• 제목/요약/키워드: 자동차연료

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수소연료전지 자동차의 수소밸브용 알루미늄 합금의 저변형율인장실험에 의한 수소취화특성 연구 (Hydrogen Embrittlement Characteristics by Slow Strain Rate Test of Aluminum Alloy for Hydrogen Valve of Hydrogen Fuel Cell Vehicle)

  • 황현규;신동호;김성종
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제21권6호
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    • pp.503-513
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    • 2022
  • As part of eco-friendly policies, interest in hydrogen vehicles is growing in the automotive industry to reduce carbon emissions. In particular, it is necessary to investigate the application of aluminum alloy for light weight hydrogen valves among hydrogen supply systems to improve the fuel efficiency of hydrogen vehicles. In this research, we investigated mechanical characteristics of aluminum alloys after hydrogen embrittlement considering the operating environment of hydrogen valves. In this investigation, experiments were conducted with strain rate, applied voltage, and hydrogen embrittlement time as variables that could affect hydrogen embrittlement. As a result, a brittle behavior was depicted when the strain rate was increased. A strain rate of 0.05 mm/min was selected for hydrogen embrittlement research because it had the greatest effect on fracture time. In addition, when the applied voltage and hydrogen embrittlement time were 5 V and 96 hours, respectively, mechanical characteristics presented dramatic decreases due to hydrogen embrittlement.

가솔린 엔진에서 연료 분사량 및 오일 온도에 따른 피스톤 마찰손실 특성 연구 (Study on the Characteristics of Piston Friction Losses for Fuel Injected Mass and Oil Temperature in a Gasoline Engine)

  • 강종대;조진우;박성욱
    • 한국분무공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.161-166
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    • 2022
  • To measure the change in friction loss due to the control of fuel mass and oil temperature in a gasoline engine, the floating liner method was used to measure the friction generated by the piston of a single-cylinder engine. First, to check the effect of combustion pressure on friction, the friction loss was measured by adjusting the fuel mass. It was confirmed that the friction loss increased as the fuel mass increased under the same lubrication conditions. In addition, it was confirmed that the mechanical efficiency decreased as the fuel mass increased. Next, to check the effect of lubrication conditions on friction, the friction loss was measured by controlling the oil temperature. It was confirmed that friction loss increased as the oil temperature decreased at the same fuel mass. As the oil temperature decreases, the viscosity increases, resulting in decreased mechanical efficiency and increased friction loss.

수소연료전지 자동차의 수소밸브용 알루미늄 합금의 수소취화에 의한 기계적 특성에 미치는 CrN과 TiN 코팅의 영향 (Effects of CrN and TiN Coating by Hydrogen Embrittlement of Aluminum Alloys for Hydrogen Valves of Hydrogen Fuel Cell Vehicles on Mechanical Properties)

  • 허호성;신동호;김성종
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제22권4호
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    • pp.232-241
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    • 2023
  • The mechanical properties of the hydrogen valve responsible for supplying and blocking hydrogen gas in a hydrogen fuel cell electric vehicle (FCEV) were researched. Mechanical properties by hydrogen embrittlement were investigated by coating chromium nitride (CrN) and titanium nitride (TiN) on aluminum alloy by arc ion plating method. The coating layer was deposited to a thickness of about 2 ㎛, and a slow strain rate test (SSRT) was conducted after hydrogen embrittlement to determine the hydrogen embrittlement resistance of the CrN and TiN coating layers. The CrN-coated specimen presented little decrease in mechanical properties until 12 hours of hydrogen charging due to its excellent resistance to hydrogen permeation. However, both the CrN and TiN-coated specimens exhibited deterioration in mechanical properties due to the peeling of the coating layer after 24 hours of hydrogen charging. The specimens coated at 350 ℃ presented a significant decrease in ultimate tensile strength due to abnormal grain growth.

