• 터널과지하공간
• /
• 제23권3호
• /
• pp.192-202
• /
• 2013

최근 유가 상승 및 지구 온난화에 대한 온실가스의 규제 강화로 인해 국내 천연가스 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 국내 천연가스 시장의 공급 안전성을 높이기 위하여, 2008년 한국가스공사와 Gazprom 간에 러시아 파이프라인 천연가스 공급에 관한 협약서를 체결하기도 했다. 러시아 PNG 도입계획이 본격화되어 천연가스가 도입되면 겨울철에 가스 수요가 집중되는 국내의 경우엔 천연가스 수급 균형을 위하여 지하저장시설이 필수적으로 요구될 것이다. 본 연구는 암반등급, 토피고, 저장압력, 현지측압계수(Ko)를 변수로 하여 천연가스 저장 공동의 안정성을 정량적으로 평가하였다. 제안된 설계변수에 따른 저장 공동의 거동을 파악하기 위해 축대칭 조건을 사용하여 2차원 응력해석을 수행하였다. 해석 결과 전단강도/전단응력으로 정의된 공동의 안전율은 심도, 암반등급 및 저장압력에 크게 영향을 받았으나 측압계수의 영향은 거의 없었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.67-72
• /
• 2012

본 연구에서는 압축천연가스 자동차용으로 사용하는 CNG 충전니플의 밀봉성과 밀봉내구 안전성에 관련된 접촉법선응력 및 등가진응력을 유한요소법으로 해석하였다. 기존의 원형 오링과 새로운 더블립 오링에 초기압축률 15%를 가한 상태에서 밀봉력을 해석한 결과에 의하면, 두 곳에서 밀봉작용을 하는 더블립 오링이 한곳에서 밀봉작용을 하는 기존의 원형 오링보다 41% 더 높게 나타남을 알 수 있다. 오링에 초기압축력 15%와 가스압축압력 8MPa을 작용한 상태에서 가스누출 차단 안전성을 비교하면, 기존의 원형 오링보다는 더블립 오링에서 5% 향상된 해석결과를 제시하고 있다. 또한, 오링의 밀봉내구 안전성을 비교한 FEM 해석결과에 의하면, 원형 오링보다는 더블립 오링에서 발생된 최대등가진응력이 10.2%나 더 높게 발생한 것으로 나타났다. 이것은 더블립 오링이 기존의 원형 오링보다는 장수명을 보장할 수 있다는 것이다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.15-20
• /
• 2009

대도시 대기질 개선을 위한 정부 정책에 의해 1990년대 이후 천연가스 차량의 보급 대수는 계속 증가하고 있다. 그러나 천연가스 차량은 환경면에서 유리한 대신 화재 발생 시 대형 사고가 잠재하므로 항상 안전에 대한 대책이 요구된다. 천연가스 차량에 장착되는 여러 가지 연료 부품 중 체크밸브는 연료용기에 충전된 고압의 천연가스가 연료주입구를 통해 외부로 방출되지 않도록 하는 안전장치로서 반 복사용에 따른 내구성이 보장되어야 하는 부품이다. 본 연구에서는 천연가스 차량용 체크밸브를 대상으로 반복 사용시험, 극한 떨림시험에 따른 내구성능과, 압축기 오일에 의한 밸브 씰의 영향을 평가하였다. 실험 결과 천연가스 차량에 사용되고 있는 체크밸브는 인증규정을 만족하였지만 압축기 오일에 오랫동안 노출될 경우 밸브 씰의 누설방지 기능에 문제를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.5-12
• /
• 2012

희박예혼합기의 급속연소에 관한 연구를 위하여 2-실린더 가솔린 엔진을 부실 타입의 압축천연가스(CNG) 분사 엔진으로 개조하였다. 본 연구에서는 부실의 최적설계에 관심을 두고 두 종류의 부실을 적용하여 실험을 실시하였고, 부실의 체적과 홀 개수는 1.5cc와 6개로 각각 동일하게 하고, 홀 직경을 0.8mm 및 1.1mm로 달리하였다. CNG연료는 포트연료분사(Port fuel injection; PFI)와 부실분사(Sub-chamber injection; SCI)에 의해 엔진에 독립적으로 공급되고, 그 실험결과로 구한 연소압력, 평균유효압력(IMEP), 질량연소분율과 사이클변동계수(COV) 등을 서로 비교하였다. 본 연구의 대표적 실험연구결과로서 PFI 타입의 엔진연소특성은 희박예혼합기의 경우를 제외하고 모든 조건에 있어서 기존의 가솔린 엔진과 비슷하였고, SCI 타입의 엔진연소특성으로 평균유효압력은 부실 내에 불완전 예혼합기형성으로 PFI 타입보다 낮았으며, COV는 SCI 타입이 희박가연한계가 확대됨으로 인하여, 특히 높은 공기과잉률 범위에서 PFI 타입과 비교해 보다 좋은 결과를 나타내었다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.89-96
• /
• 2016

Growing concerns regarding environmental pollution have increased the demand for green vehicles. Green vehicles include electric vehicles, compressed natural gas vehicles, fuel cell vehicles, and vehicles running on fuels such as bio diesel or an ethanol blend. CNG vehicles are equipped with a cylinder valve installed in a high-pressure vessel to control the CNG flow. For this purpose, the optimum design of cylinder valve solenoid is necessary to secure at driving a CNG vehicle. In this study, electromagnetic field analysis to ensure the reliable operation of the solenoid was conducted by using a Maxwell V15. The electromagnetic field analysis was performed by magnetostatic technique according to distance between magnetic poles in order to predict the attraction force. Finally, the attraction force was validated through comparison between the Maxwell results and the measurement results. From the results, the error of attraction force was found to be 2.85 N to 6.5 N under the testing conditions.

