• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.75-82
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• 2021

디젤엔진의 열효율을 높이면서 NOx와 PM을 효과적으로 저감시키기 위해 HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition), PCCI(Premixed Charge Compression Ignition), RCCI(Reactivity Controlled Compression Ignition) 등의 저온연소(LTC: Low Temperature Combustion)전략이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 저반응성 연료로는 가솔린을 사용하고 고반응성 연료로는 디젤을 사용하는 RCCI 엔진에서 고반응성 연료인 디젤연료의 분사 시기와 이단 분사비율이 성능 및 배출가스에 미치는 영향을 수치해석을 통하여 파악하고자 하였다. 이단 분사 시 첫 번째 분사시기가 너무 진각되면 연소가 느려지면서 연소온도가 낮아져 연소성능이 저하되고 HC, CO가 증가한다. 대략 -60°ATDC 의 분사시기가 연소성능, 배출가스 및 최대압력상승률을 고려하였을 때 가장 최적의 분사시기라고 판단된다. 이단 분사 시 두 번째 분사시기를 변경하였을 때 연소성능 및 배출가스, 최대압력상승률 등을 고려하면 대략 -30°ATDC 부근에서 최적인 것으로 판단된다. 이단 분사 시 분사량 비율은 첫 번째 분사량을 60% 정도로 하였을 때 최적의 결과를 얻었다. 마지막으로 단일 분사보다는 이단 분사한 경우 연소성능 및 배출가스 부분에서 더 효과적인 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.417-422
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• 2010

1.7L 커먼 레일 직접 연료분사 디젤엔진과 초저유황 스웨덴 디젤 연료를 이용하여 연료분사시기 8.5CA BTDC~0.5CA BTDC 와 배기가스 재순환률 37%, 43%, 48% 영역에서 실험을 수행하였다. 각각의 배기가스 재순환률에 대하여 연료분사시기가 지각됨에 따라 매연과 질소산화물이 동시에 저감되나 탄화수소와 일산화탄소는 증가하는 저온 디젤 연소영역에 있음을 확인하였다. 탄화수소를 가스크로마토그래프와 불꽃 이온 검출기를 사용하여 종 분석을 수행하였으며, 연료분사시기가 지각될수록, 그리고 배기가스 재순환률이 증가할수록 Partially burned HC, 알켄의 비율이 증가하였다. Partially burned HC 중에서 에텐이, 그리고 Unburned HC 중에서 노말 운데케인이 가장 많이 배출되었다. 이 두 개의 탄화수소 종은 촉매 연구에 사용되는 벤치 플로우리액터 시험에서 대표적인 탄화수소 종으로 사용할 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.63-74
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• 1989

디젤기관의 연료분사계는 연소실과 함께 디젤기관의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소의 하나로 이에 대한 이해는 디젤연소 규명에 있어서 매우 중요하다. 그러나 이분사계는 발화 및 완전연소에 필요한 무화, 공기의 이용율을 증가시키는 관통성 및 분포성등의 요건뿐만 아니라 요구되는 분사율, 2차분사 그리고 분사펌프와의 결합등의 많은 문제와 연관되어 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같이 복잡한 디젤기관의 연료분사계를 단순화시켜서 펌프측, 노즐측 및 분사파이프측의 세부분으로 나누어 모델링하여 해석함으로써 새로운 연료분사계의 개발을 위한 기초연구자료를 구하는 것을 목적으로 하였다. 분사파이프내의 압력과 분사계의 실험을 통하여 본 모델의 타당성을 검토하였으며 각 분사계에 있어서 분사량을 최대로 하는 분사파이프직경이 존재함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-647
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• 2017

