가솔린엔진 운행자동차 배기 배출물에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환,구영진,박희성 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.5

The purpose of this study is to obtain the basic data of engine tuning inspection by confirming the working possibility of effective engine tuning and identifying the characteristics of tuned engine that are no safety and environmental problems in a driving car of gasoline engine. The actual driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo-intercooler, water-cooled gasoline engine operating under four types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2 and 2-3 was applied to investigate the effects of tuned engine on the characteristics of excess air ratio and exhaust emissions by the low speed idle and acceleration simulation mode inspections. The tuned parts of gasoline engine in a driving car include the intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer. It was found that the measured values of CO emission, THC emissions and excess air ratio by the low speed idle inspection method, and NOX, CO and THC emissions by the acceleration simulation mode inspection method for the gasoline non-tuned and tuned engines of driving car were all satisfied with the inspection standard without any environmental problems. However, the measured values of tuned engine were greater than those of non-tuned engine. 본 연구의 목적은 가솔린엔진 운행자동차에 있어서 안전과 환경에 문제가 없는 효과적인 엔진튜닝의 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진의 특징을 파악하여 엔진튜닝 검사의 기초자료를 확보하는 것이다. 저속 공회전 및 정속 모드 검사에 의해 공기과잉률 및 배기 배출물을 측정해 튜닝엔진의 효과를 조사하기 위하여 4행정, 4기통 DOHC, 터보 인터쿨러, 수냉 가솔린엔진에 대한 비튜닝 및 튜닝 2-1, 2-2, 2-3의 4종류를 실제 운행자동차에 적용하였다. 운행자동차에 대한 가솔린엔진의 튜닝부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기이다. 운행자동차 가솔린 비튜닝 및 튜닝 엔진에 대해 저속 공회전 검사방법에 의한 CO 배출물, THC 배출물 및 공기과잉률과 정속모드 검사방법에 의한 NOX, CO 및 THC 배출물 측정값은 모두 환경에 대한 문제가 없이 검사기준에 만족하였지만, 이 측정값들은 튜닝엔진의 경우가 비튜닝엔진보다 더 증가되었음을 알았다.

내연기관 연소음 분석을 통한 가상엔진음 설계에 관한 연구

박형우,지상휘,배명진 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2016 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.6 No.11

It means moving from the scientific advances example, it has been regarded as very important. In particular, it is most closely automobile in everyday life. However, while economic development cars was increasing rapidly resulting in accelerated and was exposed to air pollution, pollution of oil depletion point. This development was due to the environmentally friendly cars was expected to lead the next generation would automotive market. However, the pedestrian casualties and property damage caused by operation at low engine sound is fine. VESS has been developed to solve these problems and apply them. In this paper, we compare the virtual engine sound as gasoline, diesel engine sound, which currently runs were made in-house research the most effective engine sound to the auditory characteristics of a person. Diesel engines on the test results, the overall spectrogram is eoteumyeo energy and harmonics than ever petrol engine, a gasoline engine of human hearing characteristics of the best 3500Hz band was more superior to the diesel engine when compared with the frequency analysis. In MOS TEST was a gasoline engine sound beams high efficiency in terms of the other two cognitive engine sound, in response to the best efficiency of the gasoline engine sound could be obtained the most common parts and, more well-ear hearing response. 과학발전에 있어 예로부터 이동수단은 굉장히 중요하게 여겨왔다. 특히 일상생활에서 가장 밀접한 것이 자동차이다. 그러나 경제적으로 발전하면서 자동차 수는 급격히 증가하였고 이로 인한 석유고갈 시점의 가속화와 대기오염, 환경오염에 노출되었다. 이로 인하여 친환경 자동차가 개발 되었고 향후 차세대 자동차 시장을 주도할 것이라 전망하였다. 그러나 저속 운행 시 엔진소리가 미세하여 보행자들의 인명과 재산피해가 발생한다. 이런 문제점을 해결하기 위해 Virtual Engine Sound System(VESS)가 개발되었고 이를 적용하고 있다. 본 논문에서는 자체적으로 만든 가상 엔진소리와 현재 운행하는 가솔린, 디젤 엔진소리를 비교 분석하여 사람의 청각특성에 가장 효과적인 엔진소리를 연구하였다. 실험결과 스펙트로그램 상에서의 디젤엔진이 가솔린 엔진보다 전체적인 에너지와 하모닉스가 적었으며, 주파수 분석을 통해 비교 하였을 때 사람의 청각특성이 가장 좋은 3500Hz 대역에서의 가솔린 엔진이 디젤엔진보다 월등하게 나타났다. MOS TEST 에서는 휘발유 엔진소리가 다른 두 엔진음보다 인지력측면에서 높은 효율을 보였으며, 가솔린 엔진 사운드가 가장 좋은 효율에 대한 응답으로는 가장 흔한 부분과, 더 귀에 잘 들리는 응답을 얻을 수 있었다.

