• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.335-342
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• 2012

자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.351-358
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• 2015

세계적인 배출가스 규제의 강화와 함께 화석 연료의 매장량 감소와 유가 상승은 새로운 엔진 기술 개발을 촉진시켰다. 가솔린 직접 분사(GDI; Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 공연비가 희박한 혼합 상태에서도 연소가 가능하게 하였는데, 이러한 방식은 기존 포트 분사 엔진보다 연비와 출력을 모두 향상시킬 수 있다. 하지만 GDI엔진은 디젤 엔진의 경우와 마찬가지로 soot 발생률이 높아짐에 따라 입자상 물질의 배출이 증대되는 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 가솔린 입자상 물질 필터(GPF; Gasoline Particulate Filter)를 개발하여 입자상 물질의 배출정도를 저감시키고자 하였다. 필터의 설계 효율에 따라 3가지의 Metal foam 필터와 단일 Metal fiber 필터를 실험에 적용하여 PM과 PN의 저감률을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.981-987
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• 2011

단기통 직접분사 가솔린엔진의 성층연소 조건에서 연소실험을 수행하였다. 각 분사압조건마다 실화가 발생하지 않는 성층연소가능 분사시기영역이 존재하였으며 이는 혼합기 형성과정의 분위기압에 따른 영향으로 판단하였다. 연소효율은 분사시기를 지각할수록 증가하며 32~28 CAD BTDC에서 최대값을 갖고 이후 감소하는 경향을 보였고 분사압이 높을수록 높은 연소효율이 나타났다. 이러한 연소효율의 경향은 IMEP와 다른 경향을 보였으며 그 이유는 높은 연소효율 조건에서 연소상이 진각되어 음의 일이 증가하였기 때문으로 판단된다. Smoke의 배출은 분사시기가 지각됨에 따라 증가하였으며 높은 분위기 압에서 국부적으로 농후한 영역이 증가하였기 때문으로 생각된다. NOx 배출도 분사시기를 지각함에 따라 감소하였으며 연소상의 지각으로 최대 연소실압력과 온도가 감소하였기 때문으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.609-615
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• 2015

본 연구는 직접분사식 가솔린엔진에서 공기 과잉률 및 바이오에탄올-가솔린 혼합연료의 혼합비에 따른 연소특성과 배기배출물 특성을 실험적으로 규명한 것이다. 다양한 공기 과잉률 및 혼합비 조건에서 실험을 수행하였으며, 연소실 압력, 열발생률, 연료소비율 등을 통해 연소특성을 분석하였으며, 배기배출물 특성은 미연탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물($NO_x$) 분석을 통해 확인하였다. 혼합연료의 실험결과는 100% 가솔린 및 바이오에탄올 실험결과와 비교하였다. 실험결과 최고연소압력과 열발생률, 제동연료소비율은 혼합비의 증가에 따라 증가하였으며, CO, HC, $NO_x$와 같은 배기배출물은 바이오 에탄올 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였다. 혼합연료의 배기배출물 수준은 가솔린 보다 낮게 나타났다.

• 오토저널
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• 제25권6호
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• pp.19-24
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• 2003

• 오토저널
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• 제25권6호
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• pp.7-12
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• 2003

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2012

Recently, the important issues of gasoline engine are to reduce the fuel consumption and emission. Thus, many researchers are studying the technology to solve these problems. One approach of these issues is to achieve homogeneous charge combustion and stratified change combustion with various injection strategy. In this study, the combustion characteristics of DISI engine accrding to injection strategy were examined. The effect of injection timing on lean limit A/F were investigated using dual DISI single cylinder. The results show that the engine operation region of dual DISI type engine is larger than that of PFI and DISI type engine cases. Especially, late injection is very effective to extend the operation region more than any other injection timings. In addition, the results show that when the DISI injection ratio is increase, leam limit A/F is improved. It means that the dual injection system car meet with emission regulations and reduce the fuel consumption. Also, combustion pressure of dual injection system is much higher than PFI and DISI injection.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.51-59
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• 2000

In-cylinder spray flow motion plays an important in the adjustment of mixture preparation with a fundamental spray characteristics and in-cylinder flow field well in direct-injection gasoline engine. In this study, the fundamental spray characteristics such as mean drop size, velocity distribution, spray angle were measured and in-cylinder spray flow motion was visualized in order to optimize intake port, piston top land and combustion chamber shapes in the development stage of mass-produced G야 engine. For these experiments, the PDPA measurements and Mie scattering technique were used for detailed spray characteristics and in-cylinder spray motions were obtained by use of ICCD camera through the single-cylinder optical engine. From the experimental results, the test injector shows a good low-end linearity between the dynamic flow and fuel injection pulse width and the fuel spray of 20mm or less in SMD with good spray symmetry. In addition, the in-cylinder tumble flow has more effect on the homogeneous mixture formation than that of in-cylinder swirl flow at early injection mode and the in-cylinder swirl flow plays a better role of stratified mixture preparation than tumble flow at late injection mode.

• 한국분무공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2017

Recently, Performance and fuel efficiency of gasoline engines have been improved by adopting direct injection (DI) system instead of port fuel injection (PFI) system. However, injecting gasoline fuel directly into the cylinder significantly reduces the time available for mixing and evaporation. Consequently, particulate matters(PM) emissions increase. Moreover, as the emission regulations are getting more stringent, not only the mass but also the total number of PM should be reduced to satisfy the Euro VI regulations. Increasing the fuel injection pressure is one of the methods to meet this challenge. In this study, the effects of increased fuel injection pressures on combustion and emission characteristics were experimentally examined at several part load conditions in a 1.6 liter commercial gasoline direct injection engine. The main combustion durations decreased about $2{\sim}3^{\circ}$ in crank angle base by increasing the fuel injection pressure due to enhanced air-fuel mixing characteristics. The exhaust emissions and number concentration distributions of PM with particle sizes were also compared. Due to enhanced combustion characteristics, THC emissions decreased, whereas NOx emissions increased. Also, the number concentrations of PM, larger than 10 nm, also significantly decreased.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.67-75
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• 2002

A study to investigate the influence of combustion chamber shape, especially piston top face configuration, on the combustion stability is presented with CFD analysis and single cylinder GDI engine test. Initial configuration of the piston bowl was designed with CFD analysis and further parametric studies of the design factors on the piston top face were carried out through the single cylinder GDI engine test. It was found that both the geometry of piston top face and the compression ratio have great influences on the combustion stability. Of interest is that the design factors of the GDI piston to prevent mixture diffusion out of the piston bowl have important roles for the stable combustion at the stratified mixture condition. Also the relationship between spray impingement and flow pattern in a GDI piston bowl should be considered to design an optimal bowl configuration for stable stratified combustion.