었다.

또한 Table 3에는 본 실험에 사용된 저 기화성 연 료의 일반 가솔린 연료와 high DI 연료의 올레핀 및 아로마틱 계 탄화수소 함유량을 나타내었다.

가솔린의 연소 시 스모크 생성에 특히 악영향을 미치는 성분은 올레핀 계와 아로마틱 계 성분이며 일반 가솔린 연료대비 high DI 연료의 올레핀 계는 약 2배, 아로마틱 계는 약 2.5배 이상 함유량이 큼 을 알 수 있다.

Table 2 DI of test fuel

Fuel Conventional

gasoline

High DI gasoline 10% distillation temp. [°C] 142 131 50% distillation temp. [°C] 192 208 90% distillation temp. [°C] 300 320

DI 1090 1142

Table 3 DI of test fuel

Fuel Conventional

gasoline

High DI gasoline

Olefin 8.89 16.1

Aromatic 13.14 35.2

2.4 실험 방법

실험은 1,000 ~ 6,000 rpm의 엔진 회전속도, 전 부 하에서 다른 종류의 연료, 연료압력, 연료분사 모드, 연료분사 시기(SOI) 및 흡기 밸브 타이밍을 변경하 여 Opacity(smoke)를 측정하였다. 먼저 일반 가솔린 연료를 사용하여 14.5 MPa, 17 MPa 및 20 MPa의 연 료분사 압력으로 각각 정의된 엔진회전속도와 연료 분사모드로 Opacity를 확인하였다. 동일한 조건으 로 저 기화성 연료를 사용하여 실험을 진행하였으 며, 저 기화성 연료의 경우 5,500 rpm 이상 영역에서 인젝터 팁 위치 결정을 위한 인젝터 와셔 장착 여부 및 연료분사, 흡기 밸브의 위상을 조정하여 Opacity 의 저감을 확인하였다. Table 4와 Table 5는 전 부하 조건에서 최대 연료압력 별 성능을 기준으로 최적 화된 시스템 제어 파라미터 조건을 보여준다. SOI 는 크랭크 각으로 배기행정 TDC를 540CA, 흡기행 정 BDC를 360CA, 압축행정 TDC를 180CA, 폭발행 정 BDC를 0CA로 하여 계산하며, 흡기밸브 타이밍 의 경우 최대 지각 위치에서 배기행정 TDC를 기준 으로 최대 리프트인 127CA 지점이 밸브 타이밍 제 어의 기준위치이며 운전영역에 따라 최대 45CA까 지 진각이 가능하다. 배기밸브 타이밍의 경우 최진 각 위치에서 배기행정 TDC를 기준으로 크랭크 각 으로 최대 리프트인 -112CA 지점이 밸브 타이밍 제 어의 기준위치이며 운전영역에 따라 최대 45CA 지 각이 가능하다. 연료분사압력에 따라 연료분사방법 을 달리한 이유는 전부하 운전영역이므로 분사연료 량이 많고 흡입기간 동안의 고압 분할 분사로 보다

(4)

Dowan Kim⋅Sunghwan Lee⋅Jongsuk Lim⋅Seangwock Lee

Table 4 Full load base test condition

(Fuel pressure : 14.5 MPa / with injector washer ring)

Engine speed [rpm]

Injection mode

Fuel pressure

[MPa]

Lambda SOI [CA]

Valve timing IN CAM [CA]

EX CAM

[CA]

1,000 double 10 1 469 85 -85

1,500 double 13 1 469 85 -86

2,000 double 14.5 0.9 478 85 -99

2,500 double 14.5 0.87 483 85 -110

3,000 double 14.5 0.84 489 85 -107

3,500 single 14.5 0.81 483 85 -102

4,000 single 14.5 0.79 488 87 -101

4,500 single 14.5 0.77 501 87 -104

5,000 single 14.5 0.76 514 100 -106

5,500 single 14.5 0.74 531 110 -108

6,000 single 14.5 0.73 548 120 -110

Table 5 Full load base test condition

(Fuel pressure : 17, 20 MPa / with injector washer ring)

Engine speed [rpm]

Injection mode

Fuel pressure

[MPa]

Lambda SOI [CA]

Valve timing IN CAM [CA]

