It has recently been reported that methanol fuel has been used in the product carrier with established duel fuel engine, which has been greatly reducing emissions of $CO_2$, NOx and SOx from the engine. However, to use methanol alone as fuel oil in a general diesel engine, design modification of cylinder head is needed because the ignition aid device or the duel fuel injection system is needed. On the other hand, only if the mixer is installed on the fuel oil supply line, diesel oil - methanol blending oil can be used as fuel oil for the diesel engine, but there is a problem of the phase separation when two fuels are mixed. In this study, diesel oil and methanol were blended compulsorily in preventing the phase separation with installing agitators and a fuel oil boost pump on fuel line of a test engine. Also, cylinder pressure and fuel consumption quantity were measured according to engine load and methanol blending ratio, and indicated mean effective pressure, heat release rate and combustion temperature obtained from the single zone combustion model were analyzed to investigate the effects of latent heat of vaporization of methanol on combustion stability and characteristics. As a result, the combustion stability and characteristics of 10% methanol blending oil are closest to the those of diesel oil, and it could be used as fuel oil in existing diesel engines without deterioration of engine performance and combustion characteristics.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.7
no.9
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pp.1-9
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1999
Liquid Petroleum Gas (LPG) has been widely used for commercial light-duty vehicles worldwide. Since LPG has a higher octane number and a lower maximum combustion temperature than gasoline , it becomes more popular fuel for reducing exhaust emissions. In tihs study, mathematical models of air intake and fuel delivery system are presented, and a PI-controller is designed for air-fuel ratio control. Hardware and software of an engine control module (ECM) are designed for an LPG engine. The ECM is built using a Motorola MC68HC05. In order to control the air-fuel ratio at stoichiometry, the PI-control algorithm is implemented in the ECM. The experiment results show the proto LPG ECM and its control scheme perform well to meet the stoichiometric air-duel ratio requirement.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.5
no.5
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pp.213-218
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1997
CNG dual fuel engine for heavy duty diesel engine has been equipped to a Korean bus engine and tested to compare th engine performance and the emission characteristics with the existing diesel fueled engine. The results are summarized as follows. Diesel fueled engine has the fuel injection timing of BTDC17°. The injection timing of CNG modified engine is retarded to BTDC14° for reduction of NOx. Performance optimization has been carried out to have engine power equivalent to or better than the diesel fueled engine. Smoke is decreased by 85% by Korean smoke 3 mode test. By 6 mode test CO is increased by 313% and THC is increased by 1407%. NOx is decreased by 27%. Even though THC is increased very much, it's not too serious problem since CO and THC emission of diesel engine are very little compared to gasoline engine and THC don't give bad effect on human health. But the reduction technologies of CO and THC need to be considered.
Due to its carbon-neutral nature, biogas generated from anaerobic digestion or fermentation of biodegradable wastes is one of the important renewable energy sources to reduce global warming. It is mainly composed of methane and various inert gases such as $CO_2$ and $N_2$, and the actual composition of biogas significantly varies depending on the origin of anaerobic digestion process. Therefore, in order to effectively utilize this fuel as an energy source for electricity, it is important to develop power generation engines which can successfully apply biogas with significant composition variations. In this study, efforts have been made to develop a diesel-biogas duel fuel engine as a way to achieve such a stable power generation. The effects of diesel fuel injection quantity and pressure on stable combustion and engine performance were investigated, and an impact of diesel fuel atomization was discussed. The engine test results show that there exists a 2 stage combustion which consists of diesel pilot fuel burning and premixed biogas/air mixture burning in dual fuel engine operation and optimum diesel injection parameters were suggested for biogases with various compositions and heating values.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.10
no.4
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pp.43-50
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2002
In the present study, reduction of harmful exhaust gas in a diesel engine using stratified injection system of dual fuel (diesel fuel and methanol) was tried. The nozzle and fuel injection pump of conventional injection system were remodeled to inject dual fuel in order from the same injector. The quantity of each fuel was controlled by micrometers, which were mounted at rack of injection pumps. The injection ratio of dual fuel was certificated by volumetric ratio in injection quantity test. Cylinder pressure and exhaust gas were measured and analyzed under various supply condition of duel fuel. We confirmed that combustion of dual fuel was performed successful1y by using modified injection system in a D.I. diesel. Soot and NOx are simultaneously reduced by stratified injection without large deterioration of thermal efficiency, but THC and CO are relatively increased.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.20
