• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.48-54
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• 2004

The purpose of this work is to investigate the effect of premixing condition on the combustion and exhaust emission characteristics in a HCCI diesel engine. To from homogeneous charge before intake manifold, the premixed gasoline fuel is injected into a premixed tank by fuel injection system and the premixed gasoline fuel is ignited by direct injected diesel fuel. Experimental result shows the NOx and soot emissions are decreased linearly with the increase of premixed ratio. In the case of intake air temperature $20^{\circ}C$ with light load, the specific fuel consumptions are increased with the rise of premixed ratio and HC and CO emissions are also increased. But the intake air heating can improve the specific fuel consumption at light load condition because increased air temperature promotes the combustion of premixed mixture. In the case of high intake air temperature with high load condition, premixed fuel is auto-ignited before diesel combustion and soot emission is increased.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.21-28
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• 2009

본 연구의 목적은 온도 성층화와 농도 성층화의 효과가 HCCI 연소에서 압력상승률 저감과 배기가스에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 것이다. 2단계 열발생이 생기는 디메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 연료를 사용하였다. 수치계산은 멀티 존 모델과 상세 화학 반응 스킴을 이용하였다. 수치계산 결과, 온도 성층화와 농도 성층화는 연소기간을 길게 하여 압력상승률을 저감시키는 것을 확인하였다. 그러나 농도 성층화의 폭이 너무 커지면 오히려 일산화탄소와 질소산화물이 증가하였으며, 연소 효율은 감소하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권4호
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• pp.34-41
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• 2017

Diesel engines with compression-ignition type have superior thermal efficiency, durability and reliability compared to gasoline engine. To control emitted gas from the engines, it can be applied to alternative fuel without any modification to the engine. Therefore, in this study, as a basic study for applying emulsified fuel to the actual diesel engine, analysis of spray behavior characteristics of emulsified fuel was carried out simultaneously by experimental and numerical method. The emulsified fuel consist of diesel, hydrogen peroxide, and surfactant. The surfactant for manufacturing emulsified fuel is comprised of span 80 and tween 80 mixed as 9:1 and fixed with 3% of the total volume of the emulsified fuel. In addition, six kinds of emulsified fuel(EF0, EF2, EF12, EF22, EF32, and EF42) were manufactured according to the mixing ratio of hydrogen peroxide. The droplet and spray experiments were performed to observe the behavior characteristics of the emulsified fuel. The numerical analysis was carried out using ANSYS CFX to confirm the microscopic behavior characteristics. Consequently, rapid mixture formation can be expected due to evaporation of hydrogen peroxide in emulsified fuel, and it is confirmed that Reitz&Diwakar breakup model is most suitable as breakup model to be applied to the numerical analysis.

• Advances in Computational Design
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• 제4권4호
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• pp.367-379
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• 2019

Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) Fuzzy logic model is developed to predict the engine performance and emission characteristics of pongamia pinnata biodiesel with hydrogen injection. Engine performance and emission characteristics such as brake thermal efficiency (BTE), brake specific energy consumption (BSEC), hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), carbon dioxide ($CO_2$) and nitrous oxides ($NO_X$) were considered. Experimental investigations were carried out by using four stroke single cylinder constant speed compression ignition engine with the rated power of 5.2 kW at variable load conditions. The performance and emission characteristics are measured using an Exhaust gas analyzer, smoke meter, piezoelectric pressure transducer and crank angle encoder for different fuel blends (Diesel, B10, B20 and B30) and engine load conditions. Fuzzy logic model uses triangular and trapezoidal membership function because of its higher predictive accuracy to predict the engine performance and emission characteristics. Computational results clearly demonstrate that, the proposed fuzzy model has produced fewer deviations and has exhibited higher predictive accuracy with acceptable determination correlation coefficients of 0.99136 to 1 with experimental values. The developed fuzzy logic model has produced good correlation between the fuzzy predicted and experimental values. So it is found to be useful for predicting the engine performance and emission characteristics with limited number of available data.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.501-511
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• 2014

바이오매스 원료로부터 급속열분해 반응을 통하여 생산되는 바이오 오일은 화석연료를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하지만, 바이오 오일은 에너지 밀도와 세탄가가 낮고 점성도가 높은 연료의 한계성이 있으므로 디젤엔진에 적용하기에는 제한적이다. 따라서, 안정적인 연소를 얻기 위해서는 바이오 오일을 세탄가가 높은 연료와 유화하거나 혼합하여 사용하여야 한다. 하지만 바이오 오일과 화석연료는 극성이 달라서 서로 혼합되지 않으며 가장 손쉽게 혼합되는 연료는 알코올계 연료이다. 본 연구에서는 바이오 오일의 연료특성을 향상시키기 위하여 에탄올 연료와 혼합하였으며, 연료의 자발화 특성을 향상시키기 위하여 세탄가 향상제인 PEG 400, 2-EHN 도 첨가하였다. 또한 최대 15%의 바이오 오일이 혼합된 혼합연료를 디젤엔진에서 안정적으로 연소시키기 위하여 고압축비 피스톤도 적용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.1005-1013
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• 2010

