광학적 진단을 활용한 가솔린 직분사 인젝터의 soot 생성 계측 및 정량화

국문 초록 (Abstract)

최근 전세계적으로 강화되고 있는 연비 규제와 배기 규제로 인해 고효율, 저배기 엔진에 대한 요구가 커지고 있다. 가솔린 엔진 분야에서는 연료를 흡기 포트에 분사하는 PFI 엔진 대신 연료를 연소실에 직접 분사하는 GDI 엔진을 사용하여 연비 향상을 꾀하고 있다. 그러나 기존 PFI 엔진에 비해 GDI 엔진의 경우 연소실 내에 연료를 직접 분사하기 때문에 soot 생성량이 증가하는 문제점이 발생한다.
DISI 엔진에서 soot 생성 요인 인자를 분석하면 불균일한 혼합기 형성, 연료 액막에서 나오는 열분해, 그리고 인젝터 팁의 침전물 형성 등 크게 세 가지로 분류가 가능하다. 그 중에서도 액막 형성에 의한 열분해로 생성되는 soot의 경우 냉시동 조건에서 생성되는 soot 생성량의 약 60 % 이상의 비중을 차지한다. 액막 형성에 의한 soot 생성 특성을 분석하기 위해 이전 선행 연구에서 DBIEI (Diffused Back Illumination Extinction Imaging) 기법을 사용하여 soot 생성 특성을 분석하였다.
그러나 DBIEI 기법을 활용한 soot 계측의 경우, 해당 기법을 활용한 정량화 과정이 검증되지 않은 부분이 있다. 따라서 본 연구에서는 가솔린 직분사 인젝터의 soot 생성에 대해 DBIEI 기법을 이용하여 계측하고, 계측된 결과를 정량화 하는 과정을 설명하고자 한다. DBIEI 기법을 적용하는 동시에 soot 측정 장비를 활용하여 두 가지 방법이 soot 생성량을 계산하는 과정을 설명하고 비교하는 과정을 통해DBIEI 기법의 정량화 과정을 검증하였다.