2단분사조건에서 파일럿 분사량이 바이오디젤 연료의 연소 및 배기 배출물 특성에 미치는 영향
Effect of pilot injection quantity on the combustion and emission characteristics of biodiesel fuel under two stage injection condition
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본 연구의 목적은 파일럿 분사와 주 분사로 이루어지는 2단분사조건에서 파일럿 분사량이 바이오디젤 연료의 연소및 배기 배출물 특성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 또한, 파일럿 분사량에 따라 주 분사의 연소 가시화 시험도 수행되었다. 파일럿 분사량에 따라 바이오디젤 연료의 연소 및 배기 배출물 특성 분석, 연소 가시화는 가시화가 가능한 커먼레일단기통 디젤엔진에서 수행되었다. 바이오디젤 연료의 총 분사량은 10mg/stroke이며, 파일럿 분사량에 따라 주 분사량도 조절되었다. 파일럿 분사량이 증가할수록 실린더 벽면 또는 피스톤 적심을 증가시킬 뿐만 아니라 주 분사의 연소 성능을 저감시켜 실린더 내부 압력, 열발생율, 도시평균유효압력 및 토크가 떨어지는 결과를 보였다. 파일럿 분사량이 증가할수록 일산화탄소 및 탄화수소는 증가한 반면, 질소산화물은 감소하는 결과로 나타났다. 연소가시화를 통해 파일럿 분사량이 증가할수록 주 분사 시 점화지연기간은 짧아지며, 초기 연소 시 예혼합 연소 보다는 확산연소에 가까운 형태로 나타났다.
Abstract
The purpose of this research is to analyze the influence of pilot injection quantity on the combustion and exhaust emission characteristics of biodiesel fuel under two-stage injection conditions: pilot injection and main injection. The combustion visualization test of the main injection was also carried out on the amount of the pilot injection. Analysis of the combustion and exhaust emission characteristics of biodiesel fuel according to the pilot injection quantity and combustion visualization was performed in a common rail single cylinder diesel engine, which can be visualized. The total injection quantity of biodiesel fuel was 10 mg/stroke, and the main injection amount was adjusted according to pilot injection quantity. The increase in pilot injection quantity caused a cylinder wall surface or piston wall wetting increment, thereby reducing the combustion performance of the main injection. As a result, the in-cylinder pressure, rate of heat release, indicated mean effect pressure, and torque decreased. As the pilot injection amount increased, carbon monoxide and hydrocarbons tended to increase while nitrogen oxides decreased. As the pilot injection quantity increased through combustion visualization, the ignition delay period during the main injection became shorter and appears to be similar to diffusion combustion rather than premixed combustion in the initial combustion.
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