• Journal of the KSME
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• v.19 no.2
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• pp.106-112
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• 1979

70년대초만 하여도 디이젤기관의 배출가스에 대해서는 일반적으로 그렇게 문제시 인식되지 않 았다. 다만 우리들 감각으로 흑연이 나오니까 CO가 많겠고, 특유의 주기가 있으니 HC가 많지 않 을까\ulcorner 하는 정도 였었다. 또한 가솔린 기관에 비하여 유해배출가스가 비교적 적기 때문에 그에 대한 연구도 눈에 띄게 진전하지 않았다. 공해의 선진국이라 말할 수 있는 미국. 일본에서도 가솔린기관의 규제보다 5,6년 늦어, 캘리포오니아주에서는 1973년에 제안하여 규제가 시작되었고, 일본에서도 디이젤기관의 본격적 오염도 규제가 1975년부터 시작하였다. 그러나 최근 가솔린 기관의 배출가스 공해문제의 해결대책이 극한에 달해 가고 있고, 도시인구의 대량집중화 및 수 송화물차량의 급증으로 디이젤차량(Bus, Truck 등)의 교통수단이 증대 일로에 있다. 이에 따라 디이젤기관의 배출가스의 대책도 심각하게 되어 연구가 활발하게 이루어져 가고 있다. 따라서 본 소고에서는 디이젤기관의 오염물질배출기구와 배출가스에 영향을 주는 제요소 및 그 대책에 대 하여 개괄적으로 간단히 살펴보기로 한다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.1-4
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• 1987

내연기관 연구에 전념하는 모든 사람들의 한결같은 3대 염원은 연비향상, 비출력증대 및 유해 배기가스 성분 감소이다. 이중 비과급 가솔린 기관의 경우 비출력 증대를 위한 4-stroke cycle 엔진에서의 여구는 현지까지 헤아릴 수 없이 많은 연구가 진행되어 발전의 한계에 도달한 느낌 이다. 따라서 이의 실질적인 증대는 시각을 달리하여 2-stroke cycle로의 전환으로서만 가능하리 라 본다. 2-stroke 엔진은 원래 이목적으로 고안된 것이라는 것은 주지의 사실이다. 그러나 이 장치가 비출력면에서 효과적인 가솔린엔진의 경우에서도 현재까지 별로 각광을 받지 못한 것은 다음과 같은 몇가지 두드러진 이유 때문이라고 본다. 첫째 흡입연료의 일부가 소기(scavenging) 과정에서 배기공으로 곧바로 유출됨으로 배기 공해성분을 증가시키고 연료손실에 따른 연비저감 을 초래하는 것이다. 둘째로 crankcase 소기를 이용하는 소형가솔린 2-stroke 엔진에서는 새 공 기의 흡입이 충분치 못하여 일방적으로 높지 않은 소기효율을 고려한 최종 흡입 체적효율은 상당 히 낮아지게 됨으로써 목적하는바의 비출력 증대의 득을 별로 얻지 못함은 물론 잔류가스율이 높아 저부하, 저속도에서 엔진의 구동이 손조롭지 못ㅎ하고 시동이 어려워지는 특성을 나타나게 된다. 따라서 이러한 바람직하지 못한 결과를 감수할 수 있는 경우에는 소형원동기에 주로 2-stroke 가솔린 엔진이 이용되어 왔다. 요사이 이러한 약점들을 타개할 수 있는 고안들이 미국 SAE지에 소개되어 관심을 끌고 있어 이에 대해 요저먹으로 소개하고자 한다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1674-1682
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• 1991

본 연구에서는 4기통 고속 가솔린 기관의 흡기관 내 유체유동이 체적효율에 미치는 동적효과를 고려하여, 흡기관에 임피던스를 이용한 음향학적 방법을 이용해서 흡기관 최적설계를 해석하고, 기관실험을 통해 그 신뢰성을 확인하고자 한다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.12-17
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• 1984

인류문명의 발달과 더불어 자동차는 우리의 일상생활에서 가장 긴요한 문명의 이기로서 교통 및 수송수단의 대부분을 차지하고 있음은 주지의 사실이다. 좀더 편리하고 이상적인 자동차를 지 향하려는 인간의 의지는 자동차의 기관을 비롯하여 각종장치의 구조 및 작동성능을 최적화하는데 크게 이바지하여 왔으며, 이러한 노력은 자동차용 기관의 효율증대와 배기저감 등에 많은 발 전을 가져오게 되었다. 특히 에너지타동이후 우리나라를 비롯한 세계여러나라는 자원의 소비절 약을 극대화하려는 방향으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 자동차용 연소기관의 성능은 초기 에는 주로 출력성능에 주안을 두어 설계하여 왔으나 점차 배기에 의한 대기오염문제가 제기됨에 따라 배기가스의 유해성분저감, 소음저감, 내구성 증대를 비롯하여 연료소비절감을 감안한 경 제성을 감안하여 설계하게 되었으며 최근에는 이들을 충족시키면서도 최적제어시스템을 갖는 자동차로 발전하게 되었다. 자동차용 연소기관의 주류는 지금까지 사용하여 오고 있는 가솔린 기관, 디이젤기관이며 이 외에도 가스 터빈, 전기자동차용기관, 등이 일부 사용되고 있다. 이 러한 관점에서 여기서는 주로 자동차용 가솔린기관과 디이젤기관의 진전과 최근의 동향에 대하여 개괄적으로 고찰하여 보기로 한다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.42-49
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• 1996

