• 오토저널
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• 제9권3호
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• pp.16-22
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• 1987

직접분사식 디젤기관의 성능과 배기가스 문제에 여향을 주는 실린더 내에서의 연소형태는 크게 연료분사계와 흡입공기 유동계 두 가지에 의해 결정된다. 즉 분사율, 부사시기, 분무형태와 같은 분사계의 특성과 공기선회, 스퀴시(squish), 난류와 같은 공기 유동 특성에 의하여 연소형태가 결 정된다. 이러한 복잡한 연소형테를 기관 특성에 맞게 조정한다는 것은 대단히 어려운 문제인데 이것은 연료화 공기의 혼합이 연소실형상과 흡기계의 형상에 큰 영향을 받으며 연료가 액체 상 태로 연소실내로 들어와 분무과정을 통하여 증발이 되어야만 연소가 가능하기 때문이다. 특히 흡입공기 유동계에 있어서 현재의 직접 분사식 대젤기관의 흡입구 형상은 흡입공기의 운동에너 지에 모멘트를 가하여 연소실내에서 공기의 선희(swirl)를 발생시켜 줌으로써 연료와 공기의 혼 합기를 형성시키는 Helical type이 많이 이용되고 있다. 그러나 기관 성능과 배기가스 특히 NOx는 상반관계를 이루기 때문에 연소실내로 들어오는 흡입공기의 선희강도(swirl ratio)를 너무 강하게만 한다고 하여 좋은 결과를 얻을 수는 없다. 따라서 설계하고자 하는 각 기관에 있어서 요구되는 성능과 배기가스 문제를 만족하는 흡입공기의 선희강도가 얻어질 수 있도록 흡입구 형상을 설계한다는 것은 많은 연구와 경험이 요구되고 있다. 본 자료에서는 직접분사식 디젤기 관에 있어서 흡입공기의 최적 선희강도에 대한 설정방법과 흡입구 형상 설계를 위한 설계 이론 및 정상류 Rig test상에서의 흡입공기 선희강도의 평가방법을 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.144-152
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• 2011

고고도에서 장시간 운용되는 무인항공기용 추진시스템의 고고도 운용 특성을 연구하기 위하여 고도엔진시험설비를 이용한 엔진성능 시험이 필요하다. 기존의 범용 고도엔진시험설비를 이용하려면 시험설비와 엔진 사이에 부가적인 시험설비가 요구되는데, 이중 엔진 성능에 직접 영향을 미치는 흡입구 및 배기덕트의 적절한 설계가 매우 중요하다. 만일 흡입구 및 배기덕트가 적절히 설계되지 않을 경우 유동특성 변화와 압력손실 저하로 인한 엔진 성능 저하가 실제 비행 상태와 달라질 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 범용 고도시험설비 내 엔진 흡입구 및 배기덕트의 형상을 3D 모델링하고 ANSYS사의 CFX 전산유체역학(CFX) 프로그램을 이용하여 설계된 형상의 유동 및 압력손실 해석을 수행한 다음 엔진성능해석 프로그램을 이용하여 덕트 손실을 고려한 엔진에 성능을 분석한다. 마지막으로 반복적인 설계형상 해석을 통해 최적화된 흡입구 및 배기덕트 형상을 제안한다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.51-57
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• 2014

MILD 연소는 고온의 배기가스가 연소로 내에 유입되는 연료와 공기의 혼합물과 고온의 배기가스 가 만나는 위치에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 폐기물소각로에 적용한 MILD 연소로에서 배기가스 재순환 여부에 따른 유동 특성과 배기가스 재순환 위치에 따른 유동 특성을 살펴보아 최적의 배기가스 재순환 위치를 선정하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구의 전산 해석의 결과는 배기가스 재순환이 없는 경우에는 수직 격벽 상부의 단면에서 속도 분포는 수직 격벽 바로 상부에 큰 속도가 있고 더 상부는 역류가 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 배기가스 재순환이 있는 경우는 상부 자유공간에서의 유동 균일도를 수직 격벽 상부 단면에서의 x 방향 속도의 %RMS 값으로 비교하였으며 재순환 흡입구 위치가 자유공간 우측 상단에 위치한 경우가 %RMS 값이 57.4%로 가장 작은 값을 가지며 따라서 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.100-108
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• 2006

실험적인 연구가 흡입구와 배기구 성능을 평가하는 일반적인 방법이나 이는 고가이며 많은 시간이 소요된다. 따라서 소요 시간과 계산을 절약하는 방법으로 전산 유체 역학적 수치 모사가 실험적 연구로 대체할 수 있다. 그러므로 본 연구는 3차원 형상 모델을 이용하여 흡입구와 배기구의 구성품 성능을 연구하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 특정한 흡입구 및 배기구를 유동가시화 기능을 갖는 전산유체 역학적 프로그램을 이용하여 손실 및 유동장을 예측하기 위해 모델링 및 해석이 수행되었다. 모델링된 기하학적 자료를 필요로 하는 과정이 설계과정에서 설계 개선 가능성을 위해 요구되었다. 또한 특정 터보축 엔진의 장착 성능이 예측된 흡입구, 배기구 및 기타 보기 손실을 가지고 평가되었다.

