스파크 점화기관의 바이오에탄올 연료의 연소특성에 관한연구

Abstract

본 논문에서는 가솔린의 대체 에너지로서의 바이오 에탄올의 친환경성과 적합성을 규명하기 위하여, 에탄올과 가솔린 연료를 각각 70%와 30%로 혼합한 에탄올-가솔린 혼합연료(E70)와 순수 가솔린 연료를 사용하여가솔린 엔진의 점화시기, 스로틀 밸브 개도, 엔진회전속도 등 다양한 사이클 조건에 따른 엔진의 성능 특성과 배기 특성을 실험하여 기존 가솔린의 경우와 비교하였다. 본 연구에서는 다양한 실험조건에서 점화시기와 분사기간 등을 실험조건에 맞게 전자제어하고, 엔진회전속도, 스로틀 밸브 개도, 냉각수 온도, 흡입 공기 온도 등을 실시간으로 모니터링하면서 실험하였다. 이를 바탕으로 점화시기에 따른 혼합연료(E70)의 제동토크, 제동마력, BMEP, 배기온도, 열발생율, 실린더 압력 등을 측정하였으며, 배출가스 중의 HC, CO, NO_(X) 농도를 분석하여 E70연료의 배기가스 저감 효과를 여러 가지 점화시기에 대하여 실험하였다. 실험결과 E70의 제동토크 및 제동출력, BMEP는 가솔린 연료보다 다소 높게 나타났으나, 연소실압력 및 열발생율은 뚜렷한 차이가 없었다. 또한, 수행한 모든 엔진 운전 조건에서 E70의 HC, CO 및 NO_(X) 배출량은 모두 가솔린에 비해 저감 됨 을 알 수 있었다.; An experimental investigation was conducted to investigate the effect of ethanol-gasoline blended fuel on combustion and emission characteristics in a SI engine. The 1.6L SI engine equipped with 4 cylinders was tested on EC dynamometer. The engine performance including brake torque, brake power, and brake mean effective pressure of ethanol-gasoline blended fuel was compared to those obtained by pure gasoline. In addition, the combustion pressure and rate of heat release are acquired and also compared to those obtained by gasoline fuel. Furthermore, the exhaust emissions were analyzed in terms of regulated exhaust emissions such as unburned hydrocarbon, oxides of nitrogen, and carbon monoxide. Results of this work showed that the effect of blending of ethanol to gasoline caused drastic decrease of emissions under various engine operating conditions. Also, improved engine performance such as brake torque and brake power were indicated for ethanol-gasoline blended fuel.