원통형 복합재료 안테나의 설계 및 충격 실험에 관한 연구 (Design and Impact Testing of Cylindrical Composite Antenna Structures)

  • 이상민;조상현;이창우;황운봉
    • Composites Research
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    • 제22권3호
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    • pp.55-59
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    • 2009
  • 마이크로스트림 안테나는 가볍고 부피가 작을 뿐만 아니라 집적화가 가능하고, 표면 부착력이 탁월하여 많은 통신 시스템 안테나로 응용되고 있다. 안테나의 구조는 12.5GHz의 중심주파수를 갖는 사각 패치 마이크로 스트립 안테나로 설계하였고 곡률 방향으로 패치를 확장시켜 총 4개의 패치를 배열시켰다. 양쪽의 복합재료 사이에 허니컴을 삽입한 샌드위치 구조물이 되도록 설계한 다음 충격 실험을 실시하였다. 충격실험 후 안테나 성능변화를 측정한 결과 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다.

휘발성유기화합물의 배출원 구성물질 성분비에 관한 기초 연구 (A Preliminary Study on the Source Fingerprints of Volatile Organic Compounds)

  • 이영재;이학성;강병욱;신대윤
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.487-496
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    • 2003
  • 본 연구에서 실시한 VOC의 각 배출원별 구성물질 성분비를 조사한 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 우리나라의 VOC 주요 배출원에서 배출되는 성분은 주로 toluene으로서 도로포장 배출물질과 자동차, 도장시설, 가솔린증기 구성성분이 각각 35, 18, 16, 5%로 높은 분율을 차지하고 있음을 알 수 있었다. 2) 자동차와 주유소 그리고 가솔린 저장탱크 배출 물질의 경우 주로 $C_{5}$ 이하의 성분들이 배출되었는데, 이들 성분들은 주로 휘발유를 취급하는 곳에서 상당량 배출되고 있었다. 3) 도장시설에서는 m/p-xylene과 toluene, 1,2,4-TMB, o-xylene 둥이 각각 34, 16, 10, 9%로 배출되고 있어 주로 방향족 화합물들이 많이 배출되고 있었다. 4) 세탁시설에서는 주로 석유계 연료를 사용하고 있어 nonane이 41%, 1,2,4-TMB가 22%, 1,3,5-TMB가 13%로 배출되었으며, 도로포장시 아스팔트에서는 toluene과 benzene, m/p-xylene, o-xylene, ethyl benzene 등of 각각 35, 10, 4, ,3, 2%로 배출되고 있어 BTEX가 상당량 배출되고 있었다. 5) 본 연구의 경우 시료채취시 약 20초간의 짧은 시료채취이므로 정확한 자료를 얻기 위해서는 비교적 장시간을 채취하여 분석하여야 될 것으로 사료되며, 도로포장의 경우 시료채취지점으로 부터 약 100m 전방에 편도 2차선의 도로가 있어 자동차 배출물질이 다소 포함되었을 가능성이 있음을 밝혀둔다.

가상현실 기법을 적용한 평가도구를 활용한 계기반 배치 및 인지 정확도에 관한 연구 (A Study on the Objects Arrangement of Display Panel and the Cognitive Accuracy under the Virtual Reality Evaluation Tool)

  • 김선영;유승동;박범
    • 인지과학
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    • 제11권1호
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    • pp.1-8
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    • 2000
  • 운전자에게 자동차에 관련된 중요한 시각적 정보는 주로 계기반을 통해 제공되어 진다. 이런 계기반이 시인/시계성을 고려하여 설계되어 졌을 때, 운전자는 주행중에 시야 확보 및 자동차 관련 시각정보들을 신속하고 정확하게 인지할 수 있게 된다. 즉 계기반은 운전자의 과제 수행도와 직접적인 관계를 갖는다고 볼 수 있으며, 운전자-자동차간의 상호작용에 관여하는 중요한 장치라고 할 수 있다. 이러한 이유로 외국의 경우는 계기반의 형태와 특성 및 색상까지를 고려한 다방면의 연구가 진행되고 있다. 현재 대부분의 차종이 Analog display의 형태를 따르고 있지만, 위치에 대한 명확한 표준이 없이 각기 다른 형태 및 배치를 갖는다. 따라서 본 연구는 계기반 주요 Object(속도계, 타코미터, 연료계, 온도계)의 배치특성에 대한 운전자의 선호도여부와 계기반 Object의 위치가 운전자에게 영향을 주는 요인여부에 관하여, 본 실험실에서 제작한 평가도구(VISVEC System)를 사용하여 실험하였다. 실험결과로 피험자가 선호하는 배열특성이 인지정확도 여부에 미치는 영향과의 연관성은 볼 수 없었으나, 계기반의 주요 Object는 각각의 영역을 갖는 것이 Visual 정보 인지에 용이하다는 것을 알 수 있었다.

