The investigations of the premixed combustion phenomena play important roles in understanding the combustion characteristics of the internal engine. The goal of this study is to identify the ignition delay of the methane inside a rapid compression machine. The RCM is an experimental apparatus used to simulate a single compression stroke of an internal combustion engine to observe the combustion phenomena in homogeneous charge compression ignition (HCCI) environments. During the compression stroke, the temperature inside the RCM increases and auto-igniting a premixed gas. The specification of the RCM used for the experiments were 50mm bore, 13 to 19 changeable compression ratio, and pneumatic driving. In this study, methane-air mixture was filled in a reaction chamber to observe the combustion characteristics. The premixed gas was supplied by mass flow controller and the initial temperature of the premixed gas was measured from thermocouple. The experiments were conducted in 180℃ temperature and atmospheric pressure, and the equivalence ratio, compression ratio, and driving pressure of the RCM were set as experimental parameters. To observe the ignition delay of pure methane, dry air was injected inside the reaction chamber. Experiments result was measured using piezoelectric type pressure sensor. In the experiments, result showed as a pressure curve, and relative ignition delay time was applied from top dead center to maximum rate of change after TDC. The relative ignition delay time of pure methane-air mixture measured in stoichiometric equivalence ratio, compression ratio 16, and driving pressure 36 bar condition. And the effects of addition of EGR property on ignition delay of premixed gases were observed in different concentration of CO/NOX condition.
예혼합연소현상에 대한 연구는 내연기관의 연소특성을 이해하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 급속압축기를 이용하여 메탄의 점화지연을 규명하는데 있다. 급속압축기는 내연기관 엔진의 단일 압축행정을 묘사하여 HCCI환경에서 연소현상을 관측하기 위한 실험장비이다. 압축행정 동안 급속압축기 내부의 온도가 증가하여 예혼합가스의 자발화하게 된다. 실험에 사용된 급속압축기는 내경 50mm, 13에서 19까지의 변동가능한 압축비 그리고 공압으로 구동된다. 본 연구에서 메탄-공기 혼합기가 연소특성을 관측하기 위해 주입되었다. 예혼합가스는 질량유량게를 이용하여 공급되었고 초기온도는 열전대를 이용하여 측정하였다. 실험은 180℃, 상압에서 당량비, 급속압축기의 압축비와 구동압력을 실험변수로 설정하여 수행하였다. 순수 메탄의 점화지연을 확인하기위해 건조공기를 주입하였다. 실험결과는 압전식 압력센서를 이용하여 측정하였다. 실험에서 결과는 압력곡선으로 나타나며, 상사점에서부터 압력최대변화율을 갖는 지점까지로 상대점화지연시간을 적용하여 점화지연을 측정하였다. 순수 메탄공기 혼합물의 상대점화지연 시간은 압축비 16, 구동압력 36바, 화학량적인 당량비에서 측정되었다. 그리고 배기가스재순환 성분이 예혼합가스의 점화지연에 미치는 영향에 대해 관측하기 위해 이산화탄소와 질소산화물의 농도 변화에 따라 관측하였다.
