[공학,기술] 왕복기관 - GDI & Lean Burn 엔진 조사

왕복기관 - GDI & Lean Burn 엔진 조사 1. GDI(Gasoline Direct Injection) Engine 엔진 구조 및 작동원리 GDI엔진이란 연료를 직접 연소실로 분사해 초희박 연소를 실현함으로써 연비와 출력을 동시에 향상시킨 미래형 청정엔진이다. 내연기관의 기술적 한계가 바로 GDI엔진의 한계라고 말해진다. Gasoline Direct Injection의 약어로서, 우리말로 표현하자면 가솔린 직접분사 엔진이다. 직접분사방식이란 원래 디젤기관에서 쓰이는 기술로 연료를 흡기포트가 아닌 실린더내로 직접 분사해 연소시키는 엔진형식을 말한다. 현재의 다중분사방식(MPI) 가솔린엔진에서는 가솔린을 흡기 Port내에 분사를 하여 에어클리너를 통과한 공기와 혼합되어 혼합기로 연소실내에 공급이 된다. 그러나 압력이 낮은 흡기 PORT내에 분무상태로 분사되기에 응답성과 연료량 제어에 한계가 존재한다. 그래서 직접 분사식 디젤엔진과 같이 연료를 연소실내에 직접 분사하는 방식이 적용된 것이다. ` GDI엔진의 희박연소 과정 ` 이론공연비를 훨씬 상회하는 공연비 30~40정도에서 초희박연소를 가능하게 하기 위해서는 연소실내의 혼합기가 확산하지 않도록 Spark Plug 주변에 집중시켜야 한다. GDI엔진의 초희박 연소과정을 개략 하면 다음과 같다. 1) 연소실의 강한 상하유동 흡입공기 와류(Tumble) 형성 직립흡기관에 의해 흡입되는 공기를 수직방향으로 강력한 하강기류를 형성토록 해야 하며, 하강기류의 흡입공기는 다시 만곡형 피스톤에 의해 공기의 흐름을 위쪽 방향으로 바꾸게 되어 흡입 공기는 상하방향으로 강력한 와류가 형성되게 된다. 2) 압축행정시 연료분사로 연료 성층화 형성 압축행정 말기에 강력한 와류가 형성되어 있는 실린더내로 고압 스월 인젝터로 부터 연료를 분사한다. 연소실내에서 강력한 공기와류가 형성될 때 와류의 중앙부위는 바깥부분보다 속도가 훨씬 빠르기 때문에 바깥부분에 비해 상대적으로 압력이 떨어지게 된다. 이때 …
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