• 수산해양기술연구
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• 제46권4호
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• pp.487-494
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• 2010

In order to test the applicability of bunker-A in a diesel engine for small-fishing boat, the investigation of the engine performance and the exhaust emission was performed under various conditions of fuel property, intake air pressure and fuel temperature. It was also performed based on IMO NOx Technical code. At high load, the energy consumption rate of bunker-A was lower than that of diesel oil, and the characteristics of exhaust emission of bunker-A were similar to those, and NOx emission rates of both fuels satisfied the IMO NOx emission regulation limits. The energy consumption rate and characteristics of exhaust emission were improved as the intake air pressure was increased, but these were not improved remarkably as the temperature of bunker-A was heated. However, at low load the energy consumption rate, CO emission rate and HC emission rate of bunker-A were higher than those of diesel oil, but NOx emission rates of the fuels were about the same. In addition, at low load the energy consumption rate and CO emission rate of bunker-A were increased as the intake air pressure and the temperature were higher than normal conditions. Accordingly, it is thought that the use of bunker-A in a kind of test engine is possible at high load. On the other hand, it is thought that more research is needed to improve the combustion efficiency under low temperature and low load condition.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.105-113
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• 2017

Recently the direct injection diesel engine is the most efficient one available for road vehicles, so this fundamental advantage suggests the compression injection diesel engine are a wise choice for future development efforts. The compression ignition diesel engine, with its bigger compression ratios if compared to the SI engine, offers a higher thermodynamic efficiency, also additionally the diesel engine with its less pumping losses due to the throttled intake charge as in a SI engine has higher fuel economy. But the largest obstacle to the success of this engine is meeting emission standards for Nitric oxides and particulate matter while maintain fuel consumption advantage over currently available engines. Thus its use should be largely promoted, however, diesel engine emits more Nitric oxides and particulate matter than other competing one. There has been a trade-off between PM and NOx, so efforts to reduce NOx have increased PM and vice versa, but trap change this situation and better possibility emerge for treating NOx emission with engine related means, such as injection timing, equivalence ratio, charge composition, and engine speed. The common rail direct injection system is able to adjust the fuel injection timing in a compression ignition engine, so this electronically controlled injection system can reduce the formation of NOx gas without increase in soot. In this study it is designed and used the engine test bed which is installed with turbocharge and intercooler. In addition to equipped using CRDI by controlling injection timing with mapping modulator, it has been tested and analyzed the engine performance, combustion characteristics, and exhaust emission as operating parameters.

• 분석과학
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• 제21권3호
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• pp.159-166
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• 2008

본 연구에서는 water/oil 유화연료를 제조하여 제조된 연료의 점도, 밀도, 최적의 조사시간, 유화 안정성 등의 유화연료 특성 및 배기배출물 특성인 NOx, THC, CO의 농도와 smoke density를 측정하였다. 유화연료는 경유, 물, 유화제를 첨가한 후 homogenizer와 초음파 발생장치를 일정시간 조사하여 제조하였고, 배출가스 시험은 2476 cc diesel engine을 사용하여 engine dinamo meter로 실험하였다. 유화연료에서 함수율이 증가할수록 밀도가 증가하였으며, 점도는 함수율 60%까지는 W/O type이 형성되어 증가하다가 70%에서는 O/W type이 형성되어 감소하였다. 배출가스 시험결과 함수율이 증가할수록 NOx 농도와 smoke density는 감소하고, THC와 CO 농도는 증가하였다. 출력감소 시험 결과 함수율이 증가할수록 배출온도와 출력이 감소하였다. 위의 결과로부터 압축착화 디젤기관에 유화연료를 사용하는 것은 NOx와 smoke를 제거하는 효과적인 방법이라고 사료되어진다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.821-827
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• 2020

자동차에서 배출되는 배기가스가 대도시의 대기 오염원 중 큰 비중을 차지하고 있다. 특히 디젤이나 CNG버스 등 대중교통의 내연기관 차량은 매일 총 주행거리와 운행시간이 길고 차량 수량이 많기 때문에 배출가스 저감 대책이 시급하다. 본 논문에서는 실제로 전기버스의 도로 주행시험을 통한 연료소모율(km/kWh)을 측정하였다. 측정값을 근거로 버스 한 대당 내연기관과 전기버스에서 발생되는 CO₂배출량을 계산하였다. 전기버스를 시내버스로 대체할 경우 CNG버스 대비 예상되는 이산화탄소 저감 등 환경개선 효과와 더불어 전기버스로 대체가 확대될 경우 부가적인 효과를 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.877-882
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• 2014