디젤 엔진은 가솔린기관에 비해 강력한 파워와 연료의 경제성 및 $CO_2$ 배출양이 적어 상용차뿐만 아니라 일반승용차에서도 시장의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 디젤 엔진의 연소특성상 국부적인 고온반응 영역에서 질소산화물과 확산연소 영역에서 입자상물질이 많이 배출되므로 엄격해진 배기규제를 충족시키기 위해서 자동차와 선박등 촉매후처리장치 장착의 비중이 점차 증가하고 있다. 그 중 입자상물질 저감장치로써 입자상물질필터가 장착되어 왔으나 PM중 약 50%가 연료와 엔진오일에서 석출된 재 성분이 침적되면 필터를 손상시키므로 고온의 연소방식이 아닌 세정제를 이용한 제거기술이 절실히 필요하다. 이 연구의 목적은 디젤 엔진용 촉매코팅된 디젤입자상물질필터에 침적된 재를 세정을 함에 있어서 촉매의 물질의 물리화학적인 특성을 연구하는 것이다. 30분 동안 세정제에 담근 S4 샘플은 침투력이 강한 성분으로 인하여 입자들끼리 응집되고 수축되었다. 재에 침투력이 강한 침투제와 물과 기름을 혼합시켜주는 계면활성제 성분이 적절하게 제조된 S1 샘플의 세정특성이 가장 좋았다. 침투제인 수산화칼륨과 규산나트륨 성분이 첨가된 S4 샘플의 와쉬코트 손실률은 약 13%로 증가하였다. 촉매코팅된 디젤입자상물질필터의 와쉬코트 손실률이 약 13% 이하조건에서 유해가스 성분을 저감시킬 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.252-258
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• 2009

Engine bench tests has been done on a common-rail diesel engine with bio-diesel fuel to study effects of B100 and B20 on output power, fuel consumption and emissions. Test results show that B100 and B20 could reduce PM, HC, CO emission and smoke, but power decrease, fuel consumption increase and NOx increase obviously, B100 reduce PM and DS with $50%{\sim}70%$ and $80%{\sim}85%$ compared with diesel fuel, while B20 reduce PM and DS with $25%{\sim}35%$ and $30%{\sim}40%$. NOx of B100 and B20 increase $5%{\sim}20%$ compare to diesel.

• 한국분무공학회지
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• 제12권1호
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• pp.30-37
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• 2007

Dimethyl ether (DME) as an alternative fuel for compression ignition engine was investigated by measuring spray development processes, injection rate profiles, engine performance, and exhaust emission characteristics. The results of DME fueled engine were compared with those obtained by fueled with diesel. The experimental results showed that DME has approximately 0.03ms shorter injection delay and higher maximum injection rate than those of diesel fuel at a constant injection pressure of 50MPa. The spray visualization indicates that DME has shorter spray tip penetration due to its low density and faster evaporation. The combustion characteristics of DME operated engine provided faster ignition delay and three times shorter combustion duration. It is believed that the better evaporation and atomization characteristic of DME contributes the faster combustion. At all operating condition, soot emission was not detected due to the clean combustion of DME.

• 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.

• 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.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.50-56
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• 2000

It is well known that the combustion phenomenon of diesel engine is an unsteady turbulent diffusion combustion. Therefore, the combustion performance of diesel engine is related to a complex phenomenon which involves the various factors of combustion, such as a injection pressure, injection timing, injection rate, and operation conditions of engine. In this study, the spray and the flame development processes in a single cylinder D.I. diesel visualization engine which uses the electronically controlled injection system were visualized to interpret the complicated combustion phenomenon by using high speed CCD camera. In addition, the cylinder pressure and heat release rate were also obtained in order to analyze the diesel combustion characteristics under several engine conditions.

• 한국해양공학회지
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• 제13권3B호
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• pp.38-46
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• 1999

Increasing stringent emissions legislation and requirement of more effective energy used for diesel engine demand the fine control of the fuel injection system. Recently, the electromagnetic fuel injection control system for diesel engine is tried to realize the optimum diesel combustion by the feel back sensing as optical signal of combustion flame. The photo detectors were made for the feed back signal of electromagnetic fuel injection control for small DI diesel engine. Their abilities to detect defining combustion events were examined. By evaluating test results, it was shown that the wider acceptable optical range design of optical probe window face, and selection of installation position and installation method of detector were important point for improving sensing ability. The detector was shown to detect start and end of diffused combustion and maximum point of flame intensity impossible for pressure sensor, and also shown that the maximum point of flame intensity was 75% of accumulated heat release point within the experimental conditions.