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기계식 디젤 인젝터의 노후화가 분무 특성에 미치는 영향
정민욱(Minuk Jeong),유영수(Young Soo Yu),양승호(Seungho Yang),박성욱(Sungwook Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
최근 국내 노후 농기계의 비중이 증가함에 따라 농기계의 디젤 엔진이 노후화되어 성능 저하와 더불어 배출가스가 다량 배출되는 문제가 있다. 노후화가 심한 농기계의 경우 미세먼지 배출량이 매우 높을 것으로 판단되며, 디젤 엔진에서 인젝터의 분무 특성은 엔진의 성능 및 배기 배출물에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 노후 농기계의 배출 가스를 줄이기 위한 연구가 필요하다. 노후 농기계의 배출가스 배출량에 영향을 주는 핵심 부품 중 기계식 디젤 인젝터의 노후화가 분무 특성에 미치는 영향을 확인하기위한 연구를 수행하였으며, 연구 대상으로 Perkins社의 Tier 1 농기계 디젤 엔진의 2345L009 노후 인젝터와 신품 인젝터를 대상으로 실험을 진행하였다. 노후화가 진행된 인젝터와 신품 인젝터의 분무 특성 비교를 위해 분사량, 분사율, 분무가시화 실험을 수행하였다. 실험 방법은 연료 압력이 인젝터 니들이 개방되면 분사가 개시되는 기계식 인젝터 특성상 전기 모터로 분사 펌프를 구동하여 분사실험을 진행하였으며, 부품 간 간섭의 영향을 반영하기 위하여 4개의 인젝터를 동시에 구동하고 4개 중 1개의 인젝터에 대하여 분무 실험을 수행하였다. 분사량 실험의 경우 분사속도를 엔진 회전수 기준 600, 1200, 1800 rpm으로 달리하여 실험을 진행하고 연료 밸브를 완전 개방한 상태로 1분동안 측정 용기에 분사하여 질량을 측정하였으며, 실험간 오차를 최소화하기 위해 동일 실험을 3회 반복하여 그 평균을 측정값으로 하였다. 분사율 측정의 경우 Bosch 장관법을 이용하여 측정하였으며, 엔진 회전수 1200 rpm에서 연료 밸브를 완전 개방하여 분사하였다. 또한, 측정장치의 분위기 압력을 10 bar로 하여 인젝터 분사에 의한 100개의 압력파형을 중첩하여 분사율을 측정하였다. 분무 가시화는 Mie-scattering 기법을 적용해 분위기 압력 조절이 가능한 정적 챔버를 이용하여 분무 가시화 실험을 수행하였다. 가시화 실험의 실험조건은 엔진 회전수 1200 rpm에서 연료 밸브를 완전 개방하여 분사하였으며, 계기압력 기준 0 bar, 5 bar, 10 bar, 15 bar으로 분위기압력을 변화시켜가며 분무 이미지를 취득하였다. 취득한 이미지는 MATLAB image processing tool을 이용하여 분무 도달거리와 같은 거시적 분무특성을 분석하였다.
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정민욱 ( Minuk Jeong ),유영수 ( Young Soo Yu ),양승호 ( Seungho Yang ),최민후 ( Minhoo Choi ),박성욱 ( Sungwook Park ) 한국분무공학회 2021 한국액체미립화학회지 Vol.26 No.3
Deteriorated agricultural diesel engines using mechanical fuel injection systems have low fuel injection pressures. And they are not equipped with an exhaust gas abatement device, so it produces a lot of exhaust gas. Remanufactured used injectors can reduce emissions because spray characteristics are improved. In addition, remanufacturing is environmentally friendly and economical compared to producing new parts. For efficient injector remanufacturing, it is necessary to conduct a comparison experiment on the spray characteristics of an used mechanical injector and a new injector of the same model. In this study, the spray characteristics of the two injectors were compared by performing an injection quantity measurement and a spray visualization experiment. As a result, the used injector had a larger injection quantity, a shorter spray tip penetration, a wider spray angle and a smaller spray area than the new injector.
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연료분무 및 연소 2 : 기계식 및 커먼레일식 디젤 인젝터의 연료 분무특성 비교
박쥰규 ( Jun Kyu Park ),이상훈 ( Sang Hoon Lee ),송진근 ( Jin Geun Song ),노현구 ( Hyun Gu Roh ),박성욱 ( Sung Wook Park ) 한국액체미립화학회 2012 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2012 No.-
The purpose of this study is understanding spray characteristic of mechanical and common-rail injector. Because many parts of decrepit diesel engines are dumped even though they could be used by remanufacturing process, researches about remanufacturing engine go on recently. Especially, Fuel injection system of used mechanical diesel engine needs to be improved by applying common-rail system. Because of these reasons, comparisons of mechanical and common-rail injection characteristic should be investigated. In this study, it was revealed that spray development of common-rail injector is faster than that of mechanical injector based on same injection quantity and common-rail injector has an advantage of various injection condition because injection conditions such as injection pressure, energizing time are controlled dependently in common-rail system. Furthermore, contrary to mechanical system, injection rate could be adjusted by changing injection pressure and energizing time.
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분사조건에 따른 기체/액체 동축형 인젝터의 분무특성에 관한 연구
정원호(W. H. Jeong),김동준(D. Kim),임지혁(J. H. Im),윤영빈(Y. Yoon) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.1
기체와 액체 추진제를 사용하는 동축형 분사기의 분무특성을 조사하기 위하여 shadow graph와 mechanical patternator, PDPA를 이용한 실험을 수행하였다. 차원해석 방법을 도입하여 운동량 플럭스 비(M)와 레이놀즈 수(Re)를 기체/액체 동축형 분무의 주요 변수로 설정하였고, 실험을 통하여 전단 및 스월 동축형 분무의 특성을 거시적 및 미시적 관점에 서 비교ㆍ분석하였는데, 기체 추진제의 영향력이 커지는 분사조건에서 전단 및 스월 동축형 분무의 거시적 특성이 유사해짐을 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구에서는 미시적 분무 특성에 대한 분석 결과로서 분무액적 크기와 분사조건 사이의 관계식도 제시하였다. Characteristics of sprays injected by gas/liquid coaxial atomizers operated at atmospheric pressure are studied using shadowgraph, mechanical patternator and PDPA. The gas-to- liquid momentum flux ratio(M) and the liquid Reynolds number(Re) are selected as key parameters in characteristics of gas/liquid coaxial sprays from the dimensional analysis. The properties of shear coaxial sprays are compared with those of swirl coaxial sprays through the macroscopic and microscopic analysis. Macroscopic similarities between shear and swirl coaxial sprays are revealed under flow conditions of high momentum flux ratio. Also, empirical correlations between the mean drop diameters(D₃₂) and operating conditions of coaxial sprays are proposed in this paper.
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