A-16 : 브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의한 100% 이상 연비향상 실험과 물리적 기전 해석 연구

장동순,방건웅,김영태,신미수 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 연료를 사용하여 변형을 가하지 않은 다양한 종류의 가솔린 엔진을 성공적으로 작동하였다. 이 때 일정한 ‘rpm’ 상태에서 사용된 가솔린 증기와 브라운가스 (또는 브라운 가스 발생 전기에너지)의 총열량 소모를 순수한 액상 가솔린을 사용한 경우와 비교하였을 때 일반적으로 연료가 50% 이하로 소모되는 획기적인 결과를 나타내었다. 가솔린 분무에 의한 엔진의 작동의 근본적인 문제점 중의 하나는 분무 연소(spray combustion)에 따른 무화(atomization)와 기화(evaporation) 그리고 산소와의 난류혼합(turbulent mixing) 과정에 소요되는 시간상의 지연과 산화제 공기에 포함된 질소 분자의 존재 때문에 액상 가솔린 연료의 에너지는 짧은 엔진 작동 시간동안에 효율적으로 동력으로 전환되지 못하고 높은 온도의 배기가스로 방출된다. 그러므로 현대의 자동차 엔진은 에너지 효율이 20 ~ 30% 정도에 머무르고 있으며 따라서 가솔린의 열량의 70 ~ 75%는 유용한 동력으로 전환되지 못하고 배기가스에서 열로 소모되고 있는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 기상상태의 연료를 공기와 예혼합하였다. 예혼합하는 방식은 전기분해를 통해 발생하는 브라운 가스를 가솔린 통을 통과시켜 브라운 가스 버블과 액상 가솔린간에 버블 동역학적인 물질전달현상에 의하여 가솔린 증기와 브라운가스가 혼합되는 장치를 고안하였다. 결론적으로 본 연구에서는 액상 가솔린 연료의 분무 연소에 따른 시간상의 지연에 따른 문제점을 보완하기 위하여 가솔린 수증기를 사용하였으며 순수한 가솔린 수증기의 절대 열량의 부족을 브라운가스의 폭발적인 연소 특성과 질소 분자의 양을 줄이는 독창적인 아이디어를 고안하였으며 그에 요구되는 장치를 구현하였다. 전산해석적인 방법에 의하여 액상 가솔린과 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼소한 경우 각각의 연료와 산화제의 조성을 가지고 3차원 원통형 연소로에서 연소를 시켜 정상상태의 화염특성을 비교하였다. 연료의 양과 조성이 매우 상이함에도 불구하고 화염의 양상과 온도 분포가 매우 유사한 결과는 가솔린증기와 브라운가스의 혼소한 경우 작은 양의 연료에도 불구하고 같은 수준의 동력이 나타남을 의미하는 것으로서 실험과 일치하는 결과라 할 수 있다. 위의 결과는 전체 열량의 관점에서는 액상 가솔린 사용시 산화제 공기에 포함된 질소분자의 가열에 필요한 불필요한 열량손실을 줄인 반면에 브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의하여 효과적인 연소를 촉진한 결과로 해석된다.