EX CAM [CA]

1,000 triple 12 1 470 85 -85

1,500 triple 15 1 470 85 -85

2,000 triple 17, 20 0.9 479 85 -99

2,500 triple 17, 20 0.87 484 85 -109 3,000 triple 17, 20 0.84 488 85 -107 3,500 single 17, 20 0.81 483 85 -102 4,000 single 17, 20 0.79 488 87 -101 4,500 single 17, 20 0.77 501 87 -104 5,000 single 17, 20 0.76 514 100 -106 5,500 single 17, 20 0.74 531 110 -109 6,000 single 17, 20 0.73 550 120 -110

균질한 혼합기 생성 목적으로 Table 4의 14.5 Mpa 시 험에서는 double injection, Table 5의 17 Mpa, 20 Mpa 시험에서는 triple injection 을 사용하였다.

3. 실험결과 및 고찰 3.1 실린더 내부 카본 퇴적물

Table 4, Table 5와 같은 조건으로 저 기화성 연료 를 사용한 1,000 ~ 6,000 rpm 영역의 전 부하 실험 후

#1 Combustion chamber

#2 Combustion chamber

#3 Combustion chamber

#4 Combustion chamber

Fig. 2 Endscope images - roof of combustion chamber

엔도스코프(endoscope)로 카본 퇴적물 확인을 하였 으며, Fig. 2는 연소실 상부의 카본 퇴적물을 관찰한 결과이며, 모든 실린더의 연소실상부에서 카본 퇴 적물이 발견되지 않았다. Fig. 3은 실린별 피스톤 상 면의 퇴적물을 확인 결과이며 3번 실린더의 피스톤 상면에서 카본 퇴적물이 발견되어 연료분사시 피스 톤 헤드 상면에 연료의 액적이 발생하였음을 추정 할 수 있었다. 이는 인젝터간 스프레이 편차 및 고속 전부하에서 최적화 되지 않은 연료분사시기(SOI)에 의한 피스톤 상면의 연료액적 발생에 의한 것으로 추측된다.

Fig. 4는 동일한 시험후 인젝터 팁 부위의 카본 퇴

(5)

An Experimental Analysis for System Optimization to Reduce Smoke at WOT with Low Volatile Fuel on Turbo GDI Engine

#1 Piston head

#2 Piston head

#3 Piston head

#4 Piston head

Fig. 3 Endscope images - surface of piston head

적물을 확인한 결과이며, 실험 전과 비교하여 인텍 터 팁 부위에 추가적으로 소량의 카본 퇴적물이 침 착된 것을 확인할 수 있었다.

3.2 스모크 배출 결과분석 3.2.1 일반 가솔린 연료

Fig. 5는 일반 가솔린(RON92) 연료를 사용하여 연료압력 별로 (14.5 MPa / 17 MPa / 20 MPa) 1,000 ~ 6,000 rpm의 전 부하 실험을 수행한 결과이며, 모든 영역에서 Opacity(smoke)는 2% 이내를 유지하였다.

이 결과는 일반 가솔린 연료의 경우 엔진 고 회전 영 역에서도 연료의 기화성이 우수하여 균일 혼합기

Before smoke test

After smoke test

Fig. 4 Surface of injector tip

Fig. 5 Full load opacity result with normal gasoline fuel

(6)

김도완․이승환․임종석․이성욱

생성이 용이하기 때문에 연소실, 피스톤 헤드 상면 및 인젝터 팁 등에서 발생하는 연료액적 생성이 억 제된 것에 기인하는 것으로 판단된다. 2,500 ~ 3,500 rpm의 경우 연료의 종류 및 연료분사압력 크기에 관 계없이 Opacity가 거의 비슷한데 이는 저속대비 적 절한 실린더내의 유동과 고속대비 균일 혼합기 생 성의 시간적 여유 그리고 최적의 연료 분사시기 (SOI)가 조합된 결과라고 판단된다.

