Transactions of KSAE, Vol. 22, No. 3, pp.148-156 (2014) Copyright C 2014 KSAE / 129-20 pissn 1225-6382 / eissn 2234-0149 DOI http://dx.doi.org/10.7467/ksae.2014.22.3.148 플라즈마응용고에너지점화시스템개발및적용 강혜현 1) 최두원 1) 박진일 *2) 이종화 2) 박경석 3) 안종영 4) 아주대학교대학원기계공학과 1) 아주대학교기계공학과 2) 금오공과대학교기계시스템공학과 3) 유라테크선행개발팀 4) Development and Application of High Energy Ignition System Using Plasma Hyehyun Kang 1) Duwon Choi 1) Jinil Park *2) Jonghwa Lee 2) Kyoungseok Park 3) Jongyoung Ahn 4) 1) Department of Mechanical Engineering, The Graduate School of Ajou University, Gyeonggi 442-749, Korea 2) Department of Mechanical Engineering, Ajou University, Gyeonggi 442-749, Korea 3) Department of Mechanical System Engineering, Kumho National Institute of Technology, Gyeongbuk 730-701, Korea 4) Proactive Development Team, Yuratech, 380 Pangyo-ro, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi 463-400, Korea (Received 31 October 2013 / Revised 24 January 2014 / Accepted 25 February 2014) Abstract : This study is a follow-up study of Development of Plasma Ignition System was presented at the 2013 KSAE spring conference. This study compares lean limit of conventional ignition system with plasma ignition system on constant volume combustion test & Engine Combustion test. Key words : Constant volume combustion( 정적연소 ), COVimep(Coefficient of variation of IMEP, 도시평균유효압력사이클변동계수 ), Lean burn( 희박연소 ), Lean limit( 희박가연한계 ), Plasma ignition system( 플라즈마점화시스템 ) Nomenclature 1) λ : excess air ratio, - COV imep : coefficient of variation of IMEP, % IMEP : indicated mean effective pressure 1. 서론 환경오염과석유자원의고갈로강화되고있는연비및배기가스관련규제를만족시키기위해자동차업계에서는하이브리드자동차나연료전지자동차같은새로운동력시스템의개발과더불어기존의내연기관시스템의개선에도많은노력을기울이고있다. 1) * A part of this paper was presented at the KSAE 2013 Annual Conference and Exhibition * Corresponding author, E-mail: jpark@ajou.ac.kr 기존의내연기관시스템중가솔린엔진의경우, 직접분사기술과더불어배기가스재순환 (EGR) 나희박연소 (Lean burn) 기술같은희박공연비상태에서의연소기술개발을통해부분부하에서펌핑로스의저감및연소가스의온도를낮춰열손실을줄임으로써연비를개선하고자하고있다. 2-4) 그러나희박공연비상태의연소에서충분한점화에너지를공급하지못하는경우에는실화 (misfire) 의위험이있다. 따라서점화초기의확실한점화를보장하기위해서는고에너지점화시스템이고려되어야한다. 5) 고에너지점화를위해 Federal-Mogul, NGK, Denso 등의회사에서는플라즈마응용점화시스템을대안으로제시하고연구하고있다. 플라즈마는기존에여러분야에서다양한형태로응용되어왔기때문에플라즈마를발생시키는방법도여러가지가 148
