KR100198128B1 - 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치 - Google Patents
연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치에 관한 것으로, 종래에는 엔진의 출력에 많은 영향을 미치는 연료 분사시기, 연료 분무입자의 크기, 연료의 분무속도 등을 정확히 측정하기가 어려울 뿐 아니라, 여러 가지 운전조건을 모사하여 실험을 하는 모의실험 등은 실제조건에 가까운 연료의 분사특성을 파악하기가 어려워 전자제어장치의 정확한 기대값을 설정시키지 못하는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 첨부된 예시도면에 의거하여 실제로 구동하는 엔진 연소실(25)의 실린더벽에 레이저빔을 주사하는 송출부(24)와 이를 수신하는 수신부(26)를 설치하고, 수신부(26)에 전달된 레이저빔의 주파수를 변환기(28)에서 데이터화하여 컴퓨터(32)로 전자제어장치(18)의 설정값을 얻어내는 것이다.
따라서, 본 발명은 엔진이 실제 운전상태에서와 같은 조건하에서 분사되는 연료입자의 입경과 속도를 측정장치에서 측정하여 최적의 상태로 인젝터(20)에서 연료를 분사할 수 있는 설정값을 구하는 것이다.
Description
본 발명은 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제 조건에 가까운 엔진의 운전 조건하에서 연소실내에 분사되는 연료의 분무입경 및 연료입자의 속도를 측정하기 위한 실험장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 엔진은 동력을 발생하는 중요한 부분으로 엔진의 성능에 따라 작동방식, 실린더의 배치, 냉각방식이 달라지며, 연소실의 모양, 연료 분사시기, 혼합비의 농도, 엔진의 냉각온도, 연료 분사장치 등에 따라 엔진의 출력 및 배기가스의 유해물질 생성에 크게 영향을 미친다.
상기한 자동차 엔진의 연료 분사장치는 최근에 엔진의 요구가 고출력화되고, 연비에 대한 기대와 환경오염에 대한 배기가스의 대책으로 폭넓은 운전조건하에서 정밀한 연료의 제어가 요구되며, 연료의 압송 및 엔진요구에 적당한 분사량의 조정과 분무의 형태가 기술의 관건으로 대두되었다.
즉, 상기한 엔진의 출력성능을 향상시키는 목적하에서 전자제어 기술의 발전과 더불어 연료공급의 정확한 제어를 위하여 전자제어식 연료분사장치는 도 1 에 도시된 바와 같다.
여기서, 흡기온도센서(10)는 공기유량계에 부착되어 흡입공기의 온도를 검출하고, 드로틀밸브 스위치(12) 연료의 양을 조절하는 드로틀밸브의 개폐위치를 검출하며, 수온센서(14)는 냉각수의 온도를 검출하고, 속도센서(16)는 차량의 차속을 검출하여 전자제어장치(ECU,18)에 신호를 보내는 것이다.
상기한 전자제어장치(18)는 각센서로부터 신호를 받아서 미리 설정된 조건에 맞도록 계산하여 인젝터(20)의 밸브가 열리는 시간을 전기신호로 보내고, 이에 인적터(20)에서 최적상태의 연료가 연소실내로 분사되는 것이다.
그러나, 상술된 바와 같이 엔진의 많은 영향을 미치는 연료 분사시기, 연료 분무입자의 크기, 연료의 분무속도 등은 정확히 측정하기가 어려울 뿐 아니라, 여러 가지 운전조건을 모사하여 실험을 하는 모의실험 들은 실제조건에 가까운 연료의 분사특성을 파악하기가 어려워 전자제어장치(18)의 정확한 기대값을 설정하지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 종래 기술이 지닌 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 실제조건에 가까운 엔진의 운전조건하에서 인젝터에서 연소실내로 분사되는 연료의 분무입경 및 분사속도를 측정하기 위한 실험장치를 제공하는데 고안의 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 실제로 구동하는 엔진 연소실의 실린더벽에 레이저빔을 주사하는 송출부와 이를 수신하는 수신부를 설치하고, 수신부에 전달된 레이저빔의 주파수를 변환기에서 데이터화하여 컴퓨터로 연료분무의 입경과 속도의 설정값을 얻어내는 것이다.
따라서, 본 발명은 엔진이 실제 운전상태에서와 같은 조건하에서 분사되는 연료입자의 입경과 속도를 측정장치에서 측정하여 최적의 상태로 인젝터에서 연료를 분사할 수 있는 전자제어장치의 설정값을 구하는 것이다.
도 1 은 종래 전자제어식 연료분사 장치의 예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 실험장치가 엔진의 연소실에 설치된 상태의 예시도,
도 3 은 본 발명의 실험장치에 따른 레이저빔이 연료입자를 투과하는 상태를 나타낸 예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 실험장치의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 - 흡기온도 센서, 12 - 드로틀밸브 스위치,
14 - 수온센서, 16 - 속도센서,
18 - 전자제어장치(ECU), 20 - 인젝터,
22 - 주사기, 24 - 송출부,
25 - 연소실, 26 - 수신부,
28 - 변환기, 30 - 굴절창(Quartz),
32 - 컴퓨터 .
