| 제목 |
디젤/가솔린 융합연소에서 피스톤 형상이 운전 영역 확장에 미치는 영향 |
| 분야 |
열유체 |
| 언어 |
Korean |
| 저자 |
남태우(서울대학교), 민경덕(서울대학교), 주상현(서울대학교), 문선영(서울대학교) |
| Key Words |
Dual-fuel Combustion(융합연소), Piston Shape(피스톤 형상), Gasoline (가솔린), Diesel Engine (디젤 엔 진), Combustion Phase (연소상) |
| 초록 |
디젤 엔진은 높은 출력과 열효율로 인해 운송 수단의 동력원으로서 오랜 기간 사용되어 왔다. 하지 만 디젤 엔진에서는 질소산화물 (NOx, Nitrogen Oxides)과 입자상 물질 (PM, Particulate Matter)을 다량 배출하는 문제점을 갖고 있으며, 세계 각국에서 환경오염에 대한 관심이 지속적으로 증가함에 따 라 배기가스에 대한 규제가 점차 강화되고 있다. 이에 두 가지 이상의 연료를 같이 사용하는 융합연소 (Dual-fuel Combustion)를 통해 예혼합률을 높여 질소산화물 및 입자상 물질을 저감하는 동시에 열효 율을 향상시키기 위한 선행연구가 진행되어 왔다. 융합연소는 저온 연소를 통한 질소산화물 저감과 높은 예혼합률로 인한 입자상 물질 감소에 용이하 지만, 동시에 디젤 연료의 자발화에 의한 급속한 연소 때문에 최고압력상승률 (MPRR, Maximum Pressure Rise Rate)이 상승하여 소음과 진동 및 노킹 (Knocking) 등의 문제점이 발생할 수 있다. 따 라서 융합연소는 일반 디젤 연소와 비교하였을 때 연소상 (Combustion Phase)이 다르므로 일반 디젤 엔진의 운전 전략이나 엔진 설계와는 차이가 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 실린더 내부의 유동이 다르게 형성되는 다양한 피스톤 형상을 적용하여 디젤/가 솔린 융합연소 실험을 진행하였다. Euro 6 규제를 만족하는 0.4L 단기통 승용 디젤 엔진에서 실험을 진행하였으며 피스톤 형상에 따른 연소 특성 및 배기 배출물, 열효율 등을 분석하였다. 또한 각 피스 톤 별로 제한조건 (ISNOx 0.21 g/kWh 이하, PM 0.2 FSN 이하, MPRR 10 bar/deg 이하) 하에서 열효율을 향상시키는 최적화 과정을 거쳐 피스톤 형상에 따른 디젤/가솔린 융합연소의 운전 영역 확장 가능성을 확인하였다. |
| 원문(PDF) |
다운로드
|
