• 한국대기환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.499-506
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• 2010

Recently, a great deal of attention have been directed to the use of alternative fuels as a means to reduce vehicular emissions. As one of the promising alternative fuels, bio-diesel has advantages of a wide adaptability without retrofit of diesel engine. It is also effective enough to reduce CO, THC, $SO_x$, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and PM. In this study, we investigated the emission characteristics of biofuels between different operating conditions, i.e., engine speed (1,400 rpm and 2,300 rpm), engine load (10% and 100%), bio-diesel blending (BD0, BD5 and BD20), and recirculation (EGR) rate of exhaust gas (0% and 20%). Relative performance of the system was evaluated mainly for the greenhouse gases ($CH_4$, $N_2O$ and $CO_2$). In addition, emission characteristics of ND-13 mode were also tested against both greenhouse gases and other airborne pollutants under emission regulation. The relative composition of bio-diesel has shown fairly clear effects on the emission quantities of CO, THC, and PM emission, although it was not on $NO_x$ and greenhouse gases. EGR rate has shown trade-off characteristics between $NO_x$ and PM.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.203-209
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• 2015

건설기계 산업에서 배기 및 연비 규제를 만족하기 위하여 엔진 시스템이 점차 전자제어화 되고 있으며, 이를 제어하기 위한 EMS(Engine Management System)의 복잡도 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 EMS function 개발 시, 비용 및 개발기간의 단축을 위한 HiLS(Hardware in the Loop Simulation) 시스템을 개발하였다. HiLS 에 내장된 엔진 모델은 크게 Air, Fuel, Torque 및 동력계 모델로 구성되어있고 실시간 엔진 모사를 위하여 Mean value modeling 방법을 적용하였다. 이 연구를 통하여 개발한 HiLS 시스템은 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 시스템과 Turbocharger 가 장착된 건설기계용 디젤엔진을 이용하여 정확성을 검증하였고, 테스트 결과 실 엔진 대비 90% 이상의 정확도를 얻었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.215-222
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• 2003

Mild combustion or Flameless oxidation(FLOX) have been considered as one of the most prospective clean-combustion technologies to meet both the targets of high process efficiency and low pollutant emissions. A mild combustor with high air preheating and strong internal exhaust gas recirculation is characterized by relatively low flame temperature, low NOx emissions, no visible flame and no sound. In this study, the Steady Flamelet Approach has been applied to numerically analyze the combustion processes and NOx formation in the mild combustor. The detailed discussion has been made for the basic characteristics of mild combustor, numerical results and limitation of the present combustion modeling.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.865-870
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• 2008

대형디젤 기관에서 매연배기가스에 대한 배기가스 재순환장치의 영향을 KIVA-3V 전산유체해석코드를 통해서 수치 해석적으로 연구했다. 지배방정식으로 RNG k-$\varepsilon$ 난류 모델을 이용했고, 무화, 벽 침투 그리고 매연 등의 물리적인 현상을 나타내기 위해서 TAB, Wave, Watkins-Park, Nagle-Strickland 모델이 적용되었다.

• 기계저널
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• 제23권6호
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• pp.427-433
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• 1983

내연기관의 성능은 실린더에서 연료의 화학에너지가 열에너지로 얼마만큼 빠르고 완전하게 변화하느냐에 좌우된다. 이를 위해서는 실린더 내에서 뜨거운 압축공기와 연료의 혼합 및 증기화가 요구된다. 엔진의 출력은 매 사이클당 흡입.압축할 수 있는 공기량에 좌우되므로 연소의 해석을 위해서는 실린더 내의 공기유동, 연료의 분무 및 연소과정을 이해 해야한다. 배기와 엔진효율의 요구성때문에 희박 혼합기 또는 EGR (exhaust gas recirculation)이 필요하게 된다. 그러나 희석이 크면 낮은 연소온도, 낮은 층류흐름속도와 화염전면의 낮은 난류강도 때문에 연소기간이 증대하게 된다. 실제로 희박의 증가는 실화 또는 긴 연소 지연기간, 사이클 마다의 연소맥동현상, HC배기의 증가등을 초래하게 된다. 이러한 저온연소의 단점들은 연소상태를 안정시키고 연소량을 증대시키는 공기의 유동을 이용해서 해결 될 수 있다. 최근에는 선회류와 난류의 강도를 증가시켜서 빠른연소(fast burning)를 이루고 있다. 선회류와 난류의 강도를 증대시키는 가장 중요한 2가지 방법은 흡입포트(port), 매니홀드(manifold)설계이다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.25-28
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• 2013

