국내외 디젤엔진 기술 현황과 발전

1882년 독일의 루돌프 디젤이 디젤엔진의 작동원리를 제안했다. 1896년에 제작된 최초의 4행정 디젤 엔진입니다. 지난 100년 동안 디젤엔진 기술은 종합적으로 발전해 왔으며, 그 응용분야도 점점 더 넓어지고 있습니다. 많은 연구 결과에 따르면 디젤 엔진은 현재 산업 응용 분야에서 사용되는 다양한 동력 기계 중에서 가장 높은 열 효율, 최고의 에너지 활용도 및 가장 에너지 절약형 모델인 것으로 나타났습니다. 디젤 엔진의 가장 진보된 기술을 갖추고 리터당 출력은 30~50kWh/L에 도달할 수 있고 토크 예비 계수는 0.35 이상에 도달할 수 있으며 최소 연료 소비량은 198g/kWh에 도달할 수 있으며 보정된 전력 연료 소비량은 204g/kWh에 도달하고, 디젤 엔진은 선박에 널리 사용됩니다. 전력, 발전, 관개, 차량 동력 등 광범위한 분야를 포괄하며, 특히 차량 동력 분야에서 장점이 가장 뚜렷합니다. 차량 동력의 "디젤화"라는 세계적인 추세가 구체화되었습니다. 미국, 일본, 유럽의 대형 차량 100대는 디젤 엔진으로 구동됩니다. 유럽에서는 상용차의 90%, 승용차의 33%가 디젤차다. 미국에서는 상업용 차량의 90%가 디젤 차량입니다. 일본에서는 상업용 차량의 38%가 디젤 차량이고 ​​세단의 9.2%가 디젤 차량입니다. 전문가 예측에 따르면, 디젤 엔진은 향후 20년 또는 그 이상 기간 내에 전 세계 차량 동력의 주류가 될 것입니다. 세계 자동차 산업의 선진국 정부도 디젤 엔진 개발을 매우 중시하고 세금, 연료 공급 및 기타 측면에서 조치를 취해 디젤 엔진의 대중화와 개발을 촉진했습니다.

1. 해외 디젤엔진 기술 현황 및 발전

현대식 고성능 디젤엔진은 가솔린 엔진보다 열효율이 높고, 오염물질 배출도 적다.

자동차 전력 애플리케이션이 점점 더 널리 보급됨에 따라. 서유럽 국가에서는 트럭과 버스만이 디젤 엔진을 사용하는 것이 아니라, 승용차의 상당 부분이 디젤 엔진을 사용합니다. 최근 미국 연방정부 산하 에너지부와 미국 3대 자동차 회사로 대표되는 미국자동차연구협의회(American Automotive Research Council)는 디젤 엔진을 동력 구성으로 사용하는 경제적인 차세대 자동차를 개발하고 있습니다. 수년간의 연구와 수많은 신기술의 적용을 통해 디젤엔진의 가장 큰 문제인 매연과 소음에 대한 획기적인 발전이 이루어졌으며, 이는 가솔린 엔진 수준에 이르렀습니다.

다음은 외국 디젤 엔진에 사용되는 몇 가지 첨단 기술입니다:

(1) ***레일 및 4밸브 기술

현재 일반적으로 외국 디젤 엔진 사용 *** 새로운 레일 기술, 4밸브 기술 및 터보차저 인터쿨링 기술의 조합으로 엔진은 성능 및 배출 제한 측면에서 더 나은 결과를 얻을 수 있으며 유로 3 배출 제한 규정 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 4밸브 구조(흡입구 2개, 배기구 2개)는 충전 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료 분사 장치를 중앙에 배치할 수 있어 다공성 오일빔을 고르게 분포시킬 수 있어, 연료와 공기의 좋은 혼합을 위한 조건 동시에, 가변 와류를 달성하기 위해 흡기 통로를 4밸브 실린더 헤드에 동일한 모양의 두 개의 독립적인 구조로 설계할 수 있습니다.

이러한 요소의 조정은 혼합물의 품질을 크게 향상시키고 그을음 입자, HC 및 NOX 배출을 효과적으로 줄이고 열 효율을 향상시킬 수 있습니다.

(2) 고압 분사 및 전자 제어 분사 기술

고압 분사 및 전자 제어 분사 기술은 현재 해외에서 디젤 엔진 배출을 줄이기 위한 중요한 조치 중 하나입니다. /p>

고압 분사 및 전자 제어 분사 기술을 효과적으로 사용하면 연료를 완전히 분무하고 각 실린더에서 연료와 공기의 최적 혼합을 달성하여 배기가스를 줄이고 전반적인 기계(차량) 성능을 향상시킬 수 있습니다.