3.2.2 저 기화성 가솔린 연료

Fig. 6은 저 기화성(high DI) 연료를 사용하여 연 료압력 별(14.5 MPa / 17 MPa / 20 MPa) 1,000 ~ 6,000 rpm의 전 부하 실험을 수행한 결과이다. 5,000 rpm 이상영역에서 Opacity 값이 급격히 증가함을 볼 수 있으며, 이것은 엔진의 고 회전 운전 조건에서 high DI 연료의 전형적인 특징인 저 기화성에 의해 실린 더 내에 연료분사 후 연소실, 피스톤 헤드 및 인젝터 팁 등에 연료액적 및 불 균일 혼합기가 생성 되는 것 에 기인하는 것으로 판단된다. 17 Mpa과 20 MPa의 연료압력을 사용한 경우 14.5 MPa와 비교하여 Opa- city가 감소함을 확인할 수 있었고, 17 MPa과 20 MPa의 연료압력에서 측정된 Opacity는 큰 차이를 보이지 않아 17 MPa의 연료압력으로 추가 실험을 진행하였다. 연료압력 14.5 MPa의 경우가 17 MPa, 20 MPa의 경우보다 Opacity가 증가하는 이유는 연 료압력 중대로 인해 실린더내로 직접분사된 고압 연료의 무화도(Atomization) 향상에 의해 연소실내

Fig. 6 Full load opacity result with high DI gasoline fuel

국부적으로 농후한 연료의 비율이 줄어든 결과라고 판단된다.

3.3 스모크 배출 저감 최적화 실험 3.3.1 인젝터 워셔 장착 시 파라미터 최적화 Fig. 7과 Fig. 8은 저 기화성 연료로 전 부하 실험 을 하였을 때 Opacity(smoke)가 급격히 증가하는 영 역인 5,500rpm/6,000rpm 조건에서 인젝터에 워셔를 장착한 후, 연료분사시기 및 흡기밸브의 닫힘 시기 의 변경에 대한 Opacity 경향을 보여준다. 이 때 연료 압력은 17 MPa로 제어되었다. 이 결과에서는 5,500rpm 조건의 경우 흡기밸브 닫힘 시기와는 무관하게 연 료 분사시기를 Base 대비 20 CA 지각된 510 CA로 제어하였을 때에 최소 Opacity 를 확인할 수 있었으 며 6,000 rpm에서도 흡기 밸브의 닫힘 시기와는 무 관하게 연료 분사시기가 Base 대비 20 CA 지각된 530 CA에서 최소 Opacity를 확인할 수 있다.

Fig. 9에는 Table 5에 나타낸 기본 실험조건 을 적 용하였을 때 대비 인젝터 와셔링을 장착한 상태에 서 연료분사시기 및 흡기밸브의 닫힘 시기 값을 최 적화 하였을 때의 Opacity 저감을 도식화 하였다.

5,500 rpm 조건에서는 SOI 510 CA에서 최대 49%, 6,000 rpm 조건에서는 SOI 530 CA에서 최대 16%의 Opacity 저감을 확인하였으며, 이는 연료분사시기 지각을 통해 발생되는 연료액적이 감소되면서 Opacity 가 감소된 것으로 판단된다.

Fig. 7 Full load opacity optimization with high DI fuel at 5,500 rpm with injector washer

(7)

저 기화성 연료를 사용한 직접분사식 과급 가솔린엔진에서 전 부하 스모크 저감을 위한 시스템 최적화에 관한 연구

Fig. 8 Full load opacity optimization with high DI fuel at 6,000 rpm with injector washer

Fig. 9 Full load opacity optimization result with high DI fuel with injector washer

3.3.2 인젝터워셔 미장착 시 파라미터 최적화 Fig. 10과 Fig. 11은 저 기화성 연료로 전 부하 실 험을 하였을 때 Opacity가 급격히 증가하는 영역인 5,500 rpm/6,000 rpm 조건에서 인젝터 포켓과 인젝 터의 워셔링을 제거한 후 17 MPa 연료압력으로 연 료분사시기 및 흡기밸브의 닫힘 시기를 변경하였을 때의 Opacity 경향을 보여준다. 워셔링을 제거한 이

Fig. 10 Full load opacity optimization with high DI fuel at 5,500 rpm without injector washer

Fig. 11 Full load opacity optimization with high DI fuel at 6,000 rpm without injector washer