플라즈마응용고에너지점화시스템개발및적용 존재한다. 플라즈마를점화시스템에적용하기위해서앞서언급한회사들은크게아크방전시직류고전압을공급하여플라즈마제트를발생시키거나, 펄스전원을인가하여코로나방전이일어나게하는두가지방법을이용하였다. 플라즈마제트를이용한점화시스템에관하여 2000년대이전부터플라즈마제트점화시스템의개발을포함하여, 플라즈마플러그의형상과플라즈마점화장치의특성에따른플라즈마제트의형상에대한연구, 플라즈마플러그의형상과정적연소실의형상에따른연소특성에대해연구한결과가존재한다. 5-7) 그러나실제엔진에적용하였을경우에관해서는아직연소특성및효과파악에대한연구결과가없는실정이다. 따라서선행연구및본연구를포함, 이어질후속연구를통하여플라즈마제트점화시스템을실엔진에적용하였을때의영향도를파악하고자한다. 8) 본연구에서는선행연구를통해개발한플라즈마제트점화시스템을정적연소실과 1.6L급 GDI NA 엔진에서적용하여기존점화시스템과희박조건에서의연소특성을비교하였다. 2. 실험장치 2.1 플라즈마제트점화시스템 Fig. 1은플라즈마제트점화시스템의회로와정적연소실험장치를간략하게설명한그림이다. 플라즈마전원장치는커패시터에 400 ~ 700V 정도의전압을충전시켜놓았다가점화플러그에서절연파괴가일어남과동시에저전압방전구간에서커패시터에저장된에너지가일순간에방출되도록구성되었다. 본연구에서는커패시터용량은 3μF, 커패시터충전전압은 600V로고정하였다. 이때점화에너지는 500mJ 이상으로기존점화시스템의 20 ~ 35mJ과비교하여고에너지를사용한다. 2.2 플라즈마플러그 Fig. 2와 Table 1은실험에사용된플라즈마플러그의형태와제원을나타낸것이다. 선행연구에서플라즈마플러그는폭이일정하게좁은형태 (A 형 ), 폭이일정하게넓은형태 (B 형 ), 폭이넓었다가좁아지는형태 (C 형 ), 세가지로나눌수있었고, 플라즈마제트의형상은이세가지형태에의해결정되었다. 8) 선행연구에서는제원별로총 8가지종류의플러그가있었지만연구결과에따라 A, B, C 형태의플러그각각 1개씩과플라즈마제트가다른형태의플러그보다두껍고길게형성되었던 A 형태의플러그하나를더추가하여총 4 종류의플라즈마플러그에대하여정적연소실험을수행하였다. Table 1 Plasma plug specifications 플러그명칭 LC (mm) DC1 (mm) DC2 (mm) 내부체적 (mm 3 ) A-1.0 1.0 1.0 1.0 0.79 A-1.5 1.5 1.0 1.0 1.18 B-1.0 1.0 2.2 2.2 3.80 C-1.0 1.0 2.2 1.0 3.80 Fig. 2 Plasma plug shape and specifications name Fig. 1 Plasma jet ignition system 2.3 정적연소실험장치 Fig. 3은정적연소실의형상을나타낸것이다. 정적연소실은약 400cc의체적을가지는원통형의구조로점화플러그가설치되는맞은편과측면에서연소과정을관찰할수있도록창이나있다. 창은석영유리를이용하였으며정면창은반경 30mm 측면창은반경 20mm이다. Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 22, No. 3, 2014 149
Hyehyun Kang Duwon Choi Jinil Park Jonghwa Lee Kyoungseok Park Jongyoung Ahn Fig. 3 Constant volume combustion chamber Fig. 4는정적연소실험을위한구성을나타낸것이다. 정적연소실에는고압으로충전되어있는공기와프로판이연결되어있다. 공기와프로판은정밀한압력계와레귤레이터를이용하여공연비를조절한다. 또한점화플러그형태의압력센서가설치되어있어연소실내부의압력변화를오실로스코프를이용하여측정한다. 오실로스코프는압력외에도, 1 차코일전압, 2차코일전압, 플라즈마공급전압등을확인할수있도록연결되어있다. 절연파괴가일어난시점부터고속카메라촬영을시작할수있도록오실로스코프를이용하여 2차코일전압이하강할때트리거신호를보내주도록장치하였다. 점화플러그는플라즈마응용점화시스템과연 Fig. 5 Engine test system 결해주고, Power TR로보내는 ECU 신호는함수발생기를이용하여만들어준다. 2.4 엔진실험장치 Fig. 5는엔진실험장치의개략도이다. 엔진실험을위해 1.6L GDI NA 엔진을 AVL 사의 120kW AC 동력계에설치하였다. 엔진헤드를가공하여키슬러사의수냉식연소압센서를설치하여연소상태를측정하였다. 정적연소실험에서처럼직접적으로공연비를제어할수없기때문에, 광대역산소센서를배기다기관에설치하여공연비를측정하였다. 측정장비는키슬러사의 KIBOX를이용하였다. 기존에있는점화코일선을변경하여플라즈마제 Fig. 4 Constant volume combustion test system 150 한국자동차공학회논문집제 22 권제 3 호, 2014
