기계식 디젤 인젝터의 노후화가 분무 특성에 미치는 영향
저자
정민욱(Minuk Jeong) ; 유영수(Young Soo Yu) ; 양승호(Seungho Yang) ; 박성욱(Sungwook Park)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
KDC
556
자료형태
학술저널
수록면
55-55(1쪽)
제공처
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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