(3) 과급 및 인터쿨링 기술

터보차저를 이용해 디젤 엔진의 공기량을 늘리고 연소 시 공기 과잉율을 높이는 것은 고부하 시 배기 연기와 PM을 줄이는 것입니다.

배출 및 연료 소비에 대한 효과적인 조치입니다. 효과적인 공랭식 냉각 시스템은 과급 공기 온도를 50°C 이하로 낮출 수 있습니다. 작업 주기 온도의 저하로 인해 NOx 배출이 감소하고 PM이 감소합니다. 차량은 일반적으로 과급됩니다. 냉간 유형은 배출가스를 낮출 뿐만 아니라 연비에도 도움이 됩니다.

또한, 터빈 전면에 배기 바이패스 밸브를 적용하면 PM 및 CO 배출을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 터보차저 디젤 엔진의 과도 성능 및 저속 토크를 향상시킬 수 있습니다.

(4) 배기가스 재순환(EGR) 기술의 적용

EGR은 선진국의 첨단 내연기관에 흔히 사용되는 기술로, 그 작동 원리는 소량 도입이다. 재연소되지 않는 CO2

및 수증기 배기 가스는 열용량이 커서 연소 과정의 점화 지연 기간을 늘리고 연소 속도를 늦추며 감소시킵니다. 실린더 내 최대 연소 온도 및 NOX 파괴

생성 조건. EGR 기술은 자동차의 NOX 배출량을 크게 줄일 수 있지만, 대형 차량 디젤 엔진의 경우 NOX를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다른 오염 물질도 낮은 수준으로 유지할 수 있기 때문에 현재 인터쿨링 EGR 기술이 사용되는 경향이 있습니다.

(5) 후처리 기술

디젤 엔진 후처리의 목표는 PM 및 NOX 배출을 더욱 개선하는 것입니다. 현재 주요 방법은 산화 촉매 변환기를 설치하고 재생 능력이 우수한 NOx

촉매 변환기 및 미립자 트랩을 연구 개발하는 것입니다.

(6) 디젤

디젤의 생산 및 보관 조건은 디젤 엔진(차량)의 정상적인 작동을 보장하고 서비스 수명을 연장하며 낮은 배기가스 배출을 유지하는 데 중요한 보증입니다. 예를 들어, 스웨덴의 1급 디젤을 사용하면 CO 배출량을 54%, HC 및

NOX 배출량을 10%, PM 배출량을 14~47% 줄일 수 있습니다. 연료 세제는 선진국에서 널리 사용되고 있는데, 이는 연료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 탄소 침전물을 제거하고 배출량을 줄일 수도 있습니다.

(7) 유화경유의 적용

경유에 물과 유화제를 혼합하여 보다 안정적인 수분함유 유화경유를 형성한다.

이것은. 개선된 연료 유형 디젤 엔진(차량)의 사용은 특히 NOX 및 PM 배출을 크게 줄일 수 있습니다. 현재 미국은 이 분야에서 많은 진전을 보고하고 있으며, 우리나라도 이 분야에 대한 연구를 진행하여 만족스러운 진전을 이루었습니다. 유화 디젤에 20%의 물을 추가(70일 동안 층화 없이), 대형 디젤 엔진의 100부하 조건에서 출력이 감소하지 않고 연료 절감이 명백하며 출력이 디젤보다 4.3 높으며, 연기와 NOX 배출도 크게 감소합니다. 하지만 이 기술은 배출가스 저감에는 좋지만, 엔진의 물 동결, 물 부식 등의 잠재적인 문제는 아직 해결되지 않았습니다.

(8) 오일 소비 감소

디젤 엔진에서 배출되는 입자상 물질의 상당 부분은 더 무거운 증류유의 연소에서 발생합니다.

점점 엄격해지는 디젤 엔진(자동차) 배출가스 제한 기준을 충족하기 위해서는 엔진 오일의 연소를 최소한으로 줄여야 합니다. 즉, 엔진 오일의 연소를 최소화하면서 동시에 엔진의 정상적인 작동. 디젤 엔진의 오일 소비를 줄이기 위해서는

피스톤 링의 최적화된 설계 및 제작과 실린더 라이너의 과학적인 배열이 매우 중요합니다.