• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.145-151
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• 2012

New design of catalytic converter is proposed by optimization of DFSS (Design For Six Sigma) and DOE (Design Of Experiment) method which is based on taguchi matrix. As a result of the optimization of design of catalytic converter, this paper classifies Exhaust-downpipe shapes with 3 parameters to increase flow velocity uniformity of front catalytic substrate face from CFD results. after finishing with L9 Taguchi test matrix, it can be found the main effect of each design parameter of concept model, and optimal design level. in conclusion, it can be increase flow uniformity from 0.60 upto 0.80 with optimal diffuser shape for Turbo-charger.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권3호
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• pp.127-138
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• 2016

디젤 차량의 유해배출가스인 질소산화물 저감을 위해서는 정화성능이 우수한 요소첨가 선택적 촉매환원장치가 장착되어야 한다. 본 연구에서는 3차원 오일러리안-라그랑지안 전산유체해석을 통해 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 수송현상에 따른 화학반응과 다상유동 특성을 수치적으로 예측한다. 이때, 수치적인 분무형상은 가시화실험에서 측정된 분사속도, 분무관통길이, 분무반경, 평균액적지름과 비교를 통해 보정되었다. 그리고 해석 결과는 실제 엔진 및 차량 시험에서 측정한 질소산화물 저감효율과 비교를 통해 검증되었으며, 상대오차 5% 이하의 정확도를 보여준다. 검증된 전산모델은 요소첨가 선택적 촉매환원장치의 내부유동해석에 사용되었으며, 이를 통해 압력강하와 속도증가 특성을 분석하고, 암모니아의 농도균일도와 과잉분포 위치를 예측한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.689-696
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• 2010

디젤엔진은 높은 열효율과 우수한 연비 성능 등의 장점을 가지고 있으나, 기화된 연료와 주변 공기가 혼합된 후 착화되는 과정을 거치기 때문에 이론 공연비 영역에서는 질소산화물(NOx) 배출이 증가되는 문제점을 가지고 있다. 최근 활발히 연구되고 있는 높은 정화 효율을 가진 LNT 촉매는 희박 분위기 조건에서는 NOx를 흡장하게 되고 과농한 분위기에서는 환원 분위기 형성을 통하여 NOx를 저감시키게 된다. 희박 공연비에서 동작하는 디젤 엔진에서는 이러한 환원 과정을 이루기 위해 주기적으로 과농한 분위기를 형성해주어야만 하는데, 이러한 연구는 NOx 저감을 위해 HC를 포함한 환원제의 농도를 제어하는 기술로서 본 연구에서는 디젤을 연료로 하는 수소농후가스 발생장치를 이용하여 LNT 촉매에 환원제로서 수소농후가스를 직접 공급하는 방식으로 LNT 촉매의 NOx 저감 특성을 파악하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.112-118
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• 2018

화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 $CO_2$ 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성이 된다. LNT와 urea-SCR 촉매는 디젤엔진에서 NOx를 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 소형과 중 대형 디젤기관에 많이 사용되고 있는 Cu SCR 촉매의 NOx 저감 성능 향상을 목적으로 한다. $5Cu-2ZrO_2$/Zeolyst(Si/Al=13.7)SCR 촉매는 $5Cu-2ZrO_2$/93Zeolite(Si/Al=2.9) 촉매에 비해 촉매온도 $300^{\circ}C$ 이상에서 약 5-50% 수준으로 de-NOx 성능이 높았다. Zeolite는 zeolyst에 비해 금속의 분산도가 낮고 평균 입경이 커짐에 따라 촉매의 반응속도가 저하되었다. 10wt% Cu가 담지된 $10Cu-2ZrO_2$/88Zeolyst 촉매는 $200^{\circ}C$에서 40%, $350^{\circ}C$에서 약 65%로 NOx 정화성능이 가장 높았고, Cu의 이온이 제올라이트의 결정화합물인 Al과의 이온교환율이 증가함에 따라 다른 촉매에 비해 20-40% de-NOx 성능이 향상되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.124-129
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• 2010

The direct injection (DI) diesel engine has become a prime candidate for future transportation needs because of its high thermal efficiency. However, nitrogen oxides (NOx) increase in the local high temperature regions and particulate matter (PM) increases in the diffusion flame region within diesel combustion. Therefore, the demand for developing hybrid system consist of exhaust gas recirculation (EGR) and aftertreatment system as well as diesel particulate filter (DPF) or lean NOx trap (LNT) should be applied. The variation of EGR rate due to the malfunction of EGR valve can affect not only the combustion stability of engine but also the performance of aftertreatment system. In this research, 2.0 liter 4-cylinder turbocharged diesel engine was used to investigate the combustion and emission characteristics for various operating conditions with EGR. While the fuel consumption was increased with increase of EGR rate, NOx emission was improved by maximum 90% at low speed, low load operating condition. To achieve combustion stability and reliability of aftertrearment system with minimum penalty in fuel consumption and emissions, the fault diagnosis of EGR malfunction must be employed.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.22-29
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• 2020