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 상하좌우로 이루어진 4개의 입사기(22)가 부착되어 레이저빔을 주사하는 송출부(24)와, 연소실내에서 상기 주사된 레이저빔의 교차부에서 발생한 레이저빔의 주파수변화를 감지하는 수신부(26)와, 상기 수신부(26)에서 감지된 레이저빔의 주파수 변화를 데이터화하여 컴퓨터(32)에 전달시켜주는 변환기(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실내 분무입경 및 분무된 연료입자의 속도를 측정하기 위한 실험장치이다.
예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 실험장치가 엔진의 연소실(25)에 설치된 상태의 예시도로서, 그 구성은 다음과 같다.
여기서, 엔진의 연소실(25) 내부의 실린더벽에는 본 발명의 송출부(24)와 수신부(26)가 부착된 것으로, 상기한 송출부(24)는 엔진의 흡기밸브에서 배출되는 인젝터(20)의 연료입자에 레이저빔이 입사하게 된다.
이때, 예시도면 도 3 에 도시된 바와 같이 인젝터(20)에서 배출된 연료입자는 상기 송출부(24)에 부착된 주사기(22)의 상하좌우 4곳에서 주사되는 레이저빔에 의해서 교차점이 형성되고, 이 교차점을 투과한 연료입자는 레이저빔의 간섭되는 프린지(Fringe)가 형성된다.
즉, 상기한 레이저빔의 프린지 현상으로 레이저빔은 주파수의 진폭 및 주기가 변하게 되어 인젝터(20)에서 분무된 연료입자의 입경 및 속도를 체크하게 되는 것이다.
여기서, 송출부(24) 좌우에 부착된 주사기(22)는 레이저빔을 주사하여 연료입자의 X축 좌표를 인지하게 되고, 상하에 부착된 주사기(22)는 레이저빔을 주사하여 연료입자의 Y축 좌표를 인지하게 되며, 결과적으로 분무된 연료입자의 2차원 움직임의 변화는 레이저빔의 주파수진폭과 주기의 변화로 전환되는 것이다.
또한, 수신부(26)는 상기한 송출부(24)에서 주사된 레이저빔이 연료입자를 투과로 인하여 상기 레이저빔의 전환된 주파수를 받는 부분으로 송출부(24)와 마찬가지로 수신부(26)의 일면에는 레이저빔의 굴절률이 우수한 석영으로 굴절창(30)이 이루어져 있다.
이와같이 본 발명에 따른 실험장치의 구성도는 도 4 와 같고, 이를 설명하면 다음과 같다.
상술된 바와 같이 송출부(24)는 엔진의 실제 환경과 같은 조건하에서 분사되는 연료입자에 레이저빔을 주사하여 연료입자의 입경이나 속도를 레이저빔의 주파수 변환으로 수신부(26)에 전달하여 준다.
상기한 수신부(26)에서 수신된 레이저빔의 전기신호는 변환기(28)로 전달되고, 상기 변환기(28)는 수신된 전기신호를 데이터화하여 컴퓨터(32)가 인식할 수 있도록 전환하여 주는 것이다.
이로써, 인젝터(10)에서 분사된 연료입자의 거동이나 입자의 크기는 수차례에 걸친 실험을 통하여 설계자는 이를 비교분석하며 엔진의 인젝터(10)를 최적상태로 유지시킬 수 있는 값을 얻을 수 있는 것이다.
상술된 바와 같이 본 발명은 엔진의 실제 환경과 같은 조건에서 분사되는 연료입자를 실린더벽에 부착된 송출부와 수신부, 그리고 변환기로 데이터화하여 연료입자의 입경과 속도를 컴퓨터에 의해서 출력시키는 것으로, 실제 연료가 분사되는 환경에서 얻은 출력값을 근거로하여 각종 환경과 운전조건에 맞는 값을 설정하여 전자제어장치에 입력시키고, 이로써 최적상태에서 연료를 분사할 수 있도록 인젝터를 제어하여 엔진의 고출력화, 연비의 향상, 배기가스를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 상하좌우로 이루어진 4개의 주사기(22)가 부착되어 레이저빔을 주사하는 송출부(24)와, 연소실내에서 상기 입사된 레이저빔의 교차부에서 발생한 레이저빔의 주파수변화를 감지하는 수신부(26)와, 상기 수신부(26)에서 감지된 레이저빔의 주파수 변화를 데이터화하여 컴퓨터(32)에 전달시켜주는 변환기(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치.
- 제 1 항에 있어서, 송출부(24)와 수신부(26)의 렌즈는 레이저빔의 굴절률이 탁월한 굴절창(Quartz, 30)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치.
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| KR1019960052467A KR100198128B1 (ko) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치 |
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| KR1019960052467A KR100198128B1 (ko) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR19980034426A KR19980034426A (ko) | 1998-08-05 |
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| KR1019960052467A KR100198128B1 (ko) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 연소실내 분무입경 및 속도를 측정하기 위한 실험장치 |
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| KR100436501B1 (ko) * | 2001-08-27 | 2004-06-22 | 현대모비스 주식회사 | 액체로켓 인젝터시험장치 |
| KR20040036827A (ko) * | 2002-10-25 | 2004-05-03 | 대한민국(서울산업대학교총장) | 분무 토모그래피 재구성을 위한 다각주사계측 자동화 장치 |
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- 1996-11-06 KR KR1019960052467A patent/KR100198128B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR19980034426A (ko) | 1998-08-05 |
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