• 오토저널
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• 제9권2호
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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.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.161-166
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• 2008

본 논문에서는 가솔린 기관에서 흡입 밸브 각도가 엔진의 부분부하 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 혼합비 반응 특성을 통해 알아보았다. 흡입 밸브각이 작은 엔진이 흡입 밸브 각이 큰 엔진에 비해 배기가스 중 질소산화물 (BSNOx)의 양은 줄어들었고, 점화시기는 지각되었고, 제동연료소비율은 조금 개선되었다. 배기가스 중 질소산화물의 양이 줄고 점화시기가 지각 되었다는 것은 급속 연소가 일어났다고 판단할 수 있다. 시험 결과를 살펴보면 흡입 밸브각이 작아지면 기관의 연소 성능이 좋아지는 것으로 판단 될 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.38-45
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• 2001

Environmental protection on the ocean has been interested and nowadays the International maritime organization(IMO) has advanced on the prevention of air pollution from ships. This study presents the emission characteristics of 4 stroke propulsion diesel engine in E2 cycle (constant speed) and E3 cycle (propeller curved speed). Also the effects of important operating parameters in terms of intake air pressure and temperature, and maximum combustion pressure are described on the specific emissions. Emissions measurement and calculation are processed according to IMO technical code. The results show that NOx emission level in E3 cycle is higher than E2 cycle due to lower engine speed and lower maximum combustion pressure by retarding fuel injection timing. Intake air temperature has strong influence on NOx emission production. And CO, HC emissions are not affected by maximum combustion pressure and intake air pressure and temperature.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.833-839
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• 2010

오랫동안 디젤엔진의 성능에 지배적인 요인에 대하여 많은 연구들이 있었으며 디젤엔진의 오염 문제는 아직도 중요한 환경문제이다. 본 연구에서는 디젤엔진의 매연저감장치에 대한 새로운 제안을 한다. 새로운 제안은 진공압을 이용하여 매연을 포집한다. 새로운 제안을 확인하기 위해 엔진 다이나모시험을 수행하였다. 그 결과 매연을 줄일 수 있었다.

• 기계저널
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• 제23권6호
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• pp.427-433
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• 1983

내연기관의 성능은 실린더에서 연료의 화학에너지가 열에너지로 얼마만큼 빠르고 완전하게 변화하느냐에 좌우된다. 이를 위해서는 실린더 내에서 뜨거운 압축공기와 연료의 혼합 및 증기화가 요구된다. 엔진의 출력은 매 사이클당 흡입.압축할 수 있는 공기량에 좌우되므로 연소의 해석을 위해서는 실린더 내의 공기유동, 연료의 분무 및 연소과정을 이해 해야한다. 배기와 엔진효율의 요구성때문에 희박 혼합기 또는 EGR (exhaust gas recirculation)이 필요하게 된다. 그러나 희석이 크면 낮은 연소온도, 낮은 층류흐름속도와 화염전면의 낮은 난류강도 때문에 연소기간이 증대하게 된다. 실제로 희박의 증가는 실화 또는 긴 연소 지연기간, 사이클 마다의 연소맥동현상, HC배기의 증가등을 초래하게 된다. 이러한 저온연소의 단점들은 연소상태를 안정시키고 연소량을 증대시키는 공기의 유동을 이용해서 해결 될 수 있다. 최근에는 선회류와 난류의 강도를 증가시켜서 빠른연소(fast burning)를 이루고 있다. 선회류와 난류의 강도를 증대시키는 가장 중요한 2가지 방법은 흡입포트(port), 매니홀드(manifold)설계이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.390-395
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• 2003

The effect of recirculated exhaust gas on exhaust emissions under four kinds of nozzle tip with the different fuel consumption rate are experimentally investigated by using an once-through boiler with FGR system. The purpose of this study is to develop the FGR control system for reducing NOx in a boiler. Intake and exhaust oxygen concentrations, and equivalence ratio are applied to discuss the effect of FGR rate on exhaust emissions at various fuel consumption rates. It is found that NOx emissions are decreased, while soot emissions are increased owing to the drop of intake and exhaust oxygen concentrations, and the rise of equivalence ratio as FGR rates are elevated.