초희박 직접분사식 가솔린 엔진용 삼원촉매의 운전조건에 따른 배기저감 특성 (Emission Reduction Characteristics of Three-way Catalyst with Engine Operating Condition Change in an Ultra-lean Gasoline Direct Injection Engine)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 39권 / 9호 / 727 ~ 734페이지
· 저자명 : 박철웅, 이선엽, 이의형, 이장희

초록

세계적으로 유가 상승에 따른 내연기관의 에너지 변환 효율을 높이고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가솔린엔진에서 높은 열효율을 실현하기 위해서는 희박연소에 의한 비열비의 증가 및 단열화염온도의 저감에 의한 열효율 향상이 필수적이다. 직접분사식 가솔린 엔진은 연료를 직접 연소실에공급하고 정밀한 연소제어를 통해 희박 연소가 가능하게 하지만 희박연소 한계의 확대와 안정된 희박연소제어가 요구된다. 희박연소 엔진에 대한 삼원촉매의 배출가스 저감특성은 높은 공기과잉률 및 낮은배기가스 온도로 인해 매우 제한적이다. 이에 효과적인 삼원촉매의 개발을 위해 승용 차량용 엔진의 주요 연비시험 운전조건인 2000 rpm BMEP 2bar 조건에서 공기과잉률의 변화에 따른 배출가스 반응 및생성 특성을 비교하였다. 희박연소 조건에서 NO2가 생성되었으며, NO2의 비율은 공기과잉률이 증가할수록 증가하고 N2 O는 감소하였다.

영어초록

Recently, because of the increased oil prices globally, there have been studies investigating the improvement of fuel-conversion efficiency in internal combustion engines. The improvements realized in thermal efficiency using lean combustion are essential because they enable us to realize higher thermal efficiency in gasoline engines because lean combustion leads to an increase in the heat-capacity ratio and a reduction of the combustion temperature. Gasoline direct injection (GDI) engines enable lean combustion by injecting fuel directly into the cylinder and controlling the combustion parameters precisely. However, the extension of the flammability limit and the stabilization of lean combustion are required for the commercialization of GDI engines. The reduction characteristics of three-way catalysts (TWC) for lean combustion engines are somewhat limited owing to the high excess air ratio and low exhaust gas temperature.
Therefore, in the present study, we assess the reaction of exhaust gases and their production in terms of the development of efficient TWCs for lean-burn GDI engines at 2000 rpm / BMEP 2 bar operating conditions, which are frequently used when evaluating the fuel consumption in passenger vehicles. At the lean-combustion operating point, NO2 was produced during combustion and the ratio of NO2 increased, while that of N2O decreased as the excess air ratio increased.

참고자료

· 없음