최근 미세먼지 증가로 인하여 디젤엔진의 배출 규제가 강화됨에 따라 디젤 매연여과장치에 관심이 급증하게 되었으며, 특히 디젤 배기가스 후처리 장치의 고효율화에 대한 기술개발이 더욱 요구되고 있다. 이에 대한 일환으로서 디젤매연여과장치(diesel particulate filter, DPF) 내 배기가스의 유동 균일도를 향상시키고 배압을 낮추어서 배기가스처리 효율을 높이는 연구가 많이 되고 있다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 직경 12"의 DPF와 디젤산화촉매(diesel oxidation catalyst, DOC)를 장착한 디젤 매연여과장치에서의 배기가스의 유속과 온도, DPF IO ratio, Ash와 PM양에 따른 배압에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 배압을 낮추는 최적화 연구를 하였다. 결과로서 배기가스의 온도와 유속이 낮을수록 배압이 낮아졌으며, PM양이 Ash양보다 배압에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타냈다. 또한 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 배압이 더 낮게 나타냈으나, 유동 균일도의 경우는 다양한 변수에 관계없이 일정하게 나타냈다. european stationary cycle (ESC), european transient cycle (ETC) 조건에서 PM의 정화효율은 비대칭, 대칭 DPF 관계없이 유사하나, particle number (PN)의 정화효율에서는 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 높게 나타냈다.

• 한국분무공학회지
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• 제23권2호
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• pp.74-80
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• 2018

Emission characteristics of regulated pollutants (CO, NOx, HC and PM) and hazardous air pollutants (HAPs) from diesel heavy duty trucks equipped with EGR+pDPF and SCR for Euro 5 emission standards were investigated using a chassis dynamometer. In the case of regulated pollutants, diesel heavy duty trucks with EGR+pDPF emitted 79% less CO than those with SCR. Also, those with the SCR emitted 36% less NOx than those with the EGR+pDPF. The results of VOCs have show that alkanes emissions for heavy duty trucks with the EGR+pDPF and the SCR have been higher than alkenes, cycloalkanes and aromatics. In the case of individual VOCs, the highest of propene emissions for 11.3~16.1% occupied. For aromatics group, benzene emissions are the highest percentage for 4.4~15.5%. In the future, the results of present study will provide basic data to set up HAPs emissions inventory for mobile source.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.9-14
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• 2002

The durability prediction of emission control components, especially 02 sensor and catalytic converter, is getting more important as emission regulation is getting stricter and vehicle durability mileage requirement is also extended from 80,000 ㎞ to 160,000 km in Korean market. And the duration of vehicle mileage accumulation to get vehicle exhaust emission deterioration factor for certification is required to be shorter in order to reduce the vehicle development time. Since most of the vehicle emission development tests are done on chassis dynamometer and aging bench by using vehicle aging modes, real road condition and in-use driving patterns must be reflected into them to predict the vehicle emission level and to meet emission regulation especially at high mileage. In order to get the frequent driving pattern of vehicle and the aging characteristic of emission components, a vehicle was tested by changing drivers and driving roads around Seoul. Real road driving patterns were analyzed and compared with those of the certification modes which are well known in automotive industry.

• 한국분무공학회지
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• 제21권3호
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• pp.130-136
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• 2016

NOx and PM are important air pollutants as vehicle management policy aspect. Medium-duty truck is the main source of the pollutants although the vehicle market share is only 3.5%. National emission portion of NOx and PM form the mobile sourece are 14% and 16% respectively. In this study it was investigated that characteristics of air pollutants emission on medium duty truck equipped with EGR and SCR system. Vehicle's test reflected driving cycle on the chassis dynamometer, and applied test cycle was WHVC(World Harmonized Vehicle Cycle) mode. The test cycle include three segments, represent urban, rural and motorway driving. Based on the test results NOx, PM, HC were less emitted form SCR vehicle than EGR vehicle. And CO was less emitted form EGR vehicle than SCR vehicle due to CO oxidation reaction on DPF surface. And most air pollutants reduced as average vehicle speed increased. Pollutants were less emitted on motorway section than urban and rural sections. But highly NOx emission on motorway section was verified according to increased EGR ratio on fast vehicle speed. HC and CO additional emission was identified as 68%, 58% respectively during SCR vehicle's cold engine start emission test. NOx additional emission was detected by 24% on SCR vehicle's condition of engine cold start while not detected on vehicle equipped with EGR. SCR vehicle's additional NOx emission was derived from low reaction temperature during engine cold start condition. medium-duty truck emission characteristics were investigated in this study and expected to used to improve air pollutants management policy of medium-duty truck equipped with SCR & EGR.