LPG 직접분사식 전기점화 엔진 희박성층연소의 흡기 제어를 통한 배기 저감

Abstract

과거부터 최근까지 지속적으로 문제되고있는 지구온난화로 인하여 세계 각국마다 이산화탄소의 규제는 지속적으로 강화되고 있다. 또한, 최근 자국민들은 미세먼지 문제를 표면적으로 느끼기 시작하면서 대기환경 오염에 대한 관심 또한 급격하게 증가였다. 차량의 배기가스에는 이산화탄소 및 미세먼지를 야기할 수 있는 물질이 포함되어 있는데, 앞의 문제 해결을 위하여 엔진의 연비 개선과 연소실 내의 연소 기술 발전으로 배기가스 규제 만족을 도모하고자 한다. 높은 연비를 구현함과 동시에 적은 양의 배기가스를 배출하는 희박성층연소의 기술을 적용하여 연비와 배기 특성을 얻고자 하지만 희박성층연소의 경우 기존 연소 방식에 비해 공기와 연료의 혼합기 형성 시간이 짧다는 단점과 점화 안정성이 낮다는 문제점을 가지고있다. 짧은 혼합기 형성 시간을 보완하기 위하여 증발 속도가 빠른 액화석유가스를 대체 연료로 적용하여 더 높은 연비와 배기 특성을 구현하는 연구를 진행하고자 한다. 희박성층연소의 가장 큰 문제점은 짧은 혼합기 형성 시간으로 인해 비균질 혼합기의 연소에서 비롯되는 입자상 물질의 배출량이 증가한다는 단점을 갖고있다. 이 외에도, 희박성층연소의 연소상은 이론적으로 열효율이 최대가 될 수 있는 지점 대비 다소 진각된 곳에 위치 되어있다. 그러나, 보다 높은 열효율을 구현하기 위하여 지각된 곳에 연소상을 위치시키고자 하면 연소효율이 하락하며 최대의 일을 추출하지 못하게 된다. 따라서 본 연구에서는 2가지 흡기 제어 전략을 적용하여 연소상 최적화를 통해 기존 대비 높은 열효율을 구현하고, 입자상물질과 미연탄화수소와 같은 유해한 배기 배출물을 저감시키는 연구를 진행한다.