• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권1호
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• pp.23-30
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• 2014

최근 높은 출력을 요구하는 각종 산업분야에서 사용되고 있는 디젤엔진의 효율을 높이기 위해 대응출력 200HP 과급기를 장착한 디젤엔진과 자연흡기식 디젤엔진을 동일한 조건에서 동력계와 배출가스 분석기를 통해 동력특성 및 배출가스 특성을 실험한 논문이다. 자연흡기식 디젤엔진과 과급기를 장착한 디젤엔진을 실험한 결과, 저속에서의 출력특성의 차이는 적었으나 고속에서의 동력특성은 과급기를 장착한 엔진의 출력과 효율이 증가한다는 결과를 얻을 수 있다. 이와는 반대로 배출가스 특성에서는 과급기를 장착한 모델에서 $NO_X$와 $O_2$등의 배출가스가 증가되었으나 $CO_2$의 저감과 동력 특성 증가의 효율을 볼 때 배출가스의 증가치는 적다고 할 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로 과급기가 장착된 디젤엔진이 자연흡기식 엔진 대비 효율성 면에서 경제성이 높을 것이라 예측된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.911-917
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• 2013

최근 높은 출력을 요구하는 각종 산업분야에서 사용되고 있는 디젤엔진의 효율을 높이기 위해 대응출력 220HP 과급기를 장착한 디젤엔진과 자연흡기식 디젤엔진을 동일한 조건에서 동력계와 배출가스 분석기를 통해 동력특성 및 배출가스 특성을 실험한 논문이다. 자연흡기식 디젤엔진과 과급기를 장착한 디젤엔진을 실험한 결과, 저속에서의 동력특성의 차이는 적었으나 고속에서의 동력특성은 과급기를 장착한 엔진의 출력과 효율이 증가한다는 결과를 얻을 수 있다. 이와는 반대로 배출가스 특성에서는 과급기를 장착한 모델에서 $NO_X$와 $O_2$등의 배출가스가 증가되었으나 $CO_2$의 저감과 동력 특성 증가의 효율을 볼 때 배출가스의 증가치는 적다고 할 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로 과급기가 장착된 디젤엔진이 자연흡기식 엔진 대비 효율성 면에서 경제성이 높다라고 예측된다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권3호
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• pp.310-315
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• 1996

엔진 배기가스의 동력과 유량이 배기행정의 직전 단계에서 관찰되었다. 배기가스 양을 적당히 조정함으로써 터보 과급의 입구 압력을 증가시킬 수 있었으며 엔진의 흡기, 소기 및 배기과정에서 가스질량과 엔진의 동력, 그리고 터보과급 효과도 감소하였다. 터보 과급장치를 기하학적으로 적절화시킴으로써 싸이클의 동기화 및 동력의 효율이 고려된 열교환 과정의 효율 기준도 제기되었으며 디젤엔진의 연소싸이클을 재수정하는 과정과 터빈의 동역학적 특성도 제시되었다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.90-98
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• 2002

본 연구는 선회유동과 연소인자가 9.4L인 터보과급 디젤엔진의 성능과 배기가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 일반적으로 디젤엔진의 연소과정에서 선회유동은 분사되고 있는 연료와 흡칩공기의 혼합을 촉진시켜 줌으로써 엔진성능을 향상시키는데 매우 중요한 인자가 된다. 특히 터보과급 디젤엔진에서는 실린더내의 고온.고압가스로 인하여 연비와 NO$_{x}$ 농도는 서로 상반관계를 가지므로 적절한 용량의 과급기선정으로 흡.배기시스템, 분사시스템 및 연소실의 설계 등을 고려할 필요가 있다. 본 연구의 결과로서, 정상유동실험을 통하여 선회비가 증가함으로써 평균유량계수가 감소하고, 반면에 걸프 펙터가 증가함을 알 수 있었다. 또한 엔진실험을 통하여 흡기포트의 선회비 2.43, 분사시기 BTDC 13$^{\circ}$ CA, 압축비 16, 리앤트란트 5$^{\circ}$형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.28*6 및 과급기 GT40(압축기 A/R 0.58, 터빈 A/R 1.19)의 적용인자가 최적의 성능 및 배기가스를 만족시킬 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1065-1072
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• 2012

