Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.26
no.6
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pp.560-566
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2015
HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) hydrogen engine has relatively narrower operation range caused by knock occurrence due to the rapid pressure rising by using higher compression ratio. In this study, EGR as one of the countermeasure methods is considered to extend operation range of HCCI hydrogen engine. Also, the effects of hydrogen EGR are compared with the effects of EGR using hydrocarbon fuel. Hydrocarbon EGR is carried out by adding carbon dioxide to exhaust gas of HCCI hydrogen engine. As the results, EGR has positive effects on a HCCI hydrogen engine in reducing rate of pressure rise as same as the other engines used hydrocarbon fuels. However, the effects of hydrogen EGR are better than those of hydrocarbon EGR in decreasing minimum compression ratio and rate of pressure rise. When applying EGR to HCCI hydrogen engine by 20% rate, the rate of pressure rise decreases by 58% and it results in about 48% increase of the operation range in terms of supply energy.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.11
no.1
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pp.1-9
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2000
The goals of this research are to understand the $NO_x$ emission in direct injected diesel engine with premixed hydrogen fuel. Hydrogen fuel was supplied into the test engine through the intake pipe. Amount of hydrogen-supplemented fuel was 70 percent basis heating value of the total fuel. The effects of exhaust gas recirculation(EGR) on $NO_x$ emission were studied. The exhaust gas was recirculated to the intake manifold and the amount of exhaust gas was controlled by the valve. The major conclusions of this work include: (i) the tested engine was run without backfire under 70 percent hydrogen fuel supplemented; (ii) the peak cylinder pressure was decreased with increase of EGR ratio due to the decrease of oxygen concentration in an intake pipe; and (iii) $NO_x$ emission was decreased by 77% with 30% EGR ratio. Therefore, it may be concluded that EGR is effective method to lower $NO_x$ emission in hydrogen fueled diesel engine.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.36
no.7
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pp.759-765
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2012
This study investigates the effect of diesel combustion strategies on exhaust emissions and hydrocarbon species emissions for a 1.7 L common rail direct injection diesel engine at 1500 rpm and 3.9 bar BMEP. The first strategy is a method to adopt no EGR with a split injection composed of pilot and main injection (split injection). The second is to adopt a moderate EGR rate with main injection only (single-1). The third is to use a high level of EGR and main injection with rail pressure increase, $i.e.$ low-temperature diesel combustion (single-2). Split injection and single-1 showed a renowned phenomenon of a PM-NOx trade-off, whereas single-2 was observed of a PM-NOx trade-off to reduce PM and NOx simultaneously. HC speciation results show that the split injection produced the least amount of HC species, regardless of the carbon number bin, followed by single-1 and single-2. The ratios of methane, acetylene, and CO to THC increased as a combustion A/F ratio is richer due to reduced oxygen content in the vicinity of the combustion zone, thus enhancing pyrolysis.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.19
no.1
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pp.1-8
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2011
In recent years, there has been an interest in early-injection diesel engines as it has the potential of achieving a more homogeneous and leaner mixture close to TDC compared to standard diesel engine. The more homogeneous mixture may result in reduced NOx and soot emissions and higher efficiency in homogeneous charge compression ignition engines. While earlier studies have shown that a reduction in NOx emissions from HCCI engine is possible, there are some significant problems including the control of ignition timing and combustion rate. In order to investigate the effect of EGR and hydrogen enriched gas on combustion characteristics and emissions, an experiments with single cylinder CRDi engine were carried out concerning the formation of various premixed charge, which can achieved by early injection, EGR and hydrogen enriched gas. EGR was not effective to further reduce NOx and PM emissions. It was found that NOx emissions were decreased with an introduction of hydrogen enriched gas and an adequate diesel fuel amount.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.14
no.2
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pp.138-145
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2003
