35-35 2021 [추계학술대회]
| 제목 | LPI 엔진의 인젝터 끝단부 결빙 방지를 위한 열전달 해석 방안 연구 |
|---|---|
| 분야 | 모빌리티 동력 및 구동시스템 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 박형종( 모토닉), () |
| Key Words | LPI System(LPI 시스템), Icing(결빙), Heat Transfer(열전달), FEM Analysis(유한요소해석) |
| 초록 |
현재 LPG 자동차는 가솔린 및 디젤과 비교하여 미세먼지 배출이 적은 특성으로 택시, 화물차 등과 같이 도심에서 운행시간이 많은 차량에 적용된 연료 시스템이다. 국내에 주로 적용된 LPG 연료 시스템의 특성은 고압의 봄베에 액상의 LPG를 저장하고, 엔진에 공급되면서 연소를 위해 인젝터에 분사되기 직전까지 액상의 상태를 유지한다. 이후 연료분사가 되면 액상으로 무화됨과 동시에 기상으로 상변화가 일어나서 기화하게 된다. 이때 주위의 열을 흡수하게 되면서 인젝터 끝단의 온도가 낮아지게 되어 특정한 조건에서는 온도가 0℃이하로 떨어지게 된다. 특히, 습기가 많은 공기가 엔진에 공급되게 되면 인젝터 끝단에 응축되어 얼게 되고 얼음의 상태로 고착이 된다. 이후 일정크기 이상이 되면 인젝터 끝단에서 분리되어 엔진 실린더 안으로 유입이 되면 연료의 정상적인 연소를 방해한다. 따라서 인젝터 끝단의 온도가 영하로 하강되는 상황을 방지하기 위해 열전달이 잘 일어나도록 하여 냉기가 해소되도록 설계적인 고려가 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 이러한 환경에서 설계적 유용성을 신속하게 파악하기 위한 해석방법을 연구하였다. 실제 인젝터 끝단부는 연료와 공기가 만나는 복잡한 유동이 있지만 구조해석 관점의 해석조건을 적용하여 유용한 결과를 얻고자 연구하였다. |
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