본 연구는 HCCI 엔진의 운전조건을 고려한 혼합연료의 감압비등 분무제어방법을 평가하기 위하여 수행하였다. 2상영역이 존재하는 혼합연료는 고비점성분의 증발촉진과 함께 연료분무의 급격한 증발을 유도할 수 있는 감압비등분무를 이용함으로써 저온 및 저밀도장에서 혼합기형성과정의 제어가 가능하다. HCCI 엔진은 이러한 분위기조건에서 연료를 조기분사하기 때문에 착화성이 높은 경유와 휘발성이 높은 가솔린성분으로 함유한 혼합연료의 감압비등현상을 이용함으로써 액체연료의 분열, 미립화와 같은 물리적 제어 및 착화연소에 의한 화학적 제어를 실현할 수 있다. 본 연구는 혼합연료의 성분과 몰분율을 주요변수로 설정하여 정적용기 내에 분사된 연료분무의 감압비등현상을 슐리렌 화상 및 Mie 산란광을 촬영한 후, 화상처리과정을 통하여 이루어졌다. 그 결과로 감압비등현상은 비교적 저온 및 저밀도장에서 분무구조가 크게 변화함을 알 수 있었으며, 조기 연료분사시기에서 감압비등분무를 이용한 혼합기형성을 제어함으로써 HCCI 연소에 적용이 가능할 것으로 분석하였다.

• 지질공학
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• 제20권3호
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• pp.297-310
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• 2010

본 연구는 태안화력본부 회사장에 비회와 저회가 혼합되어 매립된 혼합회를 건설재료로 활용하기 위한 기초연구로서 대상 혼합회의 물리적 시험 및 역학적 시험을 실시하여 도로성토용 재료 및 구조물 뒤채움용 재료로 활용가능한지 판단하고자 공학적 특성을 검토하였다. 비중, 최대 최소밀도, 액 소성, 입도분석, XRD, 강열감량시험을 통해 물리 화학적 특성을 평가하였고 투수, 다짐, CBR, 삼축압축시험을 실시하여 역학적 특성을 평가하였다. 혼합회의 실험결과 비중은 2.18~2.20, 건조밀도는 $9.38{\sim}13.32\;kN/m^3$, 수정 CBR은 16.5~21%, 투수계수는 $1.32{\times}10^{-4}{\sim}1.89{\times}10^{-4}cm/sec$, 배수마찰각은 $36.43{\sim}41.39^{\circ}$로 나타났다. 물리 역학적 실험결과를 토대로 도로성토용 재료와 구조물 뒤채움용 재료로써의 품질기준과 비교해 본 결과 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 그러나 비회의 함유율이 높은 혼합회는 일부 품질기준을 만족하지 못하므로 도로성토용 재료와 구조물 뒤채움용 재료로 활용하기 위해서는 저회와의 배합을 통한 품질개선이 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.132-140
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• 2009

Recently, the interest in the development of high efficiency Diesel engine technology using alternative fuel has been on the rise and related studies are being performed. Therefore, the DME(Dimethyl Ether), an oxygen containing fuel as an alternative fuel for light oil that can be used for diesel engines since it generates very little smoke. But it is unavoidable that the modification of a fuel supply system in an engine to application of the DME fuel because of DME fuel properties. So, in this study, a DME high pressure pump for a common-rail fuel supply system has been composed and the test results of the pump have been presented. As the results of the tests, it is confirmed that DME pump inlet pressure, pump speed and common-rail pressure effects on the volumetric efficiencies of the pump. Finally, it is defined that the optimum plunger volume of a DME pump has to be extended to the minimum 150% compared to a Diesel pump plunger volume considering DME fuel properties and volumetric efficiencies characteristics at same specifications of the high pressure pump.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.82-88
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• 2011

Lean combustion and exhaust emission characteristics in a ethanol fueled spark-ignited engine according to ethanol-gasoline fuel blending ratio were investigated. The test engine was $1591cm^3$ and 10.5 of compression ratio SI engine with 4 cylinders. In addition, lambda sensor system was connected with universal ECU to control the lambda value which is varied from 1.0 to 1.5. The engine performance and lean combustion characteristics such as brake torque, cylinder pressure and rate of heat release were investigated according to ethanol-gasoline fuel blending ratio. Furthermore, the exhaust emissions such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC), nitrogen oxides ($NO_x$) and carbon dioxide ($CO_2$) were measured by emission analyzers. The results showed that the brake torque, cylinder pressure and the stability of engine operation were increased as ethanol blending ratio is increased. Brake specific fuel consumption (BSFC) was increased in higher ethanol blending ratio while brake specific energy consumption (BSEC) was decreased in higher ethanol blending ratio. The exhaust emissions were decreased as ethanol blending ratio is increased under overall experimental conditions, however, some specific exhaust emission characteristics were mainly influenced by lambda value and ethanol-gasoline fuel blending ratio.

• 에너지공학
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• 제6권2호
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• pp.212-219
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• 1997

본 연구에서는 경유-물 유화연료를 디젤엔진에 적용하였을 때의 엔진의 성능 및 배기배출물 특성에 대해 고찰하였다. 그 결과, 초음파장치(40 KHz, 200W)로 제조한 경유-물 유화연료 운전시, 경유운전시에 비해 연료소비율(함수율 30%시 최대 28% 감소)과 매연(함수율 30%시 최대 60% 감소) 및 CO(할수율 30%시 최대 79% 감소)의 현격한 개선효과를 보았다. 이러한 플러스적인 효과는 유화연료의 미세폭발에 의한 것으로, 초음파에너지로 유화연료를 제조함과 동시에 엔진내로 공급하는 것이 디젤기관의 배기배출물과 연료소비율을 동시에 개선시킬 수 있는 가장 유력한 방법일 것으로 판명되었다. 그러나, 유화연료를 사용한 경우 상대적으로 경유의 유입량 자체가 줄어들게 됨으로써 엔진의 출력 및 토크는 오히려 감소하였다.