• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-36
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• 2015

본 연구는 발전용 디젤 엔진을 천연가스/디젤 혼소 엔진으로 개조하기 위한 선행 연구로 1.5MW급 발전용 디젤 엔진을 대상으로 상용 프로그램인 GT-Power를 이용해 수치해석을 진행하였다. 흡기 포트에 천연가스 분사 장치를 추가한 수치해석 모델을 통해 기존 엔진에서 천연가스와 디젤을 혼소시킬 경우 엔진 성능에 미치는 영향과 특성에 대해 분석하였다. 엔진 속도 720RPM, 혼소율 0%~40%까지 5개 조건에서 수치해석을 진행했다. 연구 결과 혼합 연소 시 천연가스의 비율이 증가할수록 출력이 감소하는 경향을 보였으며 혼소율 40%에서 출력이 18.4% 감소하였다. 이에 따라 실험계획법(Design of Experiment)을 통해 연료 분사시기와 연료 분사 기간에 대한 영향을 분석했다. 또한 이러한 영향을 고려해 연료 분사시기와 분사기간을 최적화시켜 혼소 엔진 출력과 디젤 엔진의 출력을 비교하여 혼소엔진으로의 개조에 따른 엔진의 출력과 효율에 대한 변화를 정량적으로 도출하였다. 그 결과 혼소율 40%에서 엔진 출력은 8.55% 감소하여 최적화 이전에 비해 12.5%의 개선 효과를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.491-496
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• 2008

본 연구에서는 RBCC (Rocket Based Combined Cycle)엔진이나 기존 램제트 추진기관의 초기 추력 제공에 과산화수소 가스발생기를 이용하는 새로운 추진시스템을 제안하였고, 기초 연구 수행으로서 촉매 분해된 과산화수소 제트에 케로신을 분사하여 자연발화 및 연소 특성을 연구하였다. 과산화수소는 촉매 베드를 통하여 분해된 후 축소노즐을 통해 연소실로 분사됐으며 이 제트에 인젝터를 통하여 수직으로 케로신을 액상으로 분무하였다. 연소실내에서의 온도와 압력을 측정하여 점화를 확인하고 자연발화 특성을 조사하였다. 400°C의 연소실 온도와 연료와 산화제 혼합비 0.6이상에서 자연발화와 안정적인 연소가 가능하였다. 이 결과를 통하여 램제트의 새로운 초기 가속장치의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.30-37
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• 2004

The combustion and emission characteristics of a direct injection CI engine fuelled with DME(Dimethyl Ether) and diesel fuel were compared at idle engine speed(800 rpm) with various injection parameters. An optical single cylinder diesel engine equipped with a common-rail fuel injection system was constructed to investigate combustion processes of DME and diesel fuel. The combustion images were recorded with a high-speed video camera system. The results demonstrated that the DME-fuelled engine was superior to the conventional diesel engine in terms of engine performance and emissions. The optimal injection timing of DME was located around IDC(Top Dead Center), which was roughly same as that of diesel fuel. As the injection timing was advanced much earlier than TDC, NOx (Nitric Oxides) level increased considerably. NOx emission of DME was equal or a little higher than that for diesel fuel at the same injection pressure and timing because of higher evaporation characteristics of DME. Throughout all experimental conditions, DME did not produce any measurable smoke level.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.42-50
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• 2000

Drop size distribution of an air-assisted fuel injector(AAFI) was investigated. Influence of parameters such as ambient air density supply pressure and air-liquid mass ratio(ALR) was examined through both measurement and analysis. The Sauter mean diameter$D_{32}$ varied from 9 to 25$\mu$m throughout all experimental conditions. An empirical correlation for droplet size was obtained. Analytical correlations for predicting $D_{32}$ with respect to operating conditions were also derived through energy consideration and introduction of a simplified model of the from the empirical fitting was adapted to the original equation the proposed correlation in this study matched more closely with measured results. The current correlation exhibited a favorable study matched more closely with measured results. The current correlation exhibited a favorable prediction for $D_{32}$ compared to that by the empirical correlation at selected experimental conditions so that it may be used to predict atomization performance of the AAFI at operating conditions which was not covered in the measurements. After validation the analytical equation was applied to survey the feasible operating conditions for gasoline direct injection application.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.80-87
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• 2002

Liquefied petroleum gas (LPG) is used in spark ignition (SI) engines. Fuel injection rate of an injector is affected by fuel temperature and pressure in LPG liquid injection systems for either a multi-point-injection (MPI) or a direct injection (DI) engine. Even fuel injection conditions are varied, the air-fuel ratio should be accurately controlled to reduce exhaust emissions. In this study, a correction factor fur the fuel injection rate of an injector is derived from density ratio and pressure difference ratio. A compensation method of injected fuel amount is proposed for a fuel injection control system. The experimental results for the LPG liquid injection system in a SI engine show that this system works well fur a full range of engine speed and load condition, and the air-fuel ratio is accurately controlled by the proposed correction factor.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.30-39
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• 2001

The direct injection into the cylinders has been regarded as a way of the reduction in fuel consumption and pollutant emissions. The spray produced by the high pressure injector is of paramount importance in DISI(Direct Injection Spark Ignition) engines in that the primary atomization process must meet the requirement of quick and complete evaporation, mixing with air and combustion especially to prohibit the excessive HC emissions. The interaction between air flow and fuel spray was investigated in a steady flow system embodied in a wind tunnel to simulate the variety of flow inside the cylinder of the DISI engine. The direct Mie scattered and shadowgraph images presented the macroscopic view of the liquid sprays and vapor fields. The velocity and particle size of fuel droplets were investigated by phase doppler anenometer(PDA) system. The processes of atomization and evaporation with a DISI injector were observed and consequently utilized to construct the data-base for the spray and fuel-air mixing mechanism as a function of the flow characteristics.