There are high expectations for DME(Dimethyl Ether) as a new alternative fuel for diesel engine. Compared with the conventional diesel engine, nearly zero soot emission and high thermal efficiency have been reported from DME fuelled CI engines. However, higher NOx emission is one of the disadvantages from DME Engines. In the present study, cooled EGR(Exhaust Gas Recirculation) was applied to DME engine modified from conventional Dl diesel engine, and effects of EGR were examined under various EGR temperature. Finally, it was concluded that the cooled EGR is an effective solution to reduce NOx emission from DME engine.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.22
no.6
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pp.895-904
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2011
Stratified charge has been thought as one of the ways to avoid a sharp pressure rise on HCCI combustion. The purpose of this study is to evaluate the potential of stratified charge for reducing PRR on HCCI combustion. The pre-mixture with thermal, mixing and EGR stratifications is charged in Rapid Compression Machine. After that, the pre-mixture is compressed and in that process, in-cylinder gas pressure and temperature are analyzed. Additionally numerical calculation with multi-zones modeling is run to know the potential of stratified charge for reducing PRR.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.21
no.2
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pp.129-135
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2010
Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to provide both diesel-like efficiency and very low emissions of nitrogen oxide (NOx) and particulate matter(PM). However, several technical issues still must be resolved before HCCI can see application. Among these, steep pressure-rise rate which leads to narrow operating range of HCCI engine continues to be a major issue. This work investigates the combination of two methods to mitigate the excessive pressure-rise rates at high power output, namely fuel stratification and Cooled exhaust-gas recirculation (Cooled EGR), after identifying the each effects to pressure-rise rate. When applying the fuel stratification to simulation, total fuelling width of 0.15 at BDC is set as a equivalent ratio difference based on the previous research. In order to simulate the effects of cooled EGR, $CO_2$ mole fraction in pre-mixture is changed ranging from 0 to 30%. DME which has a characteristic of two-stage ignition is used as a fuel.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.13
no.1
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pp.83-89
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2002
The goal of this research is to understand the NOx emission in direct injected diesel engine with premixed hydrogen fuel. Hydrogen fuel was supplied into the test engine through the intake pipe. Amount of hydrogen-supplemented fuel was 70 % basis on heating value of the total input fuel. The effects of intake air temperature and exhaust gas recirculation(EGR) on NOx emission were studied. The intake air temperatures were varied from $23^{\circ}C$ to $0^{\circ}C$ by using liquid nitrogen. Also, the exhaust gas was recirculated to the intake manifold and the amount of exhaust gas was controlled by the valve. The major conclusions of this work include: ( i ) nitrogen concentrations in the intake pipe were increased by 30% and cylinder gas temperature was decreased by 24% as the intake air temperature were changed from $23^{\circ}C$ to $0^{\circ}C$; ( ii ) NOx emission per unit heating value of supplied fuel was decreased by 45% with same decrease of intake air temperature; and (iii) NOx emission was decreased by 77% with 30% of EGR ratio. Therefore, it may be concluded that EGR is effective method to lower NOx emission in hydrogen fueled engine.
Hyunwook Park;Junsun Lee;Seungmook Oh;Yonggyu Lee;Changup Kim
Journal of ILASS-Korea
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v.29
no.2
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pp.60-67
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2024
This study compared exhaust gas recirculation (EGR) and excess air strategies for improving thermal efficiency and emissions of hydrogen combustion engines at low-load operation. The experimental investigation was conducted in a single-cylinder, heavy-duty engine under throttling and wide-open throttle (WOT) conditions. Although both EGR and excess air strategies reduced peak heat release rates and increased combustion durations, the net indicated thermal efficiencies were improved by reducing the pumping losses. Under the constraint of similar nitrogen oxides emissions, the EGR strategy had higher net indicated thermal efficiencies compared to the excess air strategy in throttling operation. However, the difference between their thermal efficiencies was reduced under WOT condition. The trend of reducing nitrogen oxides emissions according to the two strategies was similar.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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