• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.525-530
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• 2013

본 연구에서는 건조 후 20여년 운항한 군산대학교 실습선 해림호의 발전기를 대상으로 직접 선박현장에서 실험하여 최적 연료 분사시기를 규명해서 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 실험은 기관회전속도 1,200 rpm으로 일정히 유지하고, 기관부하를 0 kW에서 90 kW까지 30 kW간격으로 변화시켰으며, 연료분사시기는 BTDC $19^{\circ}$에서 $23^{\circ}$까지 $2^{\circ}$ 간격으로 변화시키면서 실험하였다. 실험결과 연료분사시기를 BTDC $21^{\circ}$에서 BTDC $23^{\circ}$로 앞당길 경우, 연료소비율은 1.37 % 감소하였고, 질소산화물은 11.59 % 증가하였으며, 매연은 23.5 % 감소하였고, 아황산가스는 2.8 % 감소하였다. 따라서 노후 발전기 엔진에 있어서 연료분사시기가 연소특성 및 배기배출물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석 고찰한 결과, 최적 연료분사시기는 원래의 분사시기보다 $2^{\circ}$ 앞당겨진 BTDC $23^{\circ}$로 확인되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.611-616
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• 2013

선박운항의 경제성, 효율성 및 편리성을 높이면서 친환경적인 선박에 대한 연구가 지속적으로 추진되고 있는데, 그 중 한 예로 전자제어식 디젤엔진의 개발을 들 수 있다. 그러나 전자제어식 엔진으로 추진되는 선박은 안전성과 신뢰성이 우려되고 있어 이들을 선박에 널리 보급하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전자제어식과 캠구동식 연료분사시스템을 탑재하고 있는 선박의 주기관을 이용하여 시스템별 배기성능을 비교 분석하였다. 그 결과 전자제어식의 경제적 운항 모드에서는 캠구동식과 비슷한 배기특성을 나타내었지만, 유해가스 저배출 모드의 100% 부하상태에서는 NOx를 100ppm 이상, HC의 경우 50% 부하상태에서는 10~20ppm을, 25% 부하상태에서는 35~40ppm을 캠구동식에 비해 저감시킨다. 연료소비율에 있어서는 25% 부하상태에서 압축압력을 캠 구동식에 비해 200bar 이상 증가시킨 700bar로 유지할 때 7g/kWh 정도 저감되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.525-531
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• 2011

디젤엔진에서 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation)은 선택적 환원 촉매나 $NO_x$ 흡장 촉 매에 비해 $NO_x$ 배출 저감을 위한 가장 효과적인 기술이다. 점점 더 강화되어 가는 $NO_x$ 배출 규제를 만족시키기 위해서는 많은 양의 EGR 가스 공급이 필요하다. 저압 EGR은 일정한 과급 압력에서 가변형상 터보차져의 제어와 거의 독립적이기 때문에 EGR 공급 측면에서 보면 저압 EGR이 기존의 고압 EGR에 비해서 더 많은 장점을 갖는다. 본 연구에서는 저압 EGR이 연소 특성에 미치는 영향을 고압 EGR을 적용했을 때와 비교하였다. 각 EGR 루프에 대해 혼합기의 희석 정도에 따른 영향을 분석하기 위해 독립변수로써 희석비를 사용하였다. 저압 EGR을 적용하였을 때, 고압 EGR을 적용했을 때와 동등한 $NO_x$ 배출량을 유지하면서 연료 소비율과 매연 배출은 고압 EGR의 경우보다 좀 더 낮은 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.711-719
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• 2012