브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의한 100% 이상 연비향상 실험과 물리적 기전 해석 연구

장동순,신미수,방건웅,김영태 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 연료를 사용하여 변형을 가하지 않은 다양한 종류의 가솔린 엔진을 성공적으로 작동하였다. 이 때 일정한 ‘rpm’ 상태에서 사용된 가솔린 증기와 브라운가스 (또는 브라운 가스 발생 전기에너지)의 총열량 소모를 순수한 액상 가솔린을 사용한 경우와 비교하였을 때 일반적으로 연료가 50% 이하로 소모되는 획기적인 결과를 나타내었다. 가솔린 분무에 의한 엔진의 작동의 근본적인 문제점 중의 하나는 분무 연소(spray combustion)에 따른 무화(atomization)와 기화(evaporation) 그리고 산소와의 난류혼합(turbulent mixing) 과정에 소요되는 시간상의 지연과 산화제 공기에 포함된 질소 분자의 존재 때문에 액상 가솔린 연료의 에너지는 짧은 엔진 작동 시간동안에 효율적으로 동력으로 전환되지 못하고 높은 온도의 배기가스로 방출된다. 그러므로 현대의 자동차 엔진은 에너지 효율이 20 ~ 30% 정도에 머무르고 있으며 따라서 가솔린의 열량의 70 ~ 75%는 유용한 동력으로 전환되지 못하고 배기가스에서 열로 소모되고 있는 것으로 나타난다. 본 연구에서는 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼합한 기상상태의 연료를 공기와 예혼합하였다. 예혼합하는 방식은 전기분해를 통해 발생하는 브라운 가스를 가솔린 통을 통과시켜 브라운 가스 버블과 액상 가솔린간에 버블 동역학적인 물질전달현상에 의하여 가솔린 증기와 브라운가스가 혼합되는 장치를 고안하였다. 결론적으로 본 연구에서는 액상 가솔린 연료의 분무 연소에 따른 시간상의 지연에 따른 문제점을 보완하기 위하여 가솔린 수증기를 사용하였으며 순수한 가솔린 수증기의 절대 열량의 부족을 브라운가스의 폭발적인 연소 특성과 질소분자의 양을 줄이는 독창적인 아이디어를 고안하였으며 그에 요구되는 장치를 구현하였다. 전산해석적인 방법에 의하여 액상 가솔린과 가솔린 증기와 브라운 가스를 혼소한 경우 각각의 연료와 산화제의 조성을 가지고 3차원 원통형 연소로에서 연소를 시켜 정상상태의 화염특성을 비교하였다. 연료의 양과 조성이 매우 상이함에도 불구하고 화염의 양상과 온도 분포가 매우 유사한 결과는 가솔린증기와 브라운가스의 혼소한 경우 작은 양의 연료에도 불구하고 같은 수준의 동력이 나타남을 의미하는 것으로서 실험과 일치하는 결과라 할 수 있다. 위의 결과는 전체 열량의 관점에서는 액상 가솔린 사용시 산화제 공기에 포함된 질소분자의 가열에 필요한 불필요한 열량손실을 줄인 반면에 브라운가스와 가솔린 증기 혼소에 의하여 효과적인 연소를 촉진한 결과로 해석된다.

가솔린 직분사 엔진에서 연료 성분 변화 및 윤활유 혼합에 따른 입자상물질 배출 특성

신종희(Jonghee Shin),이호승(Hoseung Yi),박성욱(Sungwook Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

