[공학실험] 압축점화 가솔린엔진

목차

압축 점화 가솔린 엔진
(Compression Ignition Gasoline Engine)
1 실험목적 및 필요성
2 실험장치 및 방법
3 관 련 이 론
4 실험결과 및 고찰
5 결 론
6 참고문헌
7 첨부자료(data sheet)

본문내용

요하는 손실
이들 손실들의 합을 마찰동력
{P}_{f}
라고 한다. 따라서 도시동력과 마찰동력과 제동동력 사이의 관계에는 다음의 식이 성립한다.
{P}_{i}={P}_{b}+{P}_{f}
3. 기계효율
제동동력
{P}_{b}
와 도시동력
{P}_{i}
의 비를 기계효율이라고 한다. 기계효율은 다음과 같이 정의된다.
{η}_{m}={{P}_{b}}over{{P}_{i}}
기계효율의 값은 기관의 종류나 기관의 부하에 따라 크게 변화한다. 자동차용 기관에 대한 기계효율의 대표적인 값은 온부하운전 즉 스로틀 전개에 있어서는 90%정도의 값이지만, 부분부하운전이 됨에 따라 기계효율은 감소한다.
4. 도시평균유효압력(imep)
도시평균유효압력은 단위행정체적에 대하여 이루어진 도시일의 크기를 말한다. 정의에 따라 다음과 같이 표현된다.
imep(N/{m}^{2})={사이클당 도시일(Nm)}over{행정체적({m}^{3})}={{W}_{i}}over{{V}_{d}}
사이클당 도시일은 압축행정과 팽창행정에서 정의도시일로부터 흡입행정과 배기행정에서의 부읠 h시일, 즉 펌프손실일을 감한 것이다.
5. 제동평균유효압력(bmep)
동력계에 의하여 측정되는 기관의 일출력은 도시일출력보다 더욱 중요하다. 이것은 bmep의 정의로발전시킬 수 있기 때문이다. 원래 평균유효압력의 개념은 사이클의 도시일을 기초로 하여 이루어진 것이다.
bmep(N/{m}^{2})={사이클당 제동일(Nm)}over{행정체적({m}^{3})}={{W}_{b}}over{{V}_{d}}
6. 연료소비율 및 열효율
기관시험에서 연료소비량은 단위시간에 대한 질량유동률
it dot m_f
로써 측정된다. 더욱 유용한 파라미터는 연료소비율(specific fuel consumptioin:sfc)이다.
sfc={it dot m_f}over{P}
isfc의 경우 P는 도시동력
{P}_{i}
가 되고 bsfc의 경우는
{P}_{b}
가 된다.
연료발열량을
{Q}_{HV}
, 사이클당 공급되는 연료질량을
it dot m_f
, 사이클당 일 또는 동력을 W 또는 P라 하면 일반적으로 기관의 연료에너지 변환효율은 다음과 같다.
eta={P}over{{it dot m_f}{Q}_{HV}}
이것을 열효율이라고 표현하는데 도시열효일일 경우는 동력이 도시동력
{P}_{i}
가 되고 제동열효율일 경우는 제동동력
{P}_{b}
가 된다.
7. 공기연료비
기관시험에 있어서 공기질량유동률과 연료질량유동률은 통상적으로 측정된다. 이들 두 질량유동률의 비를 공기연료비 A/F라고 한다.
A/F={it dot m_a}over{it dot m_f}
이 파라미터는 기관 작동상태의 한계를 정하는데 유용하다.
4 실험결과 및 고찰
Fig.3.1 indaicated diagram at the speed of 1000,1200,1400,1600 And the injet-air heating temperature of 170`C
Fig.3.2 회전수와 pmi 와의 관계
Fig.4.3.break mean effective pressure as a function as a function of rpm at the engines speed of 1000, 1200, 1400,1600
Fig.4.4 brake thermal efficiency of rpm
Fig.4.5 bsfc of rpm
5 결 론
기관의 운전조건을 충분히 정상상태로 유지하면서 위와 같은 결과를 얻을 수 있었다
그러나 우리조는 기관의 회전속도를 1000rpm, 1200rpm, 1400rpm, 1600rpm 으로 변화시키면서 여러 요소를 측정하였다. 각 회전수에 대한 공기연료비는 약간의 차이가 있지만, 거의 변화가 없엇다. 각 회전수에 대한 공기연료비를 한 개만 구하였으므로, 각 회전수에서의 공기연료비와 다른 요소들을 비교하는데 어려움이 있어서 일정한 공기연료비를 가진 각 회전수에 대한 각 요소들과의 특징을 그래프화 하여 그 특성들을 파악하는데 주력하였다. 우리실험은 1000rpm에서 가장 효율과 압력이 높은 것으로 나타났다.
지압선도의 비교
각 회전수간의 크랭크각에 따른 지압선도를 비교해보면 그리 크지 않은 차이를 보임을 알수 있었다. 대략적으로 크랭크각에 대한 최고압력을 살펴보면 한 5도에서 15도사이의 각도에서 각 회전수에 대한 지압선도가 최대로 꺽임을알수 있었다. 저rpm이 될 수록 최고압은 높아 졌다.
제동평균유효압력
1000rpm에서 상승하기시작하여 1000에서 가장 큰 수치를 보였으며, 회전수가증가할수록 제동평균유효압력은 줄어든다. 회전수가 증가함에 따라 제동평균유효압력이 감소함을 알수 있었다.
제동연료소비율
제동열효율과는 반대로 1600rpm에서 증가함을 보였고, 거의 선형적으로 증가한다.
지시열효율,기계효율, 제동열효율
기계효율은 회전수가 증가함에 따라 감소함을 알수있었다.
회전수 1000rpm 일때 가장 큰 기계효율을 갖음을 알수 있다. 지시열효율은 rpm의 변화에 일정한 값을 가지며,제동효율과 기계효율은 1000rpm에서 가장 큰값이 측정이 되었다.
6 참고문헌
~김홍성 열공학실험(Compression Ignition Gasoline Engine)
숭실대학교 기계공학과 내연기관연구실 2002.3.30
~http://ate.kier.re.kr/util/utilframe.htm
7 첨부자료(data sheet)
『공기연료비(A/F) 계산식 Data Sheet』
A/F
B
C
D
t
Sf
비고
1
33.08
8.54
1.1051
1.0036
135
0.763
1400rpm
2
31.29
9.691
1.1051
1.0036
112.5
0.763
1600rpm
3
31.66
7.480
1.1051
1.0036
147.5
0.763
1200rpm
4
32.08
6.210
1.1051
1.0036
180
0.763
1000rpm
A/F = (0.025874104×B×C×D×t)÷Sf
여기서 A/F : 공기-연료비,
B : 노즐 전후의 압력차 값의 환산값,
C : 노즐 입구의 온도의 환산값,
D : 절대 압력(대기압)의 환산값,
t : 25cc 연료 소비 시간,
Sf : 연료 비중 환산값

키워드

공학,   실험,   압축점화,   가솔린,   엔진