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CNG 버스용 NGOC+LNT+SCR 촉매시스템의 특성 (Characteristics of Catalysts System of NGOC-LNT-SCR for CNG Buses)

  • 서충길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.626-631
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    • 2019
  • 친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 이 연구는 CNG 버스의 post Euro-VI 배기대응을 위한 기초연구로써, Pd 대체 전이금속 영향, 촉매 체적 영향 그리고 공간속도에 따른 기초 특성을 파악하는 것이다. 촉매는 제조되었고 모델가스반응장치로 실험하였다. 3Pd가 포함된 NGOC 촉매는 $300^{\circ}C$에서 22%, $350^{\circ}C$에서 48% 그리고 $500^{\circ}C$에서 약 75%의 $CH_4$ 저감 능력을 나타내며 촉매 활성이 가장 높았다. 전이금속 3wt%가 포함된 3Co NGOC는 산화능력이 우수한 물질로써, 2nm급의 작은 사이즈로 촉매 분산도가 향상되어 de-NO/CO 전환율이 높았다. NGOC+LNT+SCR 촉매시스템의 체적은 $De-CH_4/NOx$ 성능과 촉매비용을 고려할 때 Total score가 165를 나타낸 1.5+0.5+0.5 조합이 최적이었다. SV $14,000h^{-1}$일 경우 $CH_4$ 저감 성능은 약 20% 수준으로 가장 높았고, SV $56,000h^{-1}$의 경우가 약 5% 수준으로 가장 낮았다. 공간속도가 작으면 유속이 감소하여 촉매 체적에 잔류하는 시간이 길어지므로 유해가스가 저감되었기 때문이다.

고분자연료전지의 화학적/기계적 내구성 평가 시간 단축 (Reducing the Test Time for Chemical/Mechanical Durability of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells)

  • 오소형;유동근;김명환;박지용;최영진;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.517-522
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    • 2023
  • 고분자전해질 연료전지 (PEMFC)에 공기와 수소를 공급하고 개회로전압 (OCV) 상태에서 가습/건조를 반복하는 고분자막의 화학적/기계적 내구성 평가법이 사용되고 있다. 이 프로토콜에서 가습/건조가 반복되면 전압 상승/감소가 반복되어 전극 열화도 발생한다. 막 내구성이 우수한 경우 전압 변화 횟수가 증가해, 전극 열화에 의해 평가가 종료되어 원래 목적인 막 내구성 평가를 할 수 없는 문제가 발생하기도 한다. 본 연구에서는 미국 에너지부 (DOE)와 동일한 프로토콜을 사용하되 cathode 가스로 공기대신 산소를 사용하고 가습/건조시간과 유량도 증가시켜 막의 화학적/기계적 열화 속도를 증가시켜서 고분자막 내구 평가 시간을 단축시킴으로서 이와 같은 문제를 개선하고자 하였다. Nafion 211 막전극접합체(MEA) 내구성 평가를 공기 대신 산소를 사용해서 가속화도를 2.6배 증가시켜 2,300 사이클만에 평가 종료하였다. 본 프로토콜에 의해 고분자막도 가속 열화되고, 전극 촉매도 가속 열화되어 고분자막과 전극의 내구성을 동시에 평가할 수 있는 이점도 있었다.

CNG 버스용 SCR 촉매의 세라믹과 메탈 담체에 따른 De-CH4/NOx 특성 (Characteristics on De-CH4/NOx according to Ceramic and Metal Substrates of SCR Catalysts for CNG Buses)