Development and Application of High Energy Ignition System Using Plasma 트점화시스템을적용하였다. 엔진을희박공연비상태에서운전시키기위해 ECU의공연비제어를 Open loop control 상태가되도록산소센서신호를차단하는스위치를장치하였다. 또한엔진의스로틀을제어하고, MAP 신호를중간에서차단하고 ECU에가짜 MAP 신호를입력할수있도록배선하였다. 산소센서신호를차단하여공연비제어가 Open loop 상태가되면, MAP에의해서만연료량을제어하게된다. 이때스로틀을 MAP 0.6bar 정도가되도록열어준상태에서 MAP 신호를중간에서차단하고 0.5bar의신호를넣어주면, ECU에서는 0.5bar를기준으로연료를분사하라고제어신호를보낸다. 그러나실제 MAP은 0.6bar로이론공연비보다더많은공기가유입되고있는상태, 희박한상태로운전을하게된다. 위와같은방법으로 MAP에제어신호를일정하게주어연료량을고정하고스로틀개도량을조절하는방식으로공연비를제어하여연소실험을수행하였다. 3. 정적연소실험정적연소실험에서는기존점화시스템과플라즈마제트점화시스템에대하여연소가능한희박조건범위를비교하였다. 또한공연비조건에따라연소특성이어떻게변하는지를실험하였다. 이를위해연소압력을측정함과동시에고속카메라를이용하여연소가시화를진행하였다. 서로동일한시점에서각각의결과들을비교하기위해, 2 차코일전압을측정하여절연파괴가일어나는시점을트리거로하여실험을진행하였다. 프로판의양은모두동일하게 0.14 bar를주입하였으나, 공연비조건을다르게만들기위해공기량을바꾸기때문에연소가시작할때의압력은차이가날수있다. 프로판과공기의공기연료부피비는 23.9:1로계산하여공기과잉률이 1(λ, excess air ratio) 일때연소실내부압력은절대압 3.49 bar 이다. 본연구에서는압력상승분만을비교하기위해연소시작압력을 0 bar로놓고결과를표시하였다. 3.1 공연비조건에따른연소특성의변화 Fig. 6은기존점화시스템에서공연비조건을변화시키면서연소시켰을때의연소압력을측정한결과이다. 0초에서절연파괴가일어나점화가되면서연소가시작한다. 공기과잉률이 1.29 이상에서는연소가발생하지않았다. 따라서이때를희박가연한계로볼수있다. Fig. 7은플라즈마제트점화시스템에서공연비조건을변화시키면서연소시켰을때의연소압력을측정한결과이다. 플러그는 A-1.0 플러그를사용하였다. 기존점화시스템에서보다더희박한조건인공기과잉률 1.5 이상에서연소가가능함을확인하였다. 공연비조건이희박해질수록최고압력에도달하는속도가느려짐을확인할수있다. 동일한실험을플라즈마제트점화시스템에서다른형태의점화플러그에대하여실험한결과를정리하여연소특성을비교한그래프가 Fig. 8과 Fig. 9 이다. 연소압력이가장높을때를표시한그래프가 Fig. 8 이다. 기존연소시스템과플라즈마제트연소시스템을사용하였을때최고압력의차이는거의없는것으로보이나, 대체적으로기존시스템의최고압력이아래쪽에분포하고있다. Fig. 6 Result of constant volume combustion test - conventional ignition system Fig. 7 Result of constant volume combustion test - plasma ignition system, A-1.0 plug Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 22, No. 3, 2014 151
강혜현 최두원 박진일 이종화 박경석 안종영 Fig. 8 Result of constant volume combustion test - peak pressure 3.2 희박연소한계정적연소실에서의압력변화와고속카메라를이용하여화염발생여부를촬영하여연소가발생했는지판단하였다. Slow burn이나 Partial burn과관계없이연소여부만으로희박연소한계를판단하여표시한것이 Table 2이다. 기존점화시스템에서의희박연소한계는공기과잉률 1.3 근처이고플라즈마제트점화시스템에서는공기과잉률 1.5 ~ 1.6 사이이다. 따라서플라즈마응용점화시스템을적용하였을때기존의점화시스템보다희박영역이약 21% 확장되었음을알수있다. Table 2 Result of constant volume combustion test - lean limit Ignition system Lean limit(λ) Conventional 1.29 Plasma A-1.0 1.56 Plasma A-1.5 1.58 Plasma B-1.0 1.55 Plasma C-1.0 1.55 Fig. 9 Result of constant volume combustion test - time to peak pressure Fig. 9는최고압력도달시간을표시한그래프로연소속도를나타낸다. 