스파크 플러그형과 수냉식 플러쉬 마운트형 압력센서의 연소실 압력측정 특성 비교 연구

Abstract

내연기관의 연소실 압력은 엔진 시스템의 성능을 평가하는데 널리 쓰이는 인자 중이 하나이다. 연소실 압력을 측정하는 센서 중, 스파크 플러그형 압력센서는 엔진의 가공 없이 장착이 용이하여 가장 널리 사용하고 있다. 그러나 스파크 플러그형 압력센서는 연소시 생성된 화염에 의해 생기는 고온 조건에 노출되면서 측정 오차가 발생한다. 엔진 실험에서는 널리 사용되는 스파크 플러그형 압력센서에 비해 열충격에 의한 압력변화가 비교적 적은 수냉식 센서를 서로 비교하여 두센서의 IMEP, PMEP, Ppeak, delta_P 를 압력센서 Rig 실험결과와 엔진 실험 결과를 통해 비교하여 보았다. 압력센서 Rig 실험은 센서 앞에 Mesh Cover 를 장착하였을 때와 장착 하지 않았을 때, 2가지 실험을 수행 하였다. Mesh Cover 를 장착하지 않았을 때 순간적인 열충격에 의해 압력 강하가 일어나는 경향은 Spark Plug Type Pressure sensor 와 Water-Cooled Type Cylinder Pressure sensor 모두 같은 경향을 보였으나, 압력 강하 후 복원력은 Water-Cooled Type Cylinder Pressure sensor 에 비해 Spark Plug Type Pressure sensor 가 늦게 복원되는 것을 알 수 있다. 엔진 실험에서는 Spark Plug Type Pressure sensor 와 Water-Cooled Type Cylinder Pressure sensor 의 압력 차이를 Water-Cooled Type Cylinder Pressure sensor 를 기준으로 볼때, 실린더 내의 연소 후부터 배기과정에 이르기 까지 두 센서의 압력차이가 두드러 진다. IMEP 값은 평균 6.38% Water-Cooled Type Cylinder Pressure sensor 가 높게 측정이 되었으며 Ppeak 값에서 2.04% 높게 측정되었고, IMEP 는 최고 10.86% 의 차이를 보였다.