• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.60-65
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• 2004

Numerical simulations and experiments have been carried out to investigate the effect of fuel injection nozzles on the combustion and NOx formation processes in a medium-speed marine diesel engine. Spray visualization experiment was performed in the constant-volume high-pressure chamber to verify the numerical results on the spray characteristics such as spray angle and spray tip penetration. Time-resolved spray behaviors were captured by high-speed digital camera and analyzed to extract the information on the spray parameters. Spray and combustion phenomena were examined numerically using FIRE code. Wave breakup and Zeldovich models were adopted to describe the atomization characteristics and NOx formation processes. Numerical results were verified with experimental data such as cylinder pressure, heat release rate and NOx emission. Finally, the effects of fuel injection nozzles on the engine performance were investigated numerically to find the optimum nozzle parameters such as fuel injection angle, nozzle hole diameter and number of nozzle holes. From this study, the optimum fuel injection nozzle (nozzle hole diameter, 0.32 mm, number of nozzle holes, 8 and fuel injection angle, $148^{\circ}$) was selected to reduce both the fuel consumption and NOx emission. The reason for this selection could be explained from the highest fuel-air mixing in the early phase of injection due to the longest spray tip penetration and the highest heat release rate after $19^{\circ}$ ATDC due to the increased injection duration.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권7호
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• pp.1123-1130
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• 2004

Numerical simulations have been carried out to investigate the effect of nozzle hole geometry on the combustion characteristics of the large diesel engine. 6S90MC-C. Spray and combustion phenomena were examined numerically using FIRE code. Wane breakup and Zeldovich models were adopted to describe the atomization characteristics and NOx formation processes. Predictions on the cylinder peak pressure and NOx emission were first verified with the experimental data to confirm the reliability of numerical calculations. The comparison results showed good agreements within the range of 0.64% and 4.6% respectively. Finally, the effects of fuel spray angle and diameter on the engine performance were investigated numerically to find the optimum nozzle hole geometry considering fuel consumption, NOx emission and heat flux of the combustion chamber wall. It was concluded that the combustion gas recirculation in cylinder by changing fuel injection direction is an effective method to reduce NOx emission by about 10% with increasing fuel oil consumption, 1.4% in a large diesel engine.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.51-56
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• 2010

고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무입자 크기가 가장 작은 값을 보이는 분무오리피스의 한계 직경이 존재하였다. 오리피스의 직경이 이 한계직경 보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무 오리피스의 직경이 한계직경보다 커질 경우 오리피스 내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.258-263
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• 2010

고속회전 시험장치를 이용하여 V 형태의 회전식 연료 노즐의 오리피스 직경에 따른 분사특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 시험장치는 고속 회전장치, 연료공급장치, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무 오리피스의 직경과 회전속도를 변화시켜가며 분무실험을 수행하였다. 분무입자의 크기 및 속도 측정은 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 이용하여 분무특성을 가시화하였다. 실험결과, 분무오리피스의 직경이 커질수록 분무입자의 크기가 작아졌으며, 분무 오리피스의 직경이 2.6mm인 경우 최적의 분무형태를 보였다. 그러나 오리피스의 직경이 이보다 클 경우 분무입자의 크기는 더 이상 감소하지 않았다. 이것은 분무오리피스가 최적의 직경보다 커질 경우 오리피스내의 액막이 균일하게 분포하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.202-206
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• 2009

고속회전 연료분사시스템의 분무특성을 연구하였다. 분무특성에 영향을 주는 직렬식 분무오리피스의 직경을 각각 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm와 분무오리피스 수를 3개, 6개, 12개로 변화시켜가며 분무특성 연구를 수행하였다. PDPA 측정 시스템을 이용하여 분무입자의 크기와 속도, 분무분포 등을 측정하였고, 고속카메라를 이용하여 분무가시화를 수행하였다. 실험결과, 분무오리피스로부터 분출된 단일 액주의 길이는 회전속도에 의해 제어되며, 분무입자의 크기(SMD)는 분무오리피스의 직경과 수가 증가함에 따라 작아지는 경향을 보였다. 결국 분무입자의 크기를 제어하는 기본 메커니즘은 분무 오리피스내의 액막의 두께에 의해 결정됨을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.89-95
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• 2013

In this work, the evaluation of swirl nozzle injector performance was conducted by investigating effective area ($A_{eff}$), injection mass ($m_{inj}$), injection rate ($Q_{inj}$), and injection delay ($t_{delay}$) under various test conditions. To achieve these, fuel injection analysis system which was composed of fuel supply system, injection system, and control system was installed. At the same time, the swirl nozzle that had 12 orifice hole with $120^{\circ}$ injection angle was used in this work. It was revealed that the difference of injection mass ($m_{inj}$) between base and swirl nozzle injector increased as the injection pressure ($P_{inj}$) and energizing duration ($t_{eng}$) decreased under the same test conditions. The maximum injection rate ($Q_{inj}$) of swirl nozzle injector was higher than base nozzle injector about 2~5%. The injection performance of swirl nozzle was better than base nozzle at low injection pressure ($P_{inj}$) and short energizing duration ($t_{eng}$) conditions.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.40-45
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• 1983

전자식전발분사노즐로 급속압축장치 내에서 실현한 축대칭 자유분무.화염에 고속도 사진의 화상해석을 적용하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 고속도 사진의 화상해석에 의해 구한 디이젤분무의 축방향의 연료농도분포는 분무의 선단부를 제외하면 준정상이론에 의한 분포와 정성적으로 일치한다. 2. 화염중심축방향의 그을음 농도는 연과의 농도가 비교적 낮은 분무의 선단부에서 높은 농도를 나타내며, 그 농도는 거의 분사종료시에 최대로 되어, 그 후 시간경과에 따라 저하한다. 3. 양파모델을 축대칭 분무.화염에 적용하여 분무.화염내부의 반경방향의 그을음 농도와 연료농도분포를 비교해 보면 그을음 농도의 가장 높은 부분은 연료농도가 가장 높은 중심부보다 화염반경의 2/3의 위치에서 최대로 되었다

• 과학과기술
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• 제30권10호통권341호
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• pp.88-89
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• 1997

74년 창업 이래 자동차엔진 핵심분야인 노즐과 연료분사기 국산화로 한 우물만 파고 있는 두원정공. 국내에서 1년에 생산해내는 디젤용자동차 60만대에 공급하고 있는 두원정공은 연간 3천억원의 수입대체 효과를 올리고 있으며 2천년대에는 8천억원대 돌파목표로 꾸준히 성장하고 있다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.25-26
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• 2006

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.248-256
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• 1998

The effects of fuel injection system on the performance in a V8-type diesel engine was stuided in this paper. Fuel injection system is important factor which influence the engine performance and exhaust emission bcasuse the properties in the injected fuel depend on the atomization characteristics. In this study using diesel engine of 17.7:1 compression ration the engine performance and exhaust emission are measured experimentally according to 1000, 1400, 2200rpm in the full-load conditions. The chosen parameters for the major system are such diameter shape of combustion chamber and intake system. The results are as follows: As the nozzle hole diameter and injection angle become smaller and as the injection timing gets advanced the fuel consumption and concentration of smoke are decreasing whereas concentration of $NO_{x}$ is increasing. Andconcentration of $NO_{x}$ is increasing in accordance with the increase of injection pipe diameter and nozzle protrusion. Also it is shown that re-entrant type combustion chamber is more effective than that of toroidal type in the improvement of $NO_{x}$ reduction.