공연비조건이희박해질수록연소속도가느려지는것을확인할수있다. 그래프에실선으로표시한부분이기존점화시스템의결과를 Curve ftting한것이고, 플라즈마제트점화시스템의플러그별실험결과를모두모아 Curve fitting하여점선으로표시하였다. 따라서플라즈마제트점화시스템을적용하였을때기존시스템에서보다연소속도가빨라짐을확인할수있다. 이는기존시스템에서보다점화에너지가더높기때문인것으로생각되며, 플라즈마시스템을적용하였을때플러그형태별로연소속도가차이나지않는것은점화에너지가동일하기때문으로판단된다. 9) 3.3 가시화결과 Fig. 10과 11은정적연소실에서의가시화결과를나타낸것이다. 500μs마다한장씩촬영했기때문에연소시작시점이최대 500μs까지차이가날수있다. 연소시청염이전파되는과정은노출시간이짧고청염을촬영하기위한별도의필터를사용하지않았기때문에본문의사진상으로는잘관찰되지않는다. Fig. 10은왼쪽이플라즈마제트점화시스템, 오른쪽이기존점화시스템을사용하였을때의연소과정을측면에서가시화한것이다. 0초에서플라즈마플러그에서는밝은플라즈마제트가방출되고있고, 기존플러그에서도스파크가보이며점화가시작되었다. 플라즈마제트점화시스템에서는밝고큰화염이퍼지는것이보이면서밝아진다. 기존점화시스템에서는연소실내부가전체적으로점차밝아진다. 연소가완료된지점으로보이는연소실내부가가장밝아지는때는이미지를회색조로변환한뒤이미지값이 250 이상인픽셀의수를세어판단하였 152 한국자동차공학회논문집제 22 권제 3 호, 2014
플라즈마 응용 고 에너지 점화 시스템 개발 및 적용 연소를 가시화하여 비교한 것이다. 기존 점화 시스 템에서 공기 과잉률 1.35일 때는 연소가 되지 않으 나, 여러 번 점화를 시도하여 연소가 성공했을 때를 가시화 하였다. 이론 공연비 상태에서의 전체적인 연소과정과 비 슷하나, 플라즈마 제트 점화 시스템의 경우 화염이 희미해 졌다. 전체적으로 연소 속도가 느려졌고, 연 소실 내부를 밝히는 걸리는 시간은 130ms 이상 차 이가 난다. 4. 엔진 연소 실험 정적 연소 실험에서 플라즈마 제트 점화 시스템을 적용했을 때, 기존 점화 시스템에서 보다 희박연소한 계가 확장되고, 연소 속도가 더 빠른 것을 확인하였다. 정적 연소실에서 확인한 결과가 실제 엔진에서도 동일하게 나타나는지 확인하기 위해 연소압 센서와 Fig. 10 Result of constant volume combustion test - visualization at λ = 1.00 광대역 산소센서를 설치한 1.6L GDI NA엔진에서 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 MAP 센서의 신호를 일정한 흡기 압이 유지되고 있다고 속여 일정한 연료량이 분사 되도록 한 후, 스로틀 개도량을 제어하여 실제 공기 량을 조절해 공연비를 제어하였다. 엔진에 흡입되는 정확한 공기량을 파악하기 어렵 기 때문에 실제 공연비는 배기매니폴드에 부착한 광대역 산소 센서를 이용하여 확인하였다. 불완전 연소가 발생할 때는 산소 센서의 측정값이 불안정 해 지면서 공연비의 측정이 불확실 할 수 있다. 본 연구에서는 산소센서 측정값의 COV를 확인하여 신뢰할 수 있는 영역의 값들을 사용하였으나, 연소 가 불안해지는 희박한 영역으로 갈수록 오차가 증 가한다. 연소 상태는 실린더 내부에 설치한 연소압 센서를 이용하여 확인하였다. 엔진에 대한 적극적인 제어가 불가능하기 때문에 기존 점화 시스템과 플라즈마 제트 점화 시스템을 Fig. 11 Result of constant volume combustion test - visualization at λ = 1.35 동일한 조건에서 비교하기 위해, 1번, 4번 실린더에 는 기존 점화 시스템, 2번, 3번 실린더에는 플라즈마 제트 점화 시스템을 적용하여 실험을 진행 하였다. 다. 연소가 완료되는 시간은 플라즈마 응용 점화 시 스템을 적용 했을 때가 약 20ms 정도 더 빠르다. Fig. 11은 공기 과잉률 1.35의 희박한 조건에서의 따라서 본 연구에서는 엔진 속도, 점화시기, 엔진 온도, 엔진 부하, 연료량, 공연비 등이 모두 동일한 조건에서 기존 점화 시스템과 플라즈마 제트 점화 Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 22, No. 3, 2014 153