국제해사기구 해양환경보호위원회에서 그린하우스가스(GHG)의 주범인 CO2 배출량 감축을 위해 선박에서 대기로 방출하는 CO2의 양을 지수화 하고자 활발한 논의가 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 선박의 주 기관에서는 전 부하영역에서 효율을 높이기 위하여 전자엔진이 사용되고 있으나, 선박용 발전기 엔진은 여전히 캠으로 연료분사와 흡 배기 밸브를 구동하는 기계식 작동엔진이 대부분이다. 또한 선박용 발전기 엔진은 선박의 과부하 방지 시스템 내에서 운전되므로 대부분의 운전은 80% 이하의 부분부하 영역에서 사용되고 있다. 따라서 100%부하에 세팅된 발전기 엔진은 부분부하에서 효율적인 운전을 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구는 현재 운항중인 선박발전용 디젤엔진의 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 보고 하고자 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.153-159
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• 2004

The purpose of this research is to investigate the performance of swirl combustion chamber diesel engine by changing the jet passage area, the depth and shape of the piston top cavity (main chamber). The performance of diesel engine with newly changed swirl combustion chamber was tested through the experimental conditions as engine speed, load and injection timing etc. The test results were compared and analyzed. And another purpose of this research is to make a new diesel engine that is satisfied fuel consumption and regulation value of exhaust gas. 1. The rate of fuel consumption was affected significantly by the jet passage area at the high speed and load than low speed and low load. The influence of jet passage large area was proven to decrease the rate of fuel consumption. 2. Smoke was affected significantly by the depth of the piston top cavity, but exhaust temperature and the rate of fuel consumption wasn't affected. The rate of fuel consumption was affected by changing injection timing. 3. The rate of fuel consumption, exhaust temperature and Smoke were affected significantly by the shape of the piston top cavity from rectangular to trapezoid. That is we have all high value. The exhaust smoke density and exhaust gas temperature depended sensitively on variation of the injection timing rather than the shape of the combustion chamber within the experimental conditions. 4. We made a new diesel engine that is satisfied design target values(sfc=190 g/hr, NOx + THC=6.0 g/KWh, PM=0.3 KWh), the rate of fuel consumption and emission standard etc., through changing injection timing at the maximum torque point and rated power point. Although we have a little high NOx value.

• 동력기계공학회지
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• 제12권1호
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• pp.13-19
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• 2008

In this study, a variable induction and exhaust system is applied to turbocharged diesel engine to improve the volumetric efficiency, especially, in a low and transient engine speed range where much of the pollutant matters are expelled out. The volumetric efficiency is known as one of the most important factor which affects significantly engine performance, fuel economy and further emission and noise level. As the torque increase with the engine speed up, the gas flow in an exhaust pipe become pulsating and then has an effect on boost up capacity of air charging into the cylinder and expelling capacity to atmosphere simultaneously. But at a low and idling speed, the pulsation effect was not so significant. Accordingly, resonator was employed to compensate their loss. The variable induction system consists of the secondary pipe, resonator, intercooler, and torque variance were examined with extended operating conditions. In the mean time, for interpretation and well understanding for the phenomena of wave action that arising during intake and exhaust process between turbocharger and variable intake system, the concept of the combined supercharging was introduced. Some of results are depicted which deal with a pressure history during valve events of induction process. Consequently, by the governing of these phase and amplitude of pulsating wave, it enables us to estimate and evaluate for the intake system performance and also, designing stage of the system layout.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1092-1099
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• 2022

대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.368-377
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• 2013

대형디젤기관 배기가스 저감용 Urea-SCR 시스템은 높은 NOx 저감율을 보이는 반면, 높은 관통도를 갖는 요소수가 벽면 충돌 후 증발하지 못하고 벽면에 머물게 되어 우레아염을 형성한다. 우레아염 생성 방지를 위한 방안으로 벽면유동 형성을 촉진하기위한 믹서-하우징 조립체의 형상 최적화와 관련된 실험적 연구가 수행되었다. 하우징 경사각 변화 및 믹서 설치위치에 따라 벽면유동의 증가 가능성이 hot-wire 시스템을 이용하여 조사되었다. 벽면 유동은 하우징 경사각 및 믹서 설치 위치에 큰 영향을 받으며, 하우징 경사각이 있고 믹서가 하우징 후단에 설치될 때 벽면유동이 향상되는 것을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.