차세대 디젤엔진의 연료레일 내부 유동 특성 = Flow Characteristics inside Fuel Rail of the next Generation Diesel Engine

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 최근 배기 가스 규제 기준인 Euro-5에 대응 가능한 수단 들 중 하나인 커먼레일 디젤 엔진의 개발을 위하여, 연료 레일과 커넥션 파이프로 구성된 커먼레일 시스템 내의 비정상 유동 특성 해석에 대한 연구를 수행하였다.
해석 결과, 연료 레일 시스템 내부에 일어나는 거시적 크기의 유동은 연료 분사 시스템의 인젝터 노즐 개폐 여부에 크게 영향을 받으며 커넥션 파이프 간의 간섭 효과는 미미하였으며, 다른 실린더에 연료 분사가 진행되는 동안 각 커넥션 파이프들의 출구에서의 압력도 거의 동시에 변화하였다. 따라서 연료 레일 내의 압력 변화가 커넥션 파이프들의 연료 공급 시기에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다.
또한 본 연구를 통하여 3차원 CAD 형상 모델링과 소프트웨어를 이용한 자동 격자 생성, 비정상 유동 특성 해석을 위한 CFD 해석, 제품 개발을 위한 계산 결과 타당성 분석 등이 가능한 CADS(Computer Aided Design System)이 구성하였으며, 향후 연료 레일과 커넥션 파이프 사이의 형상 변화에 따른 맥동 유동 저감 기술 개발에 본 연구에서 개발한 CADS 를 적용하면, 빠른 시간 이내에 사용자가 원하는 설계 및 개발 연구가 가능한 것으로 판단하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Unsteady flow characteristics inside a fuel rail system is investigated using a commercial software, CFD-ACE+. The outer surface shape of the fuel rail system is obtained from CAD softwares. The three-dimensional surface data is imported into CFD-GEOM and CFD-VISCART. The mesh is generated manually or automatically. Then, CFD-ACE+is applied to the unsteady analysis of the flow characteristics inside the fuel rail system during the time interval between the injector opening and closing. It is found that the large flow structures depends on the opening and closing of the injectors. The opening and closing of one pipe affects the pressure at the other pipes. The pressure pulsates like a sinusoidal wave. It is believed that the present approaches can be applied to the design and development of the fuel rail system for the next generation diesel engine applications.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 = 1
• 1 - 1 연구의 필요성 = 1
• 1 - 2 연구 배경 및 목적 = 3
• 제 2장 수치 해석 방법 = 5
• 2 - 1 해석 모델 선정 및 CFD 해석 = 5
• 2 - 2 해석 및 경계 조건 = 7
• 제 3장 결과 및 고찰 = 10
• 3 - 1 커넥션 파이프 내의 유속 분포 = 10
• 3 - 2 커먼레일 내의 유속 분포 = 15
• 3 - 3 커넥션 파이프 내의 압력 분포 = 21
• 제4장 결론 = 24
• REFERENCES = 25
• ABSTRACT = 26