Hyehyun Kang Duwon Choi Jinil Park Jonghwa Lee Kyoungseok Park Jongyoung Ahn 료량 분사 시에 공연비 조건에 따른 연소 특성이다. 첫 번째 그래프는 각각의 공연비 조건에서 200 cycle 동안의 IMEP를 점화 시스템 별로 평균내서 그린 그 래프이고, 두 번째 그래프는 아래의 식으로 계산한 IMEP 변동계수이다. 공연비가 희박지면 동일한 연료량에 대하여 더 많은 공기가 들어오기 때문에 희박 연소에 의한 이 득으로 IMEP가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그러 나 공연비가 너무 희박해지면 연소안정성이 떨어지 면서 오히려 IMEP가 감소한다. 연소 안정성은 COVimep로 확인할 수 있으며 일반 적으로 10% 이상이 되면 운전성에 문제가 있다고 판 단할 수 있다. 플라즈마 제트 점화 시스템을 적용하 였을 때가 희박한 공연비에서 연소가 더 안정적이다.3) Fig. 13, 14는 Fig. 12에 원으로 표시한 공기 과잉 Fig. 12 Result of engine combustion test - engine speed: 1000rpm, fuel input : 33mg/cycle 률 1.39에서의 연소 상황을 그린 것이다. Fig. 12은 COVimep에 따라 각 실린더의 IMEP가 어느 정도의 변동 폭을 보이는지 표시한 것이다. 기존 점화 시스 템에 비해 플라즈마 제트 점화 시스템이 더 안정적 으로 연소가 되고 있음을 확인할 수 있다. Fig. 14는 200 cycle 동안의 실린더 내부압력을 평 균한 것이다. 동일한 점화 시기에서 연소가 시작되 었으나 플라즈마 제트 점화 시스템을 적용하였을 때 최고 압력에 도달하는 타이밍이 약 5 정도 더 빠 르고, 최고 압력은 약 6.5 bar 더 높다. Fig. 15는 Fig. 12와 동일 부하에 엔진 속도가 2000rpm 으로 증가했을 때의 연소특성을 나타내었고, Fig. 16 Fig. 13 Variation of IMEP - engine speed: 1000rpm, fuel input : 33mg/cycle, λ = 1.39 시스템의 연소 특성 차이만을 비교하였다. 실제 플라즈마 제트 점화 시스템의 정확한 영향도 를 파악하기 위해서는 점화시기 변경 및 다양한 부하 및 엔진 속도 조건에서의 실험이 필요하다. 이는 엔 진에 대한 적극적인 제어가 필요한 사항이기 때문에 엔진 제작사의 협력을 통한 추가 연구가 필요하다. Fig. 12는 엔진 속도 1000rpm, MAP 0.4bar 기준 연 154 한국자동차공학회논문집 제22 권 제3 호, 2014 Fig. 14 200 cycle average pressure - engine speed: 1000rpm, fuel input : 33mg/cycle, λ = 1.39
Development and Application of High Energy Ignition System Using Plasma Fig. 15 Result of engine combustion test - engine speed: 2000rpm, fuel input : 33mg/cycle Fig. 17 Result of engine combustion test - engine speed: 1000rpm, fuel input : 33mg/cycle Fig. 16 Result of engine combustion test - engine speed: 1000rpm, fuel input : 41mg/cycle Fig. 18 Result of engine combustion test - engine speed: 1000rpm, fuel input : 33mg/cycle 은 동일 엔진속도에 더 높은 부하인 MAP 0.5bar 기 Fig. 17과 Fig. 18은 각각 플라즈마 플러그 A-1.0과 준 연료량을 분사할 때의 연소특성을 나타낸 그래 비교하여 B-1.0, C-1.0의 연소특성을 나타낸 그래프 프이다. Fig. 12와 비교하여 큰 특성차이는 나타나지 이다. 내부 유동이 없는 상태에서 연소가 시작하는 않는 것으로 보인다. 정적연소실에서의 결과와 달리, 유동이 있는 실제 Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 22, No. 3, 2014 155