no.5
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pp.13-18
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2012
This research is about the exhaust gas and driving performance test which are for CNG-Diesel dual fuel engine. The CNG-Diesel dual fuel engine converted from 2500cc diesel has two steps of injection systems; small amount of diesel is injected to mixture CNG in cylinder to ignite before CNG is injected into each intake manifold to form mixture. The amounts of output power and emission in duel fuel consumption were measured by engine dynamometer and exhaust gas analyzer. Over 90% of diesel consumption reduction, similar driving performance to current diesel engine and reduced emission on $CO_2$ and PM, respectively, were indicated through the measurements. The two steps of system were applied to vehicle to investigate exhaust gas characteristics and driving performance via NEDC mode and real driving test. Additional oxidation catalyst was applied to reduce emission on the test vehicle and the NEDC mode test showed the reduction of Co, $CO_2$, Pm and THC.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.4
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pp.380-386
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2020
This paper represents an analysis of the economic impact of firing natural gas/diesel and natural gas/by-product oil mixtures in diesel engine power plants. The objects of analysis is a power plant with electricity generation capacity (300 kW). Using performance data of original diesel engines, the fuel consumption characteristics of the duel fuel engines were simulated. Then, economic assessment was carried out using the performance data and the net present value method. A special focus was given to the evaluation of fuel cost saving when firing natural gas/diesel and natural gas/by-product oil mixtures instead of the pure diesel firing case. Analyses were performed by assuming fuel price changes in the market as well as by using current prices. The analysis results showed that co-firing of natural gas/diesel and natural gas/by-product oil would provide considerable fuel cost saving, leading to meaningful economic benefits.
It was measured engine power, specific fuel consumption and exhaust emissions to analyze fuel economy between LNG dual fuel vehicle and base diesel one. The tested LNG dual fuel engine is converted from diesel engine having 12 liter heavy duty class. The power of LNG dual fuel engine is 5% lower than diesel one and the engine efficiency is also lower than diesel case. However the exhaust emission of diesel engine such as PM, NOx, CO and $CO_2$ showed higher than that of LNG duel fuel case except NMHC component. And economical analysis were carried out two cases for an aspect of fuel economy and environmental benefit. As a result, LNG dual fuel vehicle gives some economic benefit to whom both business party and public side respectively though considering the subsidy and price discount for diesel.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.33
no.5
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pp.373-380
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2009
The evaporation process of multi-component fuel is different from one of a single component, because the properties of each component affects among the components. In actual engine, the spatial distribution of fuel vapor concentration dominates auto-ignition and initial combustion, and depends on the volatility and diffusivity of each component fuel contained in the multi-component fuel. Then, this study proposes a simplified numerical scheme for analysis of evaporation process of multi-component fuel sprays. Evaporation process is calculated by KIVA-II code based on the simple two-phases region that is approximated by modified saturated liquid-vapor line, which was obtained by connecting the 50% distillation temperature for each component under several pressure fields. Consequently, it can be quantitatively simulated that vapor of low boiling fuel component mostly exists around nozzle and spray tip region, the high boiling duel component, on the other hand, mostly appears near the spray tip.
SEO, DONG-KYUN;HUR, KWANG-BEOM;JEONG, YEONTAE;KIM, EUI-HYUN
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.26
no.4
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pp.369-376
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2015
Recently KEPCO, KOGAS and other institutions are jointly conducting an R&D for the development and demonstration of the power generation system based on a natural gas/diesel engine on an island. As a preliminary study, co-combustion in the dual fuel engine, which is expected to produce a few mega-watts of electricity, was modeled and calculated using computational fluid dynamics (CFD). The applied key assumptions are 2-dimensional axisymmetric, transient and static volume chemical reaction. Based on the selected blending ratio, which is the key operating condition, natural gas is substituted instead of diesel fuel (basis of high heating value). Results showed that as the blending ratio increases, the reaction rate of the combustion increases and thus maximum temperature is reached more rapidly. For the optimal performance, various geometric or operational studies will further be conducted.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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