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학위논문 상세정보

부실의 제원과 잔류가스가 CAI에 미치는 영향에 관한 연구 원문보기
(A) Study on Effect of Sub-chamber Specification and Residual Gas for CAI

  • 저자

    김기진

  • 학위수여기관

    동아대학교 교육대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    기계 금속교육전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    v, 40p.

  • 키워드

    라디칼유도착화 부실 연락공 희박연소 정적연소기 잔류가스;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10065405&outLink=K  

  • 초록

    지구온난화의 주범으로 문제시되고 있는 CO_(2)는 자동차연료로 사용되고 있는 석유계연료의 연소가 이상적으로 연소될수록 CO_(2)의 생성량이 많아지므로 현재로서는 연료를 적게 사용함으로써 생성량을 줄일 수 있는 희박연소가 가장 효과적인 대책으로 알려져 있다. 희박연소는 느린 연소속도, 실화유발 등의 문제점을 지니고 있으며 가솔린 엔진의 대표적인 희박연소 엔진인 DISI(Direct Injection Spark Ignition) 엔진에서 층상연소를 행함으로써 이러한 문제를 해결하였으나 공기와 연료의 불균일 혼합으로 부하조건에 따라 NOx와 PM의 발생을 초래하는 또 다른 단점을 나타내었다. 이러한 관점에서 연소실 내에 희박한 혼합기를 균일하게 공급하고 동시착화를 통해 연소를 행하는 것이다. 이러한 새로운 연소과정을 diesel HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition), gasoline CAI (Controlled Auto-Ignition)라 한다. 새로운 연소과정에서는 연소의 시작을 제어하는 직접적인 방법이 없기 때문에 즉, 엔진 운전조건에 따른 착화시기의 제어가 어렵기 때문에 연소를 제어하는 방법에 많은 관련 연구들이 수행되고 있으며 실제 엔진에서 부실의 설치만으로 라디칼을 생성하여 라디칼을 유도 착화하는 방법이 초희박 혼합기의 bulk 연소 가능성과 예혼합 압축착화 엔진의 가장 큰 문제점인 착화시기제어를 해결할 수 있는 최적의 방법으로 고려된다. 본 연구에서는 실제엔진에서 라디칼 유도 착화기술에 의한 안정적인 연소상태를 얻기 위하여 라디칼 유도 착화시 부실 형상 및 부실내의 잔류가스 량에 따른 기초 연소 특성을 파악하는 것이 목적이다. 라디칼 유도 착화 기술 적용시 부실의 형상과 부실내 잔류가스에 따른 연소특성을 연구한 결과 얻은 주요 결론은 다음과 같다. 1) 혼합기의 연소속도에 미치는 초기온도의 영향은 비교적 큰 반면 초기압력의 영향은 미미하였다. 2) 연락공의 전체단면적(Ah)을 고정하고 연락공의 개수와 직경을 변경시킨 결과 단공인 경우에 연소기간이 확연하게 길어지는 반면 Nh=4홀 이상인 경우 당량비에 상관없이 거의 일치된 연소압력특성을 나타내어 적절한 임계 단면적이 존재함을 확인하였다. 3) 연락공의 개별적인 직경(Dh)을 고정하고 연락공의 개수 및 전체단면적을 변경시킨 결과 각각의 연소기간은 전체단면적에 반비례한다. 4) 희박가연한계에 미치는 연락공 개수의 영향은 연소속도와는 반대로 개수가 적을수록 유리하게 작용하여 양자는 트레이드오프 관계에 있음을 보여준다. 5) 잔류가스 농도의 영향에서 δ=20%까지는 전체연소기간이 거의 비례적으로 증가하다가 24%가 되면 급격한 증가를 보이며 30%에서는 실화를 유발한다. 또한 연소기간의 증가에도 불구하고 연소최고압력은 δ=24%인 경우에 6=0% 대비 약 11.5% 정도 증가하는 경향을 보인다.


    A prior fundamental study was executed using a constant volume chamber to improve the homing properties of lean pre-mixture by the injection of active radicals generated in the sub-chamber. In consequence, RI method shows remarkable progress in the aspects of burning velocity and combustible lean limit compared with SI method. In this study, the necessary additional works have been performed to be based on the former results. We changed parameters as the initial temperature and the initial pressure of mixture. And the effects of residual gas at issue in a real engine were investigated. As a result, the effects of initial temperature were significant, but on the other hand, those of initial pressure were slight. The correlation of passage hole number between overall passage hole area was grasped. And the more detailed analysis is required on residual gas. The main results from this experiment are as follows. 1. The initial temperature has a lot of effect on combustion velocity in using the RI method. On the other hand, the effect of initial pressure is insignificant. 2. In a case of changing the number and the diameter at fixed total sectional area of the passage hole, combustion period in a sub-chamber with one hole was longer than those of other multi-holes, on the other hand, combustion-pressure curves in sub-chamber with 4 or more holes were almost identical regardless of equivalence ratio. Therefore, it is proved that the critical sectional area exists for the number of passage hole. 3. In a case of changing the number and the total sectional area at fixed diameter of the passage hole, each combustion period is in inverse proportion to the total sectional area. 4. As the number of the passage hole decreases, combustible lean limit was expanded while combustion velocity got slow gradually, Thus it is shown that the lean limit and combustion velocity are in a trade-off relationship. 5. Total combustion period increases in proportion to concentration of residual gas by a¨=20%. The period increases rapidly at the concentration of 24% and misfire occurs at 30%. It is shown that the maximum combustion pressure increases by about 11.5% at a¨=24% even if the combustion period increases.


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