터보차져가 장착된 디젤엔진에서 과도 운전 시 과급압 및 분사시기가 연료 소비율에 미치는 영향

Abstract

최근 고유가와 높은 배기 가스 규제는 완성차 업체들로 하여금 연비 개선에 많은 비용과 노력을 기울이도록 하고 있다. 디젤 엔진은 가솔린 대비 높은 열효율로 좋은 연비를 갖지만 배기 가스와 소음 문제로 각광받지 못하였다. 그러나 최근 후처리 기술의 발달과 함께 연비 및 동력 성능을 개선하는 기술이 많이 발달되어 많은 관심을 받고 있다. 디젤 엔진의 더 높은 연비와 열효율을 위해 현재 다양한 동력계 실험이 진행되고 있으며 선행 연구원들에 의해 그 방법은 많이 적립되었다. 차량 동력계를 이용해 차량의 에너지 흐름과 연료 소비율을 측정하는 실험을 통해 디젤 차량이 과도 상태에서 정속 상태에 비해 낮은 과급 압력과 늦은 연료 분사 시기를 갖는 것으로 나타났다. 이로 인해 연료 소비율 또한 정속 상태와 비교하여 높은 값을 나타내었다. 과도 구간 중 가속 구간은 FTP-75모드와 NEDC모드에서 각각 전체 연료 소비량의 약 50%와 30%를 차지할 정도로 전체 연비에 매우 큰 영향을 끼치는 인자이다. 따라서 본 연구에서는 엔진 동력계를 통해 차량의 과도 구간에 서 엔진 특성을 구현한 뒤 과도 구간의 엔진 회전수와 연료량이 같은 정속 실험을 통해 과도 구간의 연료 분사 시기와 과급압 그리고 연료 소비율의 차이를 분석하였다. 그리고 정속 시험 결과를 기준으로 연료 분사 시기를 진각 또는 지각하여 각각이 연료 소비율에 미치는 영향을 분석하였고, 부하가 다를 때 연료 분사 시기가 연료 소비율에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 과급압의 변화할 때 연료 소비율의 변화를 측정하였고, 이를 통해 과도 구간과 정속 구간에서 연료 소비율이 차이나는 주요 원인은 과도 구간의 낮은 과급압 때문임을 밝혀냈다..