• International Journal of Automotive Technology
• /
• 제2권3호
• /
• pp.93-101
• /
• 2001

Distribution of fuel-air mixture has a strong influence on performance and emissions of a compressed natural gas (CNG) engine. In this paper, parametric study is performed by KIVA-3V to investigate fuel-air mixture with respect to injection timing, cycle equivalence ratio and engine speed. With open-valve injection intensive mixing during intake and compression stroke results in relatively homogeneous mixture in the cylinder. Sequential induction of fuel-air mixture and fresh air results in stratification in the cylinder among the test cases at closed-valve injection. There is close similarity in the calculated distributions of the mixture in the cylinder with different cycle equivalence ratios and engine speeds. The results are compared against pressure traces and flame images obtained in a single cylinder engine converted from a 11L six-cylinder heavy duty diesel engine.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권9호
• /
• pp.869-874
• /
• 2011

CNG/diesel dual-fuel 엔진은 CNG 를 주 연료로 사용하고 소량의 디젤을 착화제로서 실린더 내에 분사한다. 본 연구에서는 기존의 디젤엔진을 커먼레일직접분사(CRDI)를 통하여 고압으로 디젤을 분사하고, 예혼합을 위하여 CNG 를 흡기포트에 분사하는 CNG/diesel dual-fuel 엔진으로 개조하였다. CNG/diesel dualfuel engine 은 기존의 디젤엔진과 동등한 수준의 토크 및 출력성능을 나타내었다. 또한, CNG 대체율은 CNG/diesel dual-fuel 엔진의 전체 운전영역에 대하여 89% 이상을 만족시켰다. Dual-fuel 엔진의 PM 배출농도는 디젤엔진보다 94% 더 낮게 나타났지만, NOx 배출농도는 더 높게 나타났다.

• 한국분무공학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.95-103
• /
• 2016

The effect of pilot injection quantity on the combustion and emissions characteristics of a compression ignition engine with a biodiesel-compressed natural gas (CNG) dual fuel combustion (DFC) system is studied in this work. Biodiesel is used as a pilot injection fuel to ignite the main fuel, CNG of DFC. The pilot injection quantity is controlled to investigate the characteristics of combustion and exhaust emissions in a single cylinder diesel engine. The injection pressure and injection timing of pilot fuel are maintained at approximately 120 MPa and BTDC 17 crank angle, respectively. Results show that the indicated mean effective pressure (IMEP) of biodiesel-CNG DFC mode is similar to that of diesel-CNG DFC mode at all load conditions. Combustion stability of biodiesel-CNG DFC mode decreased with increase of engine load, but no notable trend of cycle-to-cycle variations with increase of pilot injection quantity is discovered. The combustion of biodiesel-CNG begins at a retarded crank angle compared to that of diesel-CNG at low load, but it is advanced at high loads. Smoke and NOx of biodiesel-CNG are simultaneously increased with the increase of pilot fuel quantity. Compared to the diesel-CNG DFC, however, smoke and NOx emissions are slightly reduced over all operating conditions. Biodiesel-CNG DFC yields higher $CO_2$ emissions compared to diesel-CNG DFC over all engine conditions. CO and HC emissions for biodiesel-CNG DFC is decreased with the increase of pilot injection quantity.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
• /
• pp.3335-3340
• /
• 2007

The government have been tightening EM regulation gradually but the effect is not good because of rapid increase of vehicles. And medium & heavy duty diesel vehicles, even though the number is small, exhaust very large pollutants(about over 50%). Especially it is more severe about old trucks and buses. Accordingly, CNG vehicle and the retrofit of diesel to CNG must be an alternative in order to protect the atmospheric environment and improve the air quality in the metropolitan area. The main object of this study is to secure the retrofit technology of diesel to CNG vehicle and the management system of CNG engine. we passed the government emission certification test. In addition to this, the mass production for retrofit is also studied. Results of emission and durability test for certification are as follows; there was no problem during 30,000km vehicle durability test and good emission levels satisfying the regulation.

• 한국환경과학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.241-251
• /
• 2012

The emissions of several air pollutants ($NO_x$, CO, VOCs, etc.) for the replacement of all diesel buses by Compressed Natural Gas (CNG) buses were estimated in the Busan Metropolitan Area (BMA). These emissions were calculated from emission factors considering the different driving speeds with bus routes, distance traveled, and deterioration factors. For the purpose of this study, three categories of fuel type were selected: (1) the combination of diesel (65%) and CNG buses (35%) (DSL+CNG case), (2) all diesel buses (DSL case), and (3) all CNG buses (CNG case). The emissions of $NO_x$ and CO in the CNG case were estimated to be significant decreases (by about 50% and 98%, respectively) relative to the DSL case. Conversely, the emission of VOCs (980.7 ton/year) in the CNG case were a factor of 3.3 higher than that (299.8 ton/year) in the DSL case. In addition, the diurnal variations of emissions between two city buses (e.g. diesel and CNG) and all other vehicles were distinctly different because the two city buses operate at a regular time interval. Our overall results suggest the possibility that the pollutant emissions from the CNG buses can exert less influence on air quality in the target area than those from the diesel buses.