가솔린 직분사 엔진은 실린더 내에 연료를 직접 분사하여 연소실을 냉각시키므로 압축비와 체적 효율이 좋고 열손실이 적다. 그러나 연료 증발 시간이 짧아 불균질한 혼합기가 발생하게 되고 이러한 불균질 혼합기는 확산 화염의 원인이 되어 많은 입자상물질을 배출한다. 또한 피스톤-실린더-링 틈새를 통해 유입되는 윤활유가 함께 연소하면서 입자상물질 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가솔린 직분사 엔진에서 윤활유 혼합에 따른 입자상물질 배출 특성에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구에 사용한 엔진은 398cc, 압축비 10.5의 단기통 가솔린 직분사 엔진으로, AC모터를 사용하여 엔진의 속도를 일정하게 유지하였다. 흡기는 유량 조절기와 챔버를 이용하여 일정한 유량을 공급하였고, 산소센서로 측정한 람다값을 기반으로 분사기간을 제어하였다. 연료 분사시기는 NI compactRIO를 사용하여 흡기 행정 사이로 설정하였고, 연료 분사 압력은 공기압축식 펌프를 사용하여 최대 350bar까지 가압하여 연료 레일에 공급하는 방식으로 조절하였다. 점화시기는 연료 분사 시기, 분사압력 별 엔진출력이 최대가 되는 시기로 설정하였다. 입자상물질은 Pegasor사의 PPS-M, 가스상 배출물은 HORIBA사의 MEXA-9100, 입자상 물질 분포도는 EEPS를 사용하여 측정하였다. 실험 연료는 상용 가솔린과 인돌렌을 기본 연료로 하여 상용 엔진윤활유(5W20)를 각각 0, 1wt% 첨가한 4종류의 연료를 사용하였다. 실험 결과, 순수 인돌렌의 경우 가솔린에 비해 대부분의 분사시기 및 분사압력에서 입자상물질 및 배기 배출물이 많이 나타났다. 도시평균유효압력의 경우 순수 가솔린이 인돌렌보다 더 크게 나타났다. 가솔린과 인돌렌에 윤활유를 혼합한 경우 전반적으로 입자상물질 배출량이 증가하는 경향을 보였으며, 인돌렌 혼합유가 가솔린에 비해 더 많은 배기 배출량을 보였다.

운행 가솔린자동차 엔진성능에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환(Myung-whan Bae),구영진(Young Jin Ku),박희성(Hui-seong Park) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.11

본 연구의 목적은 운행자동차에 있어서 안전운행과 환경에 문제가 없는 효과적인 엔진튜닝의 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진의 특징을 파악하여 엔진튜닝 검사의 기초자료를 분석하는 것이다. 비튜닝 및 튜닝 엔진 2-1, 2-2, 2-3의 4종류에 대한 넓은 범위의 엔진회전수 하에서 4행정, 4기통 DOHC, 터보인터쿨러, 수냉 가솔린엔진의 실제 운행자동차를 사용하여 공연비 및 성능 특성에 미치는 튜닝엔진의 효과를 실험적으로 조사했다. 운행 가솔린자동차에 대한 엔진의 튜닝 부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기를 포함한다. 1인이 탑승한 5단 자동변속기를 갖는 운행 가솔린자동차 비튜닝 및 튜닝 엔진의 공연비 및 토크는 차대 동력계(Dynojet 224xLC)에 의하여 실험에 의해 측정하였다. 운행 가솔린자동차 튜닝엔진의 최대 토크는 비튜닝엔진보다 평균 103.68% 만큼 증가되었고, 튜닝엔진의 최대 출력은 비튜닝엔진보다도 평균 119.68% 만큼 증가되었음을 알았다. The purpose of this study was to analyse the basic data of the engine tuning inspection by confirming the working possibility of effective engine tuning and identifying the characteristics of tuned engine that are no problem with the safety operation and environment in a driving gasoline car. The effects of tuned engine on the characteristics of air/fuel ratio and performance at a wide range of engine speeds were experimentally investigated by the actual driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo- intercooler, water-cooled gasoline engine operating under four types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2 and 2-3. The tuned parts of engine in a driving gasoline car include the intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer. In this experiment, the air-fuel ratio and torque of both non-tuned and tuned engines that one person took on board in the car with a five-speed automatic transmission were measured by the chassis dynamometer(Dynojet 224xLC). It was found that the maximum torque of tuned engine in a driving gasoline car was increased by 103.68% on average, while the maximum output was increased by 119.68% on average in comparison to the non-tuned engine.