유는 연소실 내에 인젝터를 더욱 밀착시켜 실린더 헤드, 연소실 벽 및 흡/배기밸브에 간섭으로 인해 생 성되는 연료의 액적을 줄이기 위함이다. 이 결과로 부터 5,500rpm 운전조건의 경우 연료 분사시기가 Base를 기준으로 20 CA 지각된 510 CA에서 최소 Opacity를 확인할 수 있었으며, 6,000rpm 조건에서 도 흡기밸브 닫힘 시기와 무관하게 연료 분사시기

(8)

Dowan Kim⋅Sunghwan Lee⋅Jongsuk Lim⋅Seangwock Lee

Fig. 12 Full load opacity optimization with high DI fuel without injector washer

가 Base를 기준으로 20 CA 지각된 530 CA에서 최소 Opacity를 확인할 수 있었다.

Fig. 12에는 Table 5에 나타낸 기본 실험조건에서 의 결과를 기준으로 실린더 헤드의 인젝터 워셔링 제거를 통한 인젝터 팁의 밀착 후 연료분사시기 및 흡기밸브의 닫힘 시기 최적화를 수행하였을 때 Opacity 저감 경향을 도식화 하였다. 5,500 rpm 조건 에서는 SOI 510 CA에서 최대 49%, 6,000 rpm 조건 에서는 SOI 530 CA에서 최대 42%의 Opacity 저감을 확인하였으며, 이 결과는 엔진 고회전 조건에서 고 압으로 연료분사 시 연료분사시기 지각 및 워셔링 제거로 인젝터 밀착에 의해 연소실 벽면, 피스톤 헤 드에서의 연료액적이 더욱 감소되면서 Opacity가 감소되었다고 판단된다.

4. 결 론

직접분사식 과급 가솔린기관의 1,000 ~ 6,000 rpm, 전 부하 조건에서 일반가솔린 연료 및 저 기화성 (high DI) 가솔린 연료에 대하여 연료분사압력, 연료 분사 모드, 연료분사 시기, 흡기밸브 닫힘 시기, 인 젝터 워셔 유무 등의 파라미터 변경에 따른 Opacity (Smoke) 배출량의 변화를 관찰하였고, 다음과 같은 결론을 얻었다.

일반 가솔린 연료(RON92)의 경우, 다른 연료분 사압력(14.5 MPa / 17 MPa / 20 MPa) 및 1,000 ~ 6,000 rpm 운전 조건에서의 전 부하모드 실험 시 모든 영

역에서 Opacity는 2% 이내를 유지하였다.

저 기화성(high DI) 연료의 경우, 연료 압력 별로 (14.5 MPa / 17 MPa / 20 MPa) 1,000 ~ 6,000 rpm의 전 부하모드 실험 시 5,000 rpm 이상영역에서 Opacity 값 이 급격히 증가함을 확인하였다.

인젝터 워셔를 장착한 상태에서 저 기화성(high DI) 연료를 분사압력 17 MPa로 사용한 경우, 연료분 사시기 및 흡기밸브의 닫힘 시기 조절로 최적화를 통해 5,500 rpm 및 6,000 rpm 운전조건에서 기준대 비 SOI 20 CA 지각 시 각각 최대 49%, 16%의 Opacity 저감을 확인할 수 있었으며, 흡기밸브 닫힘 시기 지 각에 대한 영향도는 적음을 알 수 있었다. 또한 연료 분사시기 최적화와 함께 인젝터 워셔 제거로 인젝 터 팁의 위치를 변경한 후 Opacity를 측정하였을 때 에는 5,500 rpm 및 6,000 rpm 운전 조건에서 기준대 비 각각 최대 49%, 42%의 Opacity 저감을 확인할 수 있었다.

References

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KSAE Spring Conference Proceedings, pp.470- 476, 2009.

5) G. W. Malaczynski, D. B. Miller and S. L. Melby,

“Low Volatility Fuel Delivery Control during Cold Engine Starts,” SAE 2005-01-0639, 2005.

수치

Fig. 1 Schematic diagram of opacimeter
Table 4 Full load base test condition
Fig. 4 Surface of injector tip
Fig. 6은  저  기화성(high DI) 연료를  사용하여  연 료압력  별(14.5 MPa / 17 MPa / 20 MPa) 1,000 ~ 6,000  rpm의  전  부하  실험을  수행한  결과이다
+3

참조

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