바이오디젤 연료는 그 안에 포함된 산소성분으로 인해 압축착화엔진에 사용했을 때 일반디젤 연료보다 더 적은 입자상 물질을 배출한다. 따라서 이 연료를 저온연소 기법에 적용하는 경우 보다 효과적으로 $NO_x$-PM을 동시 저감할 수 있고 그로부터 저온연소 운전영역의 확장을 기대할 수 있다. 이번 연구에서는 일반디젤과 대두유 기반의 바이오디젤 연료를 이용하여 산소농도 5~7%의 Dilution controlled regime에서 저온연소 운전을 구현하고 성능 및 배기 특성을 조사하였다. 엔진 실험 결과로부터 바이오디젤 연료의 경우 디젤에 비해 약 14% 낮은 발열량에도 불구하고 높은 세탄가 및 함산소 성질로 인한 연소효율 증가로 동일 연료량 분사 시 이보다 더 낮은 약 10~12% 정도의 출력이 감소함을 볼 수 있었다. 배기 측면에서도 바이오디젤 내 산소원자가 입자상물질의 산화반응을 촉진하여 최대 90%의 smoke 저감이 가능함을 관찰하였다. 또한 엔진 과급 실험으로부터 과급을 사용하여 저온연소 및 바이오디젤 사용으로 인한 출력 저하를 개선할 수 있음을 확인하였으며 과급과 바이오디젤 연료의 동시 적용을 통해 산소농도 11~12%의 EGR 가스 투입으로도 저온연소에 상응하는 PM-$NO_x$ 동시 저감이 가능함을 보여주었다. 이런 결과는 결국 이와 같은 과급 및 바이오디젤 연료의 적절한 조합으로부터 엔진 출력 향상과 배기특성 개선이 동시에 달성할 수 있고 이로부터 운전영역의 확대가 가능함을 의미한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.626-632
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• 2015

국제해사기구(IMO)에서는 선박으로부터의 대기오염방지를 위한 규제와 여기에 더하여 지구온난화의 방지를 위한 규제가 이미 시행되고 있거나 또는 논의 중에 있다. 따라서 고효율 친환경에 대한 요구들을 동시에 만족시킬 수 있는 대책이 요구된다. 디젤엔진에 있어서 밀러 사이클의 채택이 NOx 저감과 열효율향상을 동시에 꾀할 수 있는 방법으로 많은 관심을 받고 있다. 그러나 이 방법은 높은 급기압력이 요구되며 그 대책의 하나로 2단과급에 의한 방법이 주목을 받고 있다. 2단 과급시스템을 이용하면 고과급의 효과는 물론 여기에 바이패스기술과 밀러사이클을 이용하면 특정 부하영역에서의 성능향상 등 더욱 다양한 성능개선을 이룩할 수 있다. 그러나 2단 과급시스템의 디젤기관은 그만큼 구조가 복잡하게 되어 과급기 최적 매칭 등 시스템의 최적설계가 매우 복잡하고 어렵게 된다. 따라서 설계초기단계에서 이러한 다양한 방법들의 개선효과를 정량적으로 확인하고 또한 최적조건을 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 과급 시스템의 최적 설계를 위한 시뮬레이션 프로그램을 개발하였으며, 개발 된 프로그램의 신뢰성을 확인하고 이 프로그램의 활용방법에 관하여 고찰한 결과를 보고한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4137-4144
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• 2010

