디젤 가솔린 융합 연소에서 단열 피스톤의 효과

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 기계항공공학부, 2019. 2. 민경덕.The regulation for diesel engine has been more stringent as concerns about the environment have increased. Specifically, the EURO-6c regulation has been implemented since September 2017, then driving test cycle changed from NEDC to WLTP and RDE test was added. To satisfy these regulations, it is necessary to advance combustion for reducing emissions and achieving a high thermal efficiency simultaneously. Dual-fuel combustion which uses two different fuels can be regarded as a type of advanced combustion technology. In this study, the effects of thermally insulated piston on diesel and gasoline dual-fuel combustion were investigated. The experiments were implemented in a light-duty single cylinder diesel engine satisfying the EURO-6 regulation adapted for dual-fuel operation. The engine was operated under low load conditions and high load conditions, with compression ratio of 14. To achieve the low thermal conductivity and volumetric heat capacity for thermal insulation, it is necessary to reduce the density of the insulation coating materials. Therefore, a porous alumina structure formed by anodizing aluminum alloy was selected as thermal insulation materials because it has a lot of pores, then it makes a low density relative to dense aluminum oxide. The thermally insulated piston used in this study was coated with silica coated porous anodized aluminum to block the high temperature in-cylinder gas, which was called anodizing piston. The experiments were conducted to satisfy the various constraints. The gISNOx was restricted below 0.3 g/kWh, the soot emission was limited to below 0.2 FSN, and the mPRR was confined to below 10 bar/deg. The experimental results validated that the combustion stability was improved under low load conditions, and the GIE and IMEP was increased by the enhanced thermal insulation performance due to the high combustion temperature under high load conditions.환경에 대한 관심이 증가함에 따라 디젤 엔진에 대한 규제도 점차 강화되고 있다. 특히, 2017년 9월부터는 EURO-6c 규제가 시행되었다. 이에 따라 운전 시험 모드는 NEDC에서 WLTP로 바뀌었으며, 실도로 주행 배기가스(RDE) 측정 시험도 추가되었다. 이러한 규제를 만족하기 위해 배기 배출물을 줄이면서 동시에 높은 열효율을 가질 수 있는 신 연소 기술이 요구되었다. 그 중 두 가지의 연료를 사용하는 융합 연소는 신 연소 기술의 한 가지로 여겨지고 있다. 본 연구에서는 디젤 가솔린 융합 연소에서 단열 피스톤의 효과를 조사하였다. 본 실험은 EURO-6 규제를 만족하면서 융합 연소가 가능하게 만든 단기통 승용 디젤 엔진으로 진행하였다. 그리고 이 엔진은 압축비 14에서 저부하 영역과 고부하 영역으로 나누어 운전하였다. 단열에 필요한 낮은 열전도도와 낮은 체적 열용량을 얻기 위해서는 단열 코팅 재료의 밀도를 줄여야 한다. 따라서 알루미늄 합금의 양극 산화 처리에 의한 다공성 알루미늄 구조를 단열 재료로 사용하였다. 이 구조는 기공이 많아 일반 알루미늄 합금에 비해 상대적으로 낮은 밀도를 갖고 있기 때문이다. 그리고 본 연구에서는 뜨거운 실린더 내 가스가 기공으로 들어오는 것을 막기 위해 다공성 양극 산화처리 알루미늄에 실리콘을 코팅한 피스톤을 사용하였다. 이 피스톤을 anodizing piston 이라 불렀다. 본 실험은 다양한 제한 조건을 만족하기 위해 진행되었다. gISNOx 는 0.3 g/kWh 이하로, soot 배출물은 0.2 FSN 미만으로 제한하였고, 최대압력상승률 (mPRR)은 10 bar/deg 미만으로 제한하였다. 실험 결과는 저부하 조건에서는 연소 안정성의 증가를, 고부하 운전조건에서는 높은 연소 온도로 인한 GIE와 IMEP의 증가를 확인하였다.Chapter 1. Introduction 1 1.1 Research Background 1 1.2 Previous Research 2 1.3 Research Objective 5 Chapter 2. Experimental Setup and Conditions. 7 2.1 Experimental Setup. 7 2.2 Thermal Insulation Material. 13 2.3 Experimental Conditions. 20 Chapter 3. Experimental Results and Discussion 25 3.1 Low Load Condition 25 3.2 High Load Condition. 33 Chapter 4. Conclusion 43 Reference. 45 국 문 초 록. 48Maste

중력의 효과를 고려한 복합재료 적층보의 진동 해석

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :항공우주공학과,1995.Maste