• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.689-695
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• 2018

본 연구는 배기가스 기준을 만족하기 위해 차량에 장착된 배기가스 후처리 장치(DPF)의 재생제어 방안에 대한 것이다. DPF는 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)을 포집하기 위한 필터로 DPF에 포집된 PM은 일정 조건에 이르렀을 때 고온의 배기가스로 연소시킨다. 이러한 과정을 재생(Regeneration)이라 하는데 DPF의 정상적인 성능을 위한 필수 과정이다. 재생이 잘 되지 않을 경우, 차량의 성능저하와 심한 경우 차량의 화재로도 이어질 수 있다. DPF의 재생은 제어로직에 의해 수행되는데 재생제어 로직이 차량의 운용특성을 제대로 반영하지 못한 경우 DPF 재생이 이루어지지 않을 수 있다. 그렇기 때문에 전술차량의 운용특성을 파악하여 DPF가 정상적으로 재생될 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 전술차량의 운용 특성과 DPF의 특성을 분석하여 이에 맞는 DPF의 재생 제어 로직을 추가하고자 한다. 더불어 추가된 재생 제어 로직에 따른 운용 시 발생될 수 있는 추가적인 문제점까지 동시에 개선하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.89-97
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• 2017

본 연구에서는 서비스센터에서 정비를 받고 출고한 날로부터 5일 후 터널 주행 중에 발생한 디젤승용차 화재 사례를 조사분석하였다. 조사분석한 결과, 배기구 내부에 흰색 이물질이 다량 부착되어 있었고, 배기관의 중간에 설치된 diesel particulate filter (DPF) 위쪽의 차열재가 용융 및 소실되어 있었고, DPF 위쪽의 차실 내부 금속재 바닥이 천공되어 금속재 바닥 위에 놓인 고무매트가 연소된 케이스이었다. 그리고 DPF 앞쪽의 배기관에는 과열흔적이 없고 DPF부터 배기구까지의 배기관에 과열흔적이 있는 특이점이 있었다. 이러한 특이점들은 DPF가 과열되고 DPF에서 발화된 경우에만 나타나므로 이 승용차화재는 DPF 내부 과열에 의해 발생한 것으로 분석할 수 있었다. 그리고 이 승용차화재조사를 통해 디젤승용차 화재원인조사 과정에서 배기구 내부에서 흰색 이물질이 확인되는 경우에는 DPF를 분리하여 DPF 내부의 손상을 조사하여 화재원인을 판정하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권6호
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• pp.903-909
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• 2012

This study analyzed the temperature distribution in DPF with five partitioned electric heaters. The temperature distribution in DPF is an important design factor for regeneration and durability of filter. The design Factors that influence the temperature distribution in DPF there are several. In this study, the characteristics of temperature distribution in DPF were analyzed according to the following changes. First, the thermal conductivity of the filter was analyzed about effect on the durability of the filter. Second, the length from exhaust manifold to inlet of DPF was analyzed about effect on the temperature distribution in DPF. The boundary conditions of analysis has been verified with comparison to the results of existing experimental study and the numerical analysis. Based on the identified boundary condition, on assuming the condition of the actual driving, the temperature distribution in DPF was analyzed according to material properties of filter and the position of DPF.

• 한국분무공학회지
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• 제19권3호
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• pp.142-148
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• 2014

In this study, characteristics of gaseous pollutants and particulate matter were investigated on the condition of DPF regeneration and normal DPF condition. THC, CO, $CO_2$, NOx, and $CH_4$ were analyzed by MEXA-7200H and CVS-7100 respectively. Particulate Matter (PM) was measured by difference in weight of Membrane filter. Particle Number (PN) was measured by CPC analyzer. And Sulfate, Nitrate, Organic were measured by Aerosol Mass Spectrometer (AMS). As a result, gaseous pollutants and particulate matter were detected in higher concentration during DPF regeneration than normal DPF condition. And the PN increased by 94%, the fuel consumption was reduced by 29% on DPF generation process. Sulfate, Nitrate and Organic were undetectable level during normal DPF condition. But the highest concentration of Sulfate, Nitrate and Organic were measured as $100{\mu}g/m^3$, $20{\mu}g/m^3$ and $15{\mu}g/m^3$ respectively on DPF regeneration condition. VOCs concentrations (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) were analyzed by using PTR-MS. Benzene and Toluene emission have little or no change depending on DPF regeneration. But the Ethylbenzene and Xylene have comparatively low emissions on DPF regeneration.