강혜현 최두원 박진일 이종화 박경석 안종영 엔진에서는성능차이가존재하는것으로나타났다. A 타입의플라즈마플러그를적용하였을때공기과잉률 1.4 이상에서상대적으로안정적인연소를하는것을확인할수있다. 5. 결론 1) 정적연소실험에서이론공연비조건에서는기존점화시스템과플라즈마제트점화시스템을적용하였을때의최고압력도달시간은거의차이가나지않으나, 희박한영역으로갈수록차이가커진다. 공기과잉률 1.29 일때는플라즈마제트점화시스템의최고압력도달시간이기존점화시스템보다약 29% 더빠르게나타났다. 최고압력은큰차이를보이지않았다. 2) 정적연소실험에서플라즈마제트점화시스템을적용하여총 4 종류의플러그를사용하여연소특성을비교하였을때, 플러그형태에따른연소특성차이는없는것으로보인다. 이는점화에너지가동일하기때문으로판단된다. 3) 정적연소실험에서기존점화시스템의희박연소한계는공기과잉률 1.29이다. 플라즈마제트점화시스템의희박연소한계는총 4 종류의플러그를사용하여실험했으며이를평균낸공기과잉률 1.56이희박연소한계이다. 따라서플라즈마제트점화시스템을적용하였을때희박연소한계는약 21% 가확장되었다. 4) 결론 1) 의내용과가시화결과에따라플라즈마제트점화시스템은기존점화시스템보다초기화염핵형성및화염전파에이점이있음을판단할수있다. 5) 엔진연소실험에서 COV imep 를이용하여연소안정성을판단하였을때, 플라즈마제트점화시스템을적용하였을때가공연비가희박한조건에서연소안정성이더좋은것으로나타났다. 6) 엔진속도 1000rpm, 연료량 33mg/cycle, 공기과잉률 1.39에서플라즈마제트점화시스템의최고압력은기존점화시스템보다약 44% 더높고최고압력에도달하는크랭크앵글은약 5 더앞선다. 플라즈마제트점화시스템의최고압력이더높고, 연소속도또한더빠른것을확인할수있다. 7) 엔진연소실험에서엔진속도및부하에따른큰특성차이는없는것으로나타났다. 정적연소실험에서의결과와달리플라즈마제트점화시스템의플러그형상에따라연소특성에차이가존재한다. 이는정적연소실에서와달리연소실내부에유동이존재하기때문으로판단된다. 가장연소가안정적인플러그는 A 형상의플러그로나타났다. References 1) S. Moon, Recent Trend in Eco-car Policies and Vehicle Development in Japan, Auto Journal, KSAE, Vol.34, No.11, pp.50-54, 2012. 2) Y. Choi and S. Lee, Status of Domestic EGR Technology, Auto Journal, KSAE, Vol.34, No.12, pp.55-59, 2012. 3) J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill, New York, 1988. 4) S. Jo, H. Heo, S. Bae and H. Seo, CFD Analysis for Development of an Offset Fin Type EGR Cooler for Gasoline Engine, KASE Spring Conference Proceedings, pp.245-250, 2013. 5) H. W. Ryu, J. S. Park, H. S. Yoo and M. H. Kim, Combustion Characteristics Ignited by Plasma Jet Igniter in Constant Volume Vessels Shaped Like Conventional Engine Chamber, KSAE Fall Conference Proceedings, pp.79-86, 1999. 6) J. S. Park, B. J. Oh and M. H. Kim, A Development of Plasma Jet to Realize Ultra Lean Burn, KSAE Spring Conference Proceedings, pp.451-456, 1996. 7) B. J. Oh, J. S. Park and M. H. Kim, Combustion Characteristics on LPG-air Mixture of Various Plasma Jet Plug Shape, KSAE Spring Conference Proceedings, pp.108-115, 1997. 8) D. Choi, H. Kang, J. Park, J. Lee and K. Park, Development of Plasma Ignition System, KSAE Spring Conference Proceedings, pp.48-51, 2013. 9) J. Song, Y. Seo and M. Sunwoo, A Study on the Effects of Ignition Energy and Discharge Duration on the Performances of Spark Ignition Engines, Transactions of KSAE, Vol.9, No.6, pp.40-46, 2001. 156 한국자동차공학회논문집제 22 권제 3 호, 2014