  • 서충길
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.18-24
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    • 2018
  • 친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 천연가스는 대기환경 오염물질을 거의 배출하지 않는 청정연료이며, 주로 시내버스의 연료로 사용되어져 왔다. CNG 버스의 보급률이 계속적으로 증가하고 있으며 이에 대한 엄격한 배기규제를 충족시키고 경제적인 후처리장치의 연구개발이 필요하다. 장기적인 연구로는, CNG 버스에서 배출되는 유독성가스인 $CH_4$와 NOx를 동시저감시키는 새로운 NGOC/LNT+NGOC/SCR 복합시스템을 개발하는 것이다. 이 연구는 복합시스템 후단에 장착되는 선택적인촉매환원(SCR)의 washcoat를 세라믹과 메탈 담체에 코팅하여 $de-CH_4/NOx$ 특성을 파악하는 것이다. V, Cu-SCR 촉매는 $CH_4$ 산화반응에는 영향을 미치지 않고, 이중층으로 코팅된 2, 4번 NGOC/SCR 촉매는 $400^{\circ}C$에서 $CH_4$가 산화되기 시작하여 약 $550^{\circ}C$에서는 약 20% 수준으로 $CH_4$가 저감되었다. NGOC/SCR처럼 two layer로 코팅된 2, 4번 SCR 촉매는 $350^{\circ}C$이상에서는 마이너스(-) NOx 전환률을 나타냈다. 이는 $ NH_4NO_3$(질산염)으로 흡장되어 있는 NOx가 촉매의 반응속도가 저하됨에 따라 $N_2$로 환원되지 못하고 $NO+NO_2$로 탈착되었기 때문이다. 세라믹 기반의 복합시스템은 $400^{\circ}C$에서 약 30%, $500^{\circ}C$에서 LOT50에 이르러 메탈 기반의 복합시스템보다 약 20% CH4 정화 성능이 높았고, NGOC/LNT+Cu-SCR 복합시스템 조합이 적합하다.

데이터 마이닝 기법을 이용한 차량용 반도체의 불량률 예측 연구 (Prediction of field failure rate using data mining in the Automotive semiconductor)

  • 윤경식;정희운;박승범
    • 기술혁신연구
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    • 제26권3호
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    • pp.37-68
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    • 2018
  • 본 논문에서는 차량용 반도체가 제품 출하 후 사용 환경에 따라 발생되는 불량률을 데이터 마이닝 기법을 이용하여 분석하였다. 20세기 이후 가장 보편적인 이동수단인 자동차는 전자 컨트롤 장치와 자동차용 반도체의 사용량이 급격히 증가하면서 매우 빠른 속도로 진화하고 있다. 자동차용 반도체는 차량용 전자 컨트롤 장치 중 핵심 부품으로 소비자들에게 안정성, 연료 사용의 효율성, 운전의 안정감을 제공하기 위해 사용되고 있다. 자동차용 반도체는 가솔린엔진, 디젤 엔진, 전기 모터를 컨트롤하는 기술, 헤드업 디스플레이, 차선 유지 시스템 등 많은 부분에 적용되고 있다. 이와 같이 반도체는 자동차를 구성하는 거의 모든 전자 컨트롤 장치에 적용되고 있으며 기계적인 장치를 단순히 조합한 이상의 효과를 만들어 내고 있다. 자동차용 반도체는 10년 이상의 자동차 사용 기간을 고려하여 높은 신뢰성, 내구성, 장기공급 등의 특성을 요구하고 있다. 자동차용 반도체의 신뢰성은 자동차의 안전성과 직접적으로 연결되기 때문이다. 반도체업계에서는 JEDEC과 AEC 등의 산업 표준 규격을 이용하여 자동차용 반도체의 신뢰성을 평가하고 있다. 또한 자동차 산업에서 표준으로 제시한 신뢰성 실험 방법과 그 결과를 이용하여 개발 초기 단계 및 제품 양산 초기단계에서 제품의 수명을 예측 하고 있다. 하지만 고객의 다양한 사용 조건 및 사용 시간 등 여러 변수들에 의해 발생되는 불량률을 예측하는 데는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 학계와 산업계에서 많은 연구가 있어왔다. 그 중 데이터 마이닝 기법을 이용한 연구가 다수의 반도체 분야에서 진행되고 있지만, 아직 자동차용 반도체에 대한 적용 및 연구는 미비한 상태이다. 이러한 관점에서 본 연구는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 반도체 조립(Assembly)과 패키지 테스트(Package test) 공정 중 발생 된 데이터들간의 연관성을 규명하고, 고객 불량 데이터를 이용하여 잠재 불량률 예측에 적합한 데이터 마이닝 기법을 검증하였다.