일반기술

엔진실린더내의 유동측정 및 해석

기관의 연소불안정을 안정화하기 위해 흡기포트 및 연소실형상을 개선하여 실린더내에 Swirl 및 Tumble유동의 생성과 유동의 최적화를 도모하고 있다. 이를 위해 실린더내 유동의 전모를 상세히 파악하는 것이 매우 중요하다. 실린더내 난류생성은 흡입과정중에 주로 생성되고 압축과정중 피스톤 압축에 의해 생성 및 감쇄되므로 점화시기부근에서 강한 난류를 형성시키는 방법을 강구하기 위해서는 먼저 흡입 및 압축 과정중 각각 난류가 어느 정도 생성되는가 구분하여 파악할 필요가 있다. 그러나, 이를 구분하여 측정할 수 있는 실험장치가 제시된 바 없어 지금까지 이에 대한 측정이 용이하지 않았다. 따라서 저자들은 실제기관과 같은 유동상태를 각 과정별로 구분하여 실현시킬수 있는 급속흡입압축팽창기(RICEM)을 최초로 개발하였다. RICEM은 단발형이면서도 흡입과정중흡입되는 유체에 관성력을 줄 수 있다. RICEM과 열선유속계를 사용하여 난류생성에 미치는 관성효과, 흡입효과 및 피스톤압축효과의 영향을 구분하여 파악함으로써 난류강화법을 제시할 수 있었다.또한 4 Valve기관의 실린더내 유동을 PIV로 측정하여 공간적인 유동양상을 정성적 및 정량적으로 해석하였다. PIV측정시에는 비정상흡입유동장치와 가시화결과로부터 유동의 제반물리량을 해석할 수 있는 해석프로그램도 개발하였다.