본 논문에서는 승용디젤엔진에서 유해배출물을 저감시키는 동시에 고연비를 달성하기 위하여 2단 터보과급기와 EGR 장치를 장착한 디젤엔진에 대하여 EGR 배열 방식이 EGR율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 위하여 AMESim을 사용하였고 엔진 부품을 위하여 IFP Engine Library를 사용하였다. 고압, 저압, 반저압의 3가지 배열 방식이 고려되었다. 일반적으로 많이 사용되는 고압 방식과 저압 방식의 EGR 배열이 공연비 21에서 각각 6.4%, 10.0%의 EGR율을 보인 반면, 두 방식의 혼합형인 반저압 EGR 배열 방식의 EGR율은 18.0%의 값을 보였다. 따라서 2단 터보과급기와 EGR 장치를 장착한 엔진 설계시 엔진 성능과 유해배출물 발생량의 관점에서 반저압 방식 EGR 시스템이 적절함을 보였다.

• LP가스
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• 통권71호
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• pp.49-53
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• 2000

대형디젤엔진의 대체용으로 LPG 엔진을 개발함에 있어서 차세대 연료공급방식인 LPG 연료의 액상분사방식을 채택하여 기존의 믹서방식의 연료공급시스템을 가진 LPG 엔진보다 고출력, 고효율, 저공해성을 추구하고자 하였다. 이를 위한 기초연구로서 먼저 단기통 연소엔진을 이용하여 대형엔진에 LPG 연료 적용 가능성, 액상분사 시스템을 포함한 여러 가지 연료공급방식에 따른 엔진의 성능파악, 대형엔진에 적합한 최적 선회비의 결정, 연료조성에 따른 엔진성능의 변화 등을 알아보았다. 실험결과, 대형엔진에 LPG 연료의 적용은 아무런 문제점이 없었으며 LPi 연료공급방식은 다른 방식에 비해서 10%정도의 체적효율 및 출력의 증가를 확인할 수 있었다. 최적의 선회비는 2.0 부근에서 형성되었고, 연료 조성은 프로판 대 부탄의 비율이 60 : 40에서도 정상적으로 운전됨을 확인하였다. 시제품 엔진의 경우, 과급방식의 KL6i 엔진을 개발하기 앞서 좀더 기술적 접근이 용이한 자연흡입방식의 K-1엔진의 개발이 선행되었으며 현재 개발 진행중인 K-1엔진의 성능평가 결과, 기존의 디젤엔진에 비해 출력성능이 20% 정도 향상됨을 확인할 수 있었다. 특히 대형차량에서 중요시 생각되는 저속토크 성능이 매우 우수한 것으로 파악되었다. 이러한 결과를 바탕으로 단기통 연소엔진에서 확인된 최적화된 연료조성과 선회비를 향후 K-1엔진에 적용할 예정이다. 최근 열린 가스학회 추계발표회와 LPG자동차세미나의 주요내용을 게재한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.778-783
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• 2006

엔진출력에 영향을 미치지 않고 질소산화물을 제거하기 위한 최적의 EGR율을 산정하기 위해서 여러 가지 방면의 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 EGR와 산소과급에 의한 시스템을 장착함으로써 대형디젤에 미칠 수 있는 엔진 영향에 미칠 수 있는 변수들 사이의 관계를 집중적으로 검토했다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.578-579
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• 2010

최근 내연 기관에서 엔진상태 및 잠재적인 결함의 발견을 위해 연료분사, 실린더 내 연소과정, 실린더 내부와 피스톤 마모상태, 흡 배기 밸브 및 과급기 (turbocharger) 등의 상태 모니터링을 통해서 결함에 대한 진단 및 경향관리에 대한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 기 개발된 선박용 대형디젤엔진에 대한 상시 모니터링 시스템을 이용하여 엔진상태 및 잠재적인 결함을 진단하고자 하였으며, 일차적으로 가속도 신호를 이용하여 실린더 내 연소과정에서 정상적인 상태와 착화실패에 따른 진동 양상을 비교 분석하였다. 신호 분석 기법으로 시간-주파수 분산 기법들은 충격파 신호인 엔진 폭발신호를 분석하는데 적합하였으며, 그 기법들 중 Short Time Fourier Transform 기법과 Wavelet Transform 기법을 이용하였다.