• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1-8
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• 2010

The introduction of mixture heterogeneity has been considered to be one of the ways to avoid knocking, as it reduces the pressure rise rate in HCCI Combustion. The purpose of this research was to investigate the effects of heterogeneity, in particular thermal stratification and fuel strength stratification, on HCCI Combustion fueled with DME and n-Butane. Thermal stratification is formed in the Combustion Chamber of a Rapid Compression Machine with three kinds of pre-mixture, each with different properties. The stratified charge mixture was adiabatically compressed, throughout which cylinder gas pressure and two-dimensional chemiluminescence images were measured and analyzed.

• 오토저널
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• 제17권5호
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• pp.1-8
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• 1995

전산유체 해법의 내연기관 3차원 해석에 대한 최근 연구 동향에 대해 소개하였다. 난류유동 해석은 아직 정확성과 신뢰도 면에서 많은 연구가 필요하지만 현재의 상태에서도 직관, 경험, 실험 측정에 의해 파악하기 어렵거나 많은 비용과 시간이 요구되는 부분을 보완해 줄 수 있는 도구로서 인정받고 있다. 연소해석 부분은 현상 자체가 유동, 연소, 분무, 열전달등이 복합적으로 작용하는 어려운 문제로서 공학계산의 가장 첨단 분야 중의 하나라 할 수 있다. 현재 관련 모델로서 스파크 점화기관의 점화 및 화염전파, 배기가스 생성 과정과 디젤기관의 압축착화, 예혼합 및 확산 연소, 매연 등의 생성과정에 대한 모델 개발과 검증이 활발히 이루어지고 있다. 일부 발표된 논문 결과들은 이와 같은 방법이 엔진의 주요 연소 특성을 재현하는데에 성공적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.879-886
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• 2013

본 연구에서는 고농도 EGR을 사용하는 DME 예혼합압축자기착화 연소의 근본적인 연소메커니즘을 이해하기 위해 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. EGR과 과급의 영향을 조사하면서 동시에 산소 분압과 산소 농도중 어느 것이 LTR 발열비율을 결정하는 핵심요소인지 확인하였다. EGR 비율과 과급압력을 매개변수 정하기 위해서 1) EGR 비율변화에 따라 산소농도, 산소함유량을 변화시키는 조건 2) 산소농도를 거의 일정하게 유지하면서 과급을 하여 산소 분압을 변화시키는 조건, 3) EGR과 과급을 조합하면서 산소 분압을 일정하게 유지 하기 위해 산소농도를 변화시키는 조건 세가지 조건에서 화학반응수치계산을 수행하여 검증했다. 연구결과 EGR율이 증가하면 연소의 시작, 종료시기가 지연되고, 과급을 하게 되면 연소의 시작, 종료시기가 앞당겨지는 것을 확인했다. EGR과 과급이 LTHR 발열비율 증가에 영향을 미치는 것도 확인하였다.

• 오토저널
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• 제7권1호
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• pp.35-42
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• 1985

This paper describes an experimental study of the effect of injection timing on the combustion characteristics in four stroke cycle diesel engine with direct injection type combustion chamber. The effect of injection timing and compression ratio of engine on the combustion characteristics are investigated. Experimental results of combustion characteristics in cylinder show that the combustion pressure and the rate of pressure rise decrease in accordance with the retard of fuel injection timing. It is observed that the rate of pressure rise in cylinder is increased an increase in the compression ratio of engine. The effect of the fuel injection timing on the frequency of cylinder pressure brings about the same trend of the maximum rate of pressure rise in cylinder.

• 동력기계공학회지
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• 제14권1호
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• pp.11-15
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• 2010

Our environment is faced with serious problems related to the air pollution from automobiles in these days. In particular, the exhaust emissions from the diesel engines are recognized as main cause which has a great influence on environment. In this study, the potential of biodiesel fuel and oxygenated fuel(ethylene glycol mono-n-butyl ether; EGBE) was investigated as an effective method of decreasing the smoke emission. The smoke emission of blending fuel(EGBE 0~20 vol-%) was reduced in comparison with diesel fuel and it was reduced approximately 64% at 2000 rpm, full load in the 20% of blending rate. On the contrary NOx emissions from biodiesel fuel and EGBE blended fuel were increased compared with diesel fuel. Torque and brake specific energy consumption(BSEC) didn't have large differences.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제35권4호
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• pp.239-243
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• 2010

Biodiesel (BD) can be effectively used as an alternative fuel in diesel engines. However, BD may affect the performance and exhaust emissions in diesel engines because it has different physical and chemical properties from diesel fuel such as viscosity, compressibility and so on. To investigate the effect of injection timing on the characteristics of engine performance and exhaust emissions with BD in an indirect injection diesel engine, BD derived from soybean oil was applied in this study. The engine was operated at six different injection timings from TDC to BTDC $12^{\circ}CA$ and five loads at various engine speeds. Below BD 30, there's similar trend compared with diesel fuel. But, the best injection timing was $4{\sim}6^{\circ}CA$ retarded compare with diesel fuel using BD 30. When the fuel injection timing was retarded, better results were showed, which may confirm by advantages of BD.

• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.399-405
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• 2013

엔진 실린더 내부의 난류유동 특성은 내연기관의 열효율을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 실린더 내 난류유동은 복잡한 3차원 유동으로 유동특성에 대한 자세한 정보는 엔진설계의 최적화를 위해 필수적이다. 균일 예혼합 압축착화(HCCI) 엔진은 가솔린과 디젤엔진 사이의 하이브리드 연소개념이다. 실린더 내 기체의 난류유동은 운동량과 열의 혼합 및 전달률을 증가시키므로 벽면에서의 열전달에 관여하여 HCCI 연소 과정에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 연소실 형상에 따른 연소실 내의 기체 난류유동을 LES 모델을 사용한 전산수치해석을 통해 분석하여 HCCI 엔진 연소과정에 미치는 영향을 확인하였고 연구결과는 HCCI 엔진에서 연소실 형상에 따른 연소 특성과 엔진 성능을 개선하기 위한 기본적인 지침에 활용될 수 있다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.557-562
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• 2007

The purpose of this paper is to investigate the reforming characteristics and maximum operating condition for the hydrogen production by methane reforming using the compression ignition engine induced partial oxidation. An dedicated compression engine used for methane reforming was decided operating range. The partial oxidation reforming was investigated with oxygen enrichment which can improve hydrogen production, compared to general reforming. Parametric screening studies were achieved as $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature. When the variations of $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature were 1.24, 208.4 L/min, and $400^{\circ}C$, respectively, the maximum operating conditions were produced hydrogen and carbon monoxide. Under the condition mentioned above, synthetic gas were $H_2\;22.77{\sim}29.22%,\;CO\;21.11{\sim}23.59%$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권6호
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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.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.