Natural gas is one of the promising alternative fuels for automotive vehicles, because it has lower exhaust emissions and better fuel economy characteristics than those of gasoline, and can be used in conventional gasoline engines without major modifications. In the present study, a conventional gasoline engine was modified to a CNG engine, which can be operated with CNG only, and an engine bench test was performed to calibrate the operating parameters of the engine such as air fuel ratio, spark advance, etc. at various operating conditions. The modified CNG engine, then, was installed on a commercial gasoline vehicle and a vehicle driving test on chassis dynamometer was performed to examine the fuel economy and exhaust emission characteristics. As a result, the prototype CNG vehicle showed lower exhaust emissions and better fuel economy characteristics, but slightly reduced brake horse power, compared to the gasoline vehicle.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.6 no.1
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• pp.11-20
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• 1984

이글에서는 메타놀의 성상과 재래의 내연기관에 메타놀을 사용하였을 때의 특성을 몇 가지 관 점에서 살펴보았다. 유리한 점으로 판단되는 사실은, 1)옥탄가가 높아 고압축비의채용으로 열 효율을 높일 수 있다. 2)기화참열이 크고 물과의 친화성이 좋다. 이러한 점은 내부냉각방식의 채용으로 이상적인 충상혼합기를 형성할 수가 있을 것이며, 현재의 내연기관의 냉각계통, 즉 방 열기, 물펌프, 냉각휜 등을 줄일 수 있을 것으로 본다. 또 NO.chi.의 배출을 저하시키는 이점도 있다. 3)단일성분 연료이므로 배기가스 조성이 단순하며 깨끗하다. 이는 배기공해상 메타놀연료가 석유계연료보다 유리하다. 그러나 메타놀기관은 앞으로 기술적 연구, 개선을 필요로 하는 점도 있다. 1) 메타놀의 가솔린과 비교하여 인화점이 높고 기화잠열이 커서 시동성이 나쁘고 2) 메타놀은 어느 종류의 금속, 프라스택, 도료 등을 부식시킨다. 3) 메타놀은 세탄가가 낮아, 압축점화는 무리이며 4) 발열량은 석유계 연료의 약 절반이다. 따라서 시동성, 재료, 착화방법, 개질 가스의 이용법, 내부냉각 등의 기술적인 문제가 개발된다면 질, 량, 가격적인 면에서도 내연기관용에는 메타놀이 유리하다고 본다. 그러나 현시점에서는 기관측으로 보아 자동차용연료로는 가솔린에 혼합하는 방법이고 그렇게 된다면 20-30%의 연료가 절감되리라고 믿는다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1163-1165
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• 2010

가솔린 기관의 체적 효율은 흡기 장치의 효율의 척도로 표현된다. 현재 체적효율은 4행정 가솔린 엔진의 흡기장치의 특성과 공연비 제어를 위한 중요한 파라미터로 사용되고 있다. 체적 효율은 이론적으로 실린더로 흡입 가능한 양에 대한 실제로 실린더로 흡인한 공기량의 비율이다. 체적효율은 엔진회전 속도와 흡기다기관 부압에 따라 결정되는 종속변수이다. 체적 효율은 정상상태와 과도상태와 같은 엔진의 모든 운전조건을 시험하는데 한계와 제약이 매우 크다. 이 논문에서는 선형 알고리즘을 사용하여 체적 효율의 파라미터를 규명하여 선형 다항식 모델을 개발한다. 그리고 실험으로 구한 체적효율 데이터와 다항식 모델을 비교하고 객관적인 타당성을 평가 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.92-102
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• 2001

The effect of ethanol-blending on the performances of the MPI gasoline engine was examined. The experiments were carried out for the stoichiometric conditions under MBT spark timing over various operating conditions. The blending rate of ethanol were determined as 10 to 30 percent according to the analysis of the properties of blended fuels. The engine with ethanol-blended fuels showed improved performances such as brake torque, brake power, brake thermal efficiency and exhaust emissions compared with those of pure gasoline over most operating conditions. Though the brake specific fuel consumption was increased by ethanol-blending due to their lower heating values, the increasing rates of the brake specific fuel consumption were limited to the half of the blending rates owing to the increase in the thermal efficiency.