• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1100-1106
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• 2009

최근, 디젤기관의 고효율달성을 위한 방법으로 밀러방식의 고팽창사이클에 대한 연구가 관심이 높다. 본 연구에서는 고팽창 디젤사이클을 구성하여 열역학적으로 해석하고, 몇몇 인자에 의한 사이클 특성을 분석하였다. 이론해석 결과 흡기밸브 닫힘시기가 지각될수록 유효압축비의 감소로 상대적인 팽창비의 효과는 커져 팽창-압축비의 비는 기대할 수 있었으나, 압축압력 및 흡입공기의 역류로 인해 평균유효 압력과 출력의 감고를 수반하였다. 따라서 이에 대한 대책이 있어야 진정한 의미의 고팽창 디젤사이클이 실현되고 열효율향상 가능성이 있음이 확인되었다. 위와 같은 사이클을 실제기관으로부터 구현하기 위해 흡기밸브 닫힘시기를 늦게 하는 제어시스템을 구축하고, 시험을 위해서 S/B가 약 3인 저속 단기통 디젤기관에 가변밸브타이밍(VVT)시스템을 적용하여 성능을 평가하였다. 그 결과 시험기관의 밸브제어에는 큰 문제없는 것으로 평가되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1009-1015
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• 2011

본 연구에서는 고팽창사이클의 경우 가변밸브시스템을 구성하여 흡기밸브 닫힘시기를 늦추는 방식으로 실현하였고, 저압축에 따른 흡입공기의 감소는 과급압력으로 해결하였다. 이와 같이 디젤기관에 아트킨슨사이클을 실현하여 엔진의 열효율향상 가능성을 알아보았다. 그 결과 흡기밸브 닫힘시기 ABDC $40^{\circ}$ 부터 ABDC $80^{\circ}$ 까지 전 영역에 걸쳐 열효율 및 출력의 향상이 있었다. 다만, 흡기밸브 닫힘시기가 ABDC $70^{\circ}$이후로는 열효율 증가 폭이 둔화되는 경향을 보였다. 위와 같은 연구결과 저속 디젤-아트킨슨사이클화의 최적 연소조건은 흡기밸브 닫힘시기가 ABDC $70^{\circ}$전후로 보이며, 고부하영역이 저부하영역보다 더 효과적으로 나타났고, 중부하영역에서 기관운전은 안정적이었다. 이때 정미열효율은 통상의 디젤기관보다 평균 약 12.5% 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.171-179
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• 2013

선박의 주 추진용 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 폐열회수 발전시스템에 대하여, 상대적으로 고온에 상부의 3 변 사이클과 상대적으로 저온부에 하부의 유기 랭킨 사이클이 적용되는 복합 사이클에 대한 열역학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 상부와 하부 사이클 사이에 경계온도의 증가에 따라, 총 파괴된 엑서지율(${\sum}\dot{E}_d$) 및 엑서지 손실율($\dot{E}_{out2}$)이 각각 감소되었기 때문에, 시스템의 에너지 및 엑서지 효율이 모두 최대화되었다. 그리고 상부의 체적 팽창비가 크게 감소되었다. 그 경우에 대하여, 부가적인 추진동력으로써 활용되는 폐열회수 발전시스템이 적용된 선박용 디젤엔진의 경우에, 추진 효율은 엔진부하 변동에 따라 기본 엔진에 대비하여 평균적으로 9.17 %가 향상되었다. 이에 대하여, 디젤엔진의 연료 소비율과 이산화탄소 배출률은 각각 평균 8.4 및 8.37 %가 저감되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.937-944
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• 2012

선박의 주 추진용 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하는 발전시스템에 대하여, 작동유체로서 물이 적용된 3 변 사이클에 대한 열역학적 특성을 이론적으로 조사하였다. 그 결과로, 하나의 열원이 주어지면, 에너지 및 엑서지 효율은 터빈입구에서 작동유체에 대한 압력 및 온도의 특정한 조건에 의하여 최대화될 수 있었다. 그러한 조건에 대하여 응축온도의 증가에 따라, 터빈의 체적 팽창비를 적절하게 감소시킬 수 있었는데, 열원의 엑서지 손실률 및 응축기에서 엑서지 파괴율이 크게 증가되었다. 따라서, 상부 사이클에서 버려지는 엑서지를 회수하기 위하여, 저온 열원에 적합한 유기랭킨사이클을 하부 사이클로 적용하는 복합 사이클이 유용할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권2호
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• pp.185-193
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• 2005

The present study composed a diesel-atkinson cycle of high expansion as a method of achieving high efficiency in diesel cycle engines. It also interpreted the cycle engine thermodynamically analysis to determine the possibility of the improvement of thermal efficiency and clarified the characteristics of several factors . According to the result of theoretical analysis, heat efficiency was highest when expansion-compression ratio Reど:1. In addition. diesel engines with high apparent compression ratio had higher expansion-compression ratio than otto engines and consequently their effect of high expansion was high. which in turn enhanced thermal efficiency. When the atkinson cycle was implemented in a real diesel engine by applying the miller cycle through the variation of the closing time of the intake valve, the effective compression ratio and the quantify of intake air decreased and as a result, the effect of high expansion was not observed. Accordingly. the atkinson cycle can be implemented when the quantity of intake air is compensated by supercharge and the effective compression ratio is maintained at its initial level through the reduction of the clearance volume. In this case. heat efficiency increased by $4.1\%$ at the same expansion-compression ratio when the apparent compression ratio was 20 and the fuel cut off ratio was 2. As explained above, when the atkinson cycle was used for diesel cycle. heat efficiency was improved. In order to realize high expansion through retarding the intake value closing time, the engine needs to be equipped with variable valve timing equipment, variable compression ratio equipment and supercharged Pressure equipment. Then a diesel-atkinson cycle engine is realized.

• 윤활유협회보
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• 25호
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• pp.15-26
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• 1987

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제15권3호
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• pp.21-30
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• 1991

• 수산해양기술연구
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• 제27권4호
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• pp.350-357
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• 1991

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권6호
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• pp.894-905
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• 2004

The closed cycle diesel propulsion system is free from the problem of the intake air, exhaust gas and their control that are associated with the conventional diesel propulsion system. The system is composed of a main engine, an exhaust cooler. a $CO_2$ scrubber and a $O_2$ mixer. In this paper, a hardware using microprocessor is proposed in order to monitor and control the oxygen and ratio of specific heat for underwater diesel propulsion system. Also simulation is carried out to ascertain the performance of proposed system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권6호
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• pp.679-687
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• 2002

In this study, a cycle simulation using a two-zone model is carried out to investigate the effect of intake charging conditions such as oxygen concentration, temperature and pressure on NO emissions in a DI diesel engine. The model is validated against measurements in terms of cylinder pressure, torque, BSFC and NOx emissions with 2902 cc DI diesel engine. Calculated results can be summarized as follows. The oxygen concentration in the intake charge is decreased with increasing of EGR rate and equivalence ratio. As the intake oxygen concentration is reduced, the combustion pressure and the burned gas temperature decrease and, as a result, NO formation decreases. Also, the results show that as the intake pressure increases and the intake temperature decreases, NO emissions are effectively reduced.