유기 랜킨 사이클(ORC)을 이용한 선박 주기관 폐열 회수 시스템의 열역학적 분석을 수행하고 적용 가능성 및 효과를 검토하였다. 이론 해석에서는 ORC 와 ORC 에 열을 전달하기 위한 열전달 루프, 냉각수 공급 펌프를 모두 고려하여 전체 효율을 예측하였다. ORC 사이클의 성능은 증발기와 응축기의 특성과 열전달 루프의 온도 조건을 달리하여 평가되었으며 그 특성을 사이클 효율과 시스템 효율 관점에서 비교하였다. 수에즈막스 유조선에 대하여 ORC 사이클은 $250^{\circ}C$ 이하의 폐열 조건에 대하여 약 10%정도의 열효율을 보였다. ORC 이용하여 엔진 폐열로부터 주기관 출력의 3~4%에 해당하는 전력을 생산할 수 있으며 수에즈막스 유조선에 적용 시, 정상 운항시 필요한 전력의 59~69%를 ORC 생산 전력으로 대체하여 운항 중 연료 소모량을 절감시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.577-583
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• 2011

비도로 차량용 디젤엔진의 Tier 4 interim 규제를 만족하기 위하여 입자상물질과 질소산화물 배출량은 현행 규제 대비 각각 95%, 30% 저감되어야 하며, 입자상 물질을 저감하기위한 방법으로 디젤산화촉매, 부분유량 매연 여과장치 및 매연여과장치가 비도로 차량용 디젤엔진에 적용될 수 있다. 또한 질소산화물을 저감하기위해 배기가스 재순환방법, 선택적 환원촉매와 희박 질소산화물 포집장치 등이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 56kW급 off-road 차량에서의 입자상물질과 질소산화물을 저감하기위해 매연여과장치와 고압루프 배기가스재순환 시스템이 연구되었다. 실험결과로서 디젤산화촉매와 매연여과장치는 입자상물질을 저감하는데 매우 효과적이었으며 낮은 배압과 함께 출력손실도 5%이내였다. 고압루프 배기가스재순환을 적용한 결과 중 저부하 조건에서 효과적으로 질소산화물을 저감하였으며 배기가스재순환율이 높을수록 질소산화물의 저감율도 증가하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제21권6호
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• pp.46-55
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• 2017

Due to the arise of natural disasters caused by global warming, consumers have more interest in the fuel efficiency of their vehicles, and fuel efficiency became an important factor in comparing vehicles. In this market situation, methods to measure fuel efficiency has become one of the main interests of vehicle related organizations and laboratories, and the current method to measure fuel efficiency is to follow the notification established by the ministry of trade, industry and energy, ministry of environment, and the ministry of land, infrastructure and transport. In this study, we analyze the influence of vehicle fuel efficiency according to test temperature and cooling fan condition which have the possibility to cause difference in fuel efficiency. The analysis results of the influence of the fuel efficiency according to the test temperature, the difference of the fuel efficiency of the test temperature ($21{\sim}29^{\circ}C$) within the allowable range of the notification showed a maximum difference of 2.9%. Therefore, it is necessary to consider the introduction of a test method that permits only the temperature change based on the reference point as the allowable range even in the test within the allowable range. The analysis of the influence of the fuel efficiency according to the cooling method showed no significant effect, and it seems reasonable to maintain the test method of the current notification.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.31-39
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• 2010

Although driving patterns strongly influence greenhouse gas and air pollutant emission rate from light duty vehicles, emission measurements have been mainly based on chassis dynamometer testing with one standard driving pattern. And there has been limited work on quantifying the independent effect of driving parameters on emission rate because of multidimensional nature of real-world driving pattern. The objective of this study is to obtain the quantitative effect of relative positive acceleration (RPA) on vehicle emission rate. RPA has been used to define the occurrence of acceleration demanding large amounts of power in certain driving distance and shown to be a significant affecting parameter for real-world emission rate. 40 driving patterns have been developed with fixed driving parameters to investigate independent effect of RPA. For the same values of average vehicle speed and power, the trend in carbon dioxide emission rate and fuel consumption with respect to RPA is very clear. Emission rate of nitrogen oxide and particulate matter also increase with respect to RPA, but the trend is less clear. Carbon dioxide emission from diesel vehicle appear to be more affected by high accelerations compared to that from gasoline vehicle because of high intake air restriction during acceleration caused by turbocharger and intercooler. The results have implications for the possible reduction of environmental effects through better traffic planning and management, driver education and car design.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.234-244
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• 2014