• 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.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2007년도 제34회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.98-103
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• 2007

The number of vehicles employing diesel engines is rapidly rising. Accompanying this trend, application of an after-treatment system is strictly required as a result of reinforced exhaust regulations. The Diesel Particulate Filter (DPF) system is considered as the most efficient method to reduce particulate matter (PM), but the improvement of a regeneration performance at any engine operation point presents a considerable challenge by itself. Temperature, gas compostion and flow rate of exhaust gas are important parameters in DPF evaluation, especially regeneration process. Engine dynamometer and degment tester are generally used in DPF evaluation so far. But these test method couldn't reveal the effect of various parameters on real DPF, such as O2 concentration, amount of soot and exhaust gas temperature. This research has studied the possibility using dump combustor that used to take an approach lean premixed combustion in gas turbine for a DPF power and optimized. It is possible that utilize the system as DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and SCR(Selective Catalytic Reduction) assessments test as well as DPF evaluation

• 한국기계기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.55-61
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• 2011

This study analyzed on the characteristics of temperature distribution in an active regeneration DPF using computer simulation. In order to verify the boundary condition of analysis, results of temperature distribution in DPF are compared between experimental and computer simulation. Using this boundary condition, temperature distribution and filter's durability in DPF analyzed according to various operating conditions. The results of computational analysis are agreed well with experimental ones from the tendency of temperature distribution of axis and radius direction. The temperature increases and the axial temperature gradients in DPF according to velocity of exhaust gas are lowered as the high velocity of exhaust gas. But the temperature gradients of radius direction at exit side in DPF are grown as the high velocity of exhaust gas. The results according to inlet temperature of exhaust gas show that the increase ratios of temperature in DPF are grown as the high temperature of exhaust gas.

• 대한환경공학회지
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• 제32권10호
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• pp.957-964
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• 2010

경유차 배출가스에 의해 활성이 크게 저하된, 촉매가 담지된 자연 재생식 매연 저감장치인 DPF를 대상으로 여러 가지 조건에서 재제조를 수행한 후 재제조된 DPF의 일산화탄소(CO)와 총 탄화수소(THC) 그리고 입자상 물질(PM)의 저감효율과 DPF 표면 물성 특성을 분석하여 사용후 DPF에 대한 재제조 효과를 관찰하였다. 재제조된 DPF에 대한 오염물질 저감성능 평가는 제작된 디젤 엔진 다이나모 장치를 이용, 배기가스를 일부 우회시켜 온도와 공간속도 조절이 가능한 촉매 반응장치로 수행 하였으며, DPF 표면 물성 분석은 광학현미경, EDX, ICP, TGA 그리고 porosimeter를 이용 하였다. 연구 수행 결과 사용 후 DPF를 본 연구에서 적용된 고온 배소 세정, 산성/염기성 용액에 의한 초음파 세정, 세정 후 촉매 활성성분 재 함침에 의한 재제조를 수행할 경우, 재제조된 DPF의 성능이 신품 성능대비 95% 이상으로 회복되는 것을 확인 하였으며, 광학현미경, EDX, TGA와 ICP등의 분석을 통해 본 연구 조건에서의 재제조 과정으로, DPF의 활성저하 원인이 되었던 각종 불순성분 대부분이 사용후 DPF 표면으로 부터 제거되는 것을 확인 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.163-170
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• 2016

디젤 자동차의 배기가스 규제는 매년 지속적으로 강화되고 있다. 최근 HC, CO, NOx, PM에 대한 배기 규제는 매우 엄격한 기준을 적용하고 있다. 향후에는, 입자상 물질의 수량규제로 더욱 강화될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라, 현재 대부분의 디젤 차량은 PM 저감을 위해 배기후처리징치(DPF)를 적용해 왔다. 엔진의 주행거리가 증가함에 따라, 엔진 배기가스에 포함된 재와 soot이 DPF내부에 축적된다. 축적된 재와 soot은 DPF 손상이나 엔진 성능 악화의 원인이 된다. 그러므로 효율적인 DPF의 클리닝은 엔진관리 측면에서 매우 중요한 부분이다. 만약 엔진이 주기적 클리닝을 통해 관리가 잘 된다면 엔진의 출력과 연비를 개선하고, 유지관리 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 DPF 내부에 누적된 재와 soot을 효과적으로 클리닝 할 수 있는 고효율 DPF 클리닝 방법 및 장치의 개발을 수행하였고, 그 결과를 제시하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.152-160
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• 2016

The market demand for diesel engine tends to increase in general passenger cars as well as commercial vehicles because of its advantages. However, to meet the vehicle emissions regulation which will be more stringent in the future, it is necessary to plurally apply all after-treatment technologies such as diesel oxidation catalyst (DOC), catalyzed diesel particulate filter (CDPF), lean NOx trap (LNT) and selective catalytic reduction (SCR), and so on. Accordingly, the exhaust after-treatment system for diesel vehicle requires the technology of minimizing the numbers of catalysts by integrating every individual catalysts. The purposes of this study is to develop hybrid exhaust after-treatment device system which simultaneously uses LNT/DPF and SCR/DPF catalyst concurrently reducing NOx and particulate matter (PM). As the results, the hybrid system with $NH_3$ generated at LNT/DPF working as a reducing agent of SCR/DPF catalyst, improving NOx conversion rate, was found to be more excellent in de-NOx performance than that in LNT/DPF alone system.