• 한국가스학회지
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• 제16권3호
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• pp.48-53
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• 2012

이 논문의 목적은 LPG 자동차의 액상 분사시스템에 관련된 고장사례를 연구하는 것이다. LPi 분사시스템인 인젝터를 점검한 결과, 인젝터에 카본이 누적되어 운전 중에 간헐적으로 연료를 분사하는 인젝터의 미세한 홀을 막아 연비를 5% 정도 떨어뜨리는 것으로 확인되었다. 엔진의 공회전을 조절하는 시스템인 공회전 조절장치 부품과 엔진에 공기를 공급하는 시스템인 스로틀 보디에 카본이 퇴적되어 공기의 흐름을 간섭함으로써 연비가 7% 악화된 것을 확인되었다. 엔진의 흡기 매니폴드 개스킷의 일부가 찢어져, 실린더 헤드와 실린더 블록의 밀착성이 약화되어 흡기행정에서 외부의 공기가 이 틈새로 간헐적으로 유입되면서 증가된 공기량만큼 연료량의 증가를 가져와 엔진의 회전수가 증가하여 부조화 현상이 발생되어 정상적인 상태보다 연비가 3% 정도 악화된 것으로 확인되었다. 이러한 고장사례는 운전중에 엔진의 출력 성능을 떨어뜨리고, 자동차의 연비를 악화시키는 요인이 된다. 따라서 품질확보에 철저하게 대처하여 고장현상을 최소화 하여야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.877-882
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• 2014

국제해사기구 해양환경보호위원회에서 그린하우스가스(GHG)의 주범인 CO2 배출량 감축을 위해 선박에서 대기로 방출하는 CO2의 양을 지수화 하고자 활발한 논의가 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 선박의 주 기관에서는 전 부하영역에서 효율을 높이기 위하여 전자엔진이 사용되고 있으나, 선박용 발전기 엔진은 여전히 캠으로 연료분사와 흡 배기 밸브를 구동하는 기계식 작동엔진이 대부분이다. 또한 선박용 발전기 엔진은 선박의 과부하 방지 시스템 내에서 운전되므로 대부분의 운전은 80% 이하의 부분부하 영역에서 사용되고 있다. 따라서 100%부하에 세팅된 발전기 엔진은 부분부하에서 효율적인 운전을 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구는 현재 운항중인 선박발전용 디젤엔진의 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 보고 하고자 한다.

• 오토저널
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• 제8권2호
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• pp.13-21
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• 1986

점차 엄격해지는 요구조건을 만족시켜 주기 위해서는 승용차용 엔진의 실제특성과 운전특성을 지 배하는 설계변수의 조절은 불가피하며, 그중에서도 엔진의 핵심부인 연소질의 설계는 가장 중요 하다. 부분 부하에서의 SI기관의 연료경제성을 향상시키는 가장 좋은 방법이 압축비를 상승시 키는 것이므로, 앞으로의 여소실은 고압축비에서도 옥탄가가 높은 연료를 요구하는 성향을 낮 추는 특성을 갖고 있어야 한다. 새로운 엔진의 향상을 최적화하기 위하여는 quench area의 크 기와 위치 그리고 적절한 quench distance의 성질이 중요하며, 또한 연소실의 소형화, 스파크 플러크의 위치, 표면적/체적의 비 그리고 화염전파거리등도 고려에 넣어야 한다. 승용차용 엔진의 요구조건은 연소실을 피스톤 크라운에 위치시키는 용이한 방법을 통하여 해결될 수 있으며, 이 러한 형상의 연소실은 실린더 헤드에 장치한 연소실과 비교하여 다음과 같은 장점을 갖고 있다. - 스파크 플러그 주변에 연소실을 배치하기 쉽다. - 연소실 내에 quench area의 설정이 자유롭다. - 연소실 layout의 개조없이 압축비의 설정이 자유롭다. - 연소실의 조합이 간단하다. - 실린더벽으로의 열손실이 감소되어 열효율이 증대된다. - 공연비의 희박가능한계가 크다. - EGR성능이 향상되어 NOx 의 배출과 연료소비율이 감소된다. - 필요하다면 연소실실 또는 직접분사식 Diesel 기관으로서의 개조가 간단하다. 만약 생산단가가 크게 상승하지 않는다면, NOx의 배출과 연료소비율이 작으면서도, 비출력이 큰 4-밸브 연소실이 실용화 될 전망이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.958-961
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• 2011

플런저(Plunger)의 부품 용도는 점화 플러그와 조립 되는 부품으로 연료 분사장치에 적용하여 연료 효율이 약 15~20% 개선됨이 일본에서 검증되어 일본은 상용화 되었다. 국내에서는 개발단계로 처음에 냉간단조로 개발하였다가 원가 및 생산성 문제로 프로그레시브금형(Progressive Die)로 개발 하려는 단계이다. 이에 본 논문에서는 디젤 차량에 장착되는 플런저를 냉간단조방식이 아닌 원가 및 생산성을 확보할 수 있는 프로그레시브 금형에 적용하여 양산할 수 있는 스트립 레이아웃을 개발한 결과를 바탕으로 금형설계 및 제작을 하고, 프레스에 장착하여 트라이얼 하였고 이를 통하여 기존 설비 대비 1/20의 금액투자로 플런저 생산원가를 확보할 수 있었다.