Recently it has been focused that the automobile engine has developed in a strong upward tendency for the use of the high viscosity and poorer quality fuels in achieving the high performance, fuel economy, and emission reduction. Therefore it is not easy to solve the problems between low specific fuel consumption and exhaust emission control at motor cars. In this study, it is designed and used the engine test bed which is installed with turbocharger and intercooler. In addition to equipped using CRDI by controlling injection timing with mapping modulator, it has been tested and analyzed the engine performance, combustion characteristics, and exhaust emission as operating parameters, and they were engine speeds(rpm), injection timing(bTDC), and engine load(%). From the result of an experimental analysis, peak cylinder pressure and the rate of pressure rise were increased, and the location of it was closer toward top dead center according to the increasing of engine speed and load, and with advancing injection timing. The combustion characteristics are effected by fuel injection timing due to be enhanced the mass burned fraction. Using the engine dynamometer for analyzing the engine performance, the engine torque and power have been enhanced according to advancing the fuel injection timing. In analyzing of exhaust emission, there has been a trade-off between PM and NOx with increasing of engine speed and load, and with advanced injection timing. The experimental data are shown that the formation of NOx has increased and PM, vice versa.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.292-299
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• 2018

The objective of this research is to investigate the impact of engine oil aging on PM(Particulate Matter), exhaust gases, and DPF. It is widely known that the specification of a lubricant and its consumption in an ICE considerably influences the release of regulated harmful emissions under normal engine operating conditions. Considering DPF clogging phenomena associated with lubricant-derived soot/ash components, a simulated aging mode is designed for DPF to facilitate engine dynamometer testing. A PM/ash accumulation cycle is developed by considering real-world engine operating conditions for the increment of engine oil consumption and natural DPF regeneration for ash accumulation. The test duration for DPF aging is approximately 300 h with high- and low-SAPs engine oils. Detailed engine lubricant properties of new and aged oils are analyzed to evaluate the effect of engine oil degradation on vehicle mileage. Furthermore, physical and chemical analyses are performed using X-CT, ICP, and TGA/DSC to quantify the engine oil contribution on the PM composition. This is achieved by sampling with various filters using specially designed PM sampling equipment. Using high SAPs engine oil causes more PM/ash accumulation compared with low SAPs engine oils and this could accelerate fouling of the EGR in the engine, which results in an increase in harmful exhaust gas emissions. These test results on engine lubricants under operating conditions will assist in the establishment of regulated and unregulated toxic emissions policies and lubricant quality standards.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제29권1호
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• pp.23-45
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• 2020

중국의 급속한 경제성장은 환경에 커다란 부하를 초래하였고, 이를 통해 대기오염 문제도 심각해졌다. 본 연구는 중국의 대기오염 원인을 경험적으로 분석하였다. 표준오차 패널수정 추정기법(PCSE)을 이용하여 중국의 30개 성을 대상으로 아황산가스 및 질소산화물의 배출요인을 분석하였다. 아황산가스의 경우 일인당 실질소득이 증가할수록 배출 수준이 감소하고, 질소산화물은 일인당 실질소득과 역N자형의 관계에 있는 것으로 분석되었다. 소득 이외의 배출 요인으로 우선 전기소비량은 아황산가스나 질소산화물을 증가시키는 요인이었고, 석탄소비량은 아황산가스 배출을 증가시키는 반면에 천연가스 소비량은 아황산가스 배출을 감소시키는 요인으로 나타났다. 한편 에너지 산업에 대한 투자와 폐가스 처리에 대한 투자는 아황산가스 배출을 감소시키는 결정요인이지만 질소산화물 배출에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 한편 디젤 소비량, 트럭 비율 및 차량 수는 질소산화물 배출을 증가시키는 것으로 나타났다. 강수량의 증가도 아황산가스와 질소산화물의 배출을 감소시킨 요인이었다. 끝으로 본 연구의 정책적 시사점과 향후 연구방향을 제시하였다.