가솔린엔진 운행자동차 배기소음에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환(Myung-whan Bae),구영진(Young Jin Ku),박희성(Hui-seong Park) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.1

본 연구 목적은 가솔린엔진 운행자동차의 튜닝 특징을 파악하여 안전과 환경에 문제가 없는 엔진튜닝의 효과적인 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진 검사의 기초자료를 확보하기 위하여 저자들의 다른 논문에서 고찰한 성능 및 배기 배출물에 미치는 효과를 기반으로 배기소음 특성을 파악하는 것이다. 소음진동관리법에 따른 운행차 소음측정법에 의해 엔진회전수 및 차량속도에 대한 배기소음 특성에 미치는 튜닝엔진 효과를 조사하기 위하여 4행정, 4기통 DOHC, 터보 인터쿨러, 수냉 가솔린엔진을 5종류의 비튜닝 및 튜닝 2-1, 2-2, 2-3(close), 2-3(open)으로 해 운행자동차에 적용하였다. 가솔린엔진 운행자동차의 튜닝부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기가 포함되었다. 소음진동관리법에 따른 운행차 소음측정법에 의한 비튜닝 및 튜닝 가솔린엔진 운행자동차의 배기소음 측정값이 검사기준에는 모두 만족되었지만, 튜닝에 의해 배기소음이 증가되고 있음을 알았다. The purpose of this study is to identify the characteristics of exhaust noise based on the effects of performance and exhaust emissions discussed in the authors’ other papers to confirm the effective working possibility of engine tuning without problems in safety and the environment, and to obtain the basic data of the tuning engine inspection after investigating the tuning distinctions in a driving car of gasoline engine. The driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo-intercooler, water-cooled gasoline engine operating under five types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2, 2-3 (close) and 2-3 (open) was applied to investigate the effects of tuning engine on the characteristics of exhaust noises as the functions of engine and vehicle speeds by the noise measurement method of driving cars according to Noise and Vibration Control Act. The intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer were included in tuning parts for a driving car of gasoline engine. It was found that the measured values of exhaust noise for a driving car of non-tuning and tuning gasoline engines by the noise measurement method of driving cars according to Noise and Vibration Control Act met all the inspection criteria, but the exhaust noise values by tuning were increased.

RE-EV용 고효율 가솔린 엔진발전시스템 성능 개선

구본석(Bonseok Koo),오광철(Kwangchul Oh),원장혁(Janghyeok Won),서호철(Hocheol Suh),장성욱(Sungwook Jang),안호상(Hosang Ahn),이종덕(Jongdeok Lee) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

본 논문에 는 RE-EV에 적합한 엔진으로 최대한 가볍고 작은 사이즈로 RE-EV엔진 개발을 목표로 하였다. RE-EV 엔진은 엔진룸 공간 제약이 따르므로 엔진의 크기와 무게를 줄이기 위해 실린더 수를 줄이고, 기통당 배기량을 늘리는 방법으로 2기통의 엔진을 설계하였으며, 실린더 방향으로 크기를 줄이기 위해 OHV(Over Head Valve)로 설계하였다. 또한 흡기 맥동 시험을 진행하였으며, 흡기 구성에 따른 장치들의 전체 압력 변동과 공기량 변동에 대한 결과를 종합하여 엔진에 최적화된 흡기관을 구성하였다. 흡기관이 변경 된 엔진 시제품을 제작하여 엔진의 기본 성능 평가인 출력특성, 연비, 배출가스 분석을 진행하였다. 흡기관 변경에 따라서 연료량 및 점화시기 조정을 위한 엔진 제어기(ECU) 맵핑을 수행하였다.

