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분야
hwpⅡ. 본론
1. GDI 엔진의 특징
(1) GDI엔진의 구조적 특징
(2) GDI 엔진의 기술적 특징
1) 부분부하 조건에서의 연료 분사 제어 기술
2) 고부하 조건에서 연료 분사 제어 기술
2. GDI엔진과 기존 엔진(MPI)과의 비교 분석
3. GDI 엔진의 장단점
(1) GDI 엔진의 장점
(2) GDI 엔진의 단점
4. GDI 엔진 성능의 개선 방안 및 신기술
(1) 3-연소실 GDI Engine
(2) turbo charger 와 GDI 엔진의 조합을 통한 엔진 성능개선
(3) 차세대 GDI 엔진
5. 세계적인 GDI 엔진 개발 현황
Ⅲ. 결론
Ⅳ. 참고문헌
GDI 엔진에서는 기존 MPI 엔진과 달리흡입 포트의 형상이 피스톤과 거의 수직이 되도록 설계되어 있다. 그리고 기존 MPI 피스톤의 표면은 거의 평평했었던 것과는 달리 GDI 엔진의 피스톤의 표면은 움푹 파여 있다. 그리고 표면이 움푹 파인 모양의 피스톤은 혼합기가 실린더 내에서 섞이는 방향을 조절하여 연소를 조절한다. 그림1 과 2를 보면 흡기포트와 피스톤 표면 형상의 차이점을 알아 볼 수 있다.
fig 1. GDI엔진과 MPI엔진의 흡입구 형상 및 텀블 방향 비교
fig 2. GDI엔진의 피스톤 형상
GDI 엔진이 기존 엔진과 달리 이러한 구조적인 특징을 갖게 된 것은 다음과 같은 이유에서 이다. GDI 엔진에서는 공기와 연료가 실린더 내부에서밖에 섞이지 못한다. 이 때문에 기존 MPI엔진에서와는 달리 연료과 공기가 혼합될 수 있는 시간이 상당히 짧아지게 된다. 짧은 시간에 좀더 연료와 공기가 잘 섞이기 위해서는 큰 난류 강도 및 공기의 swirl, tumble motion이 필요하게 된다. 세로로 세워져있는 흡기포트는 흔히 직립식 흡기포트라 불리는데 이는 실린더 내부에 좀더 강한 tumble motion을 유도하기 위해서 필요했다. 기존의 MPI 엔진에서는 옆으로 굽어있는 흡기포트 형상 때문에 유량계수가 감소하게 되어 강한 tumble motion을 생성하기에는 좋지 못했다. 그러나 직립 흡기포트의 경우에는 흡기포트가 직선형이어서 유량계수가 덜 감소하게 되고, 게다가 공기가 좀더 강한 tangential velocity를 갖게 되기 때문에 더욱 강한 tumble motion을 만들 수 있게 되었다.
GDI 엔진에서 성층화 연소가 가능하기 위해서는 혼합기체에 점화가 잘 일어나게 하기 위해서 spark plug 주변의 공기가 좀더 농하게 되도록 연료를 잘 분사해주어야 한다. 그리고 나중에 좀더 자세하게 설명할 부분인 late injection에서도 연료가 spark plug 주변으로 보내지도록 해야 한다. 이러한 요구사항 때문에 분사된 연료가 spark plug 로 운반되어질 수 있도록 하기 위해서 피스톤 표면을 움푹 파인 형태로 만든 것이다. 연료가 피스톤 표면으로 분사되면 연료가 공기와 섞이면서 피스톤 표면을 타고 spark plug 쪽으로 보내지게 된다.
(2) GDI 엔진의 기술적 특징
1) 부분부하 조건에서의 연료 분사 제어 기술
Jae-Won Song, Mi-Ro Kim , Han-Seung Cho, Jin-Ku Yeo, Nam-Hyo Cho
Ⅱ. H. Ando and K. Kuwahara, "Combustion Control for Mitsubishi GDI Engine", Proc. of the 2nd Int, Workshop on Advanced Spray Combustion, 1998
Ⅲ. T. Kume, et al,. "Combustion Control Technologies for Direct Injection SI Engines", SAE paper 960600
Ⅳ. Y. Iwamoto, et al., "Development of Gasoline Direct Injection Engine", SAE paper 970541