직접분사식 가솔린 엔진의 분사전략 변경 및 EGR 적용을 통한 배기저감에 관한 연구

박철웅(Cheol Woong Park),김홍석(Hong Suk Kim),우세종(Se Jong Woo),김용래(Yong Rae Kim) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集B Vol.36 No.3

자동차배출가스는 이산화탄소(CO2 )에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물(NOx )에 의한 오존생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교·검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다. Nowadays, automobile manufacturers are focusing on the reduction of exhaust-gas emissions because of the harmful effects on humans and the environment, such as global warming by greenhouse gases. Gasoline direct injection (GDI) combustion is a promising technology that can improve fuel economy significantly compared to conventional port fuel injection (PFI) gasoline engines. In the present study, ultra-lean combustion with an excess air ratio of over 2.0 is realized with a spray-guided-type GDI combustion system, so that the fuel consumption is improved by about 13%. The level of exhaust-gas emissions and the operation performance with the multiple injection strategy and exhaust-gas recirculation (EGR) are examined in comparison with the emission regulations and from the point of view of commercialization.

가솔린 윤활유 첨가 비율이 직분사 불꽃 점화 엔진에서 입자상 물질에 미치는 영향

이호승(Hoseung Yi),신종희(Jonghee Shin),박성욱(Sungwook Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

가솔린 직분사 엔진은 연료를 실린더 내부에 직접 분사하여 연료 증발에 의한 냉각 효과로 체적 효율을 높일 수 있으며, 고부하 조건에서의 노킹을 저감할 수 있어 압축비를 높일 수 있다. 그러나 직분사 방식은 연료와 공기가 균질하게 혼합될 시간이 부족하며 이른 분사시기에서 연료가 피스톤 및 실린더 벽면에 충돌하면서 발생하는 wall film으로 인하여 입자상 물질 발생량이 증가한다. 이때, 피스톤-실린더-링 틈새에서 유입된 윤활유가 wall film과 섞이면서 입자상 물질 발생에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 유입된 윤활유의 영향을 파악하기 위하여 윤활유 혼합 비율이 가솔린 직분사 엔진에서 연소 및 배기 배출에 미치는 영향에 대한 실험을 진행하였다. 본 연구에 사용한 엔진은 398cc, 압축비 10.5의 단기통 직분사 가솔린 엔진으로, AC모터를 이용하여 회전수를 일정하게 유지하였다. 흡기는 유량 조절기와 챔버를 사용하여 일정하게 공기를 공급되도록 하였다. 분사기간은 산소센서 람다값을 기반으로 당량비를 유지하였으며 분사시기는 흡기 행정기간은 BTDC 330 deg 부터 BTDC 180 deg까지 총 다섯 가지 시기에서 분사하였고 점화시기는 엔진 출력이 최대가 되는 시기로 설정하였다. 분사압력은 공기압축식 펌프를 사용하여 100bar부터 350bar까지 증가하며 실험을 진행하였다. 입자상 물질 개수(PN)는 PPS-M, 입자상 물질 분포도는 EEPS, 가스상 배출물은 MEXA-9100을 사용하여 측정하였다. 실험 연료는 상용 가솔린에 엔진 윤활유의 질량 비율을 0부터 5wt%까지 첨가하여 사용하였다. 분무 및 화염 가시화 실험은 동일한 엔진에 가시화 장비를 추가하고 고속카메라로 촬영하였다. 촬영된 이미지는 MATLAB을 통하여 후처리를 진행하였다. 실험 결과 분무 가시화를 진행했을 때 윤활유 첨가 비율에 상관없이 분무 도달 거리와 분무 패턴이 유사하였다. 분무 가시화 실험을 바탕으로 연소 특성을 확인해본 결과 도시평균유효압력(IMEPnet), 최대 압력(Pmax), 열발생률(ROHR)모두 뚜렷한 경향성이 없었지만, 입자상 물질 개수(PN)과 THC모두 윤활유 첨가 비율이 증가할수록 전반적인 양과 함께 분사시기에 따른 경향성도 증가하였다. 이 원인을 좀더 분석하기 위하여 화염 가시화를 진행 한 결과, 윤활유 첨가 비율이 증가할수록 확산 화염 발생 빈도 및 크기가 증가하였다.