This study presents both experimental and numerical investigation of ignition characteristics of n-heptane and n-butanol mixture. The $O_2$ concentration was fixed to 9-10% to make high exhaust gas recirculation(EGR) rate condition. Experiments were performed using a rapid compression machine. In addition, a numerical study of the ignition delay time was performed using CHEMKIN codes to validate experimental results and predict chemical species after combustion process. The results showed that the ignition delay time increased with increasing n-butanol ratio and the reactivity decreased by low $O_2$ concentration.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.32-38
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• 2006

Currently, due to the serious world-wide air pollution by substances emitted from vehicles, emission control is enforced more firmly and it is expected that the regulation requirements for emission will become more severe. A new concept combustion technology that can reduce the NOx and PM in relation to combustion is urgently required. Due to such social requirement, technologically advanced countries are making efforts to develop an environment-friendly vehicle engine at the nation-wide level in order to respond to the reinforced emission control. As a core combustion technology among new combustion technologies for the next generation engine, the homogenous charge compression ignition(HCCI) is expanding its application range by adopting multiple combustion mode, catalyst, direct fuel injection and partially premixed combustion. This study used a 2-staged injection method in order to apply the HCCI combustion method without significantly altering engine specifications in the aspect of multiple combustion mode and practicality by referring to the results of studies on the HCCI engine. In addition, this study confirmed the possibility of securing optimum fuel economy emission reduction in the IMEP 8bar range(which could not be achieved with existing partially premixed combustion) through forced charging, exhaust gas recirculation(EGR), compression ratio change and application of DOC catalyst.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.91-97
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• 2023

오래된 디젤 엔진을 탑재하고 있는 노후화된 건설용 기계 및 차량들은 보통 수명이 길기 때문에 최신의 배기 규제와는 동떨어진 수준의 유해한 배출가스를 계속 배출하고 있다. 따라서 이러한 구형 디젤 엔진을 최신 배기 규제를 만족하는 엔진으로 대체할 수 있다면 대기질 개선에 도움이 될 것으로 기대되는데, 건설 현장에서 손쉽게 구할 수 있는 프로판 연료를 적용한 엔진이 적합한 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 6.8리터 CNG 엔진을 베이스로 프로판 전용 엔진을 개발하였으며, 가스 전용 인젝터, 배기가스재순환(EGR), 강화된 촉매 등의 기술이 적용되었다. 그 결과 동급의 디젤 엔진 출력 및 토크를 확보하는 한편 최신 배출가스 규제인 Stage-V 수준에서 질소산화물은 절반 수준에 해당하는 배출가스 성능을 달성하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.131-136
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• 2012

본 논문에서는 GDI 엔진의 냉각수 온도에 따른 연소 및 배출가스 특성을 연구하였다. 엔진에서 나오는 입자상 물질의 수와 크기 분포는 DMS-500 장비로 측정하였다. 배기포트 에 장착된 CLD-400 과 HFR-400 을 통해 NOx 및 THC 의 배출 특성을 연소주기 별로 측정하였다. 결과적으로 낮은 냉각수온에서 5~10 nm 의 입자상 물질이 크게 증가하는 특성을 보였다. THC 또한 낮은 냉각수온에서 증가하는 특성을 보였는데 이는 연소실 내 연료의 액막현상 때문이다. 그리고 NOx 는 높은 냉각수온에서 감소하는 특성을 보였는데 이는 내부 EGR 이 증가하기 때문이다. 결론적으로 THC 와 NOx 그리고 입자상 물질의 배출을 줄이기 위해서는 냉각수온을 빠르게 올리는 EMS 변수 설정 필요하다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.32-39
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• 2004

HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) combustion has a great advantage in reducing NOx (Nitrogen Oxides) and PM (Particulate Matter) by lowering the combustion temperature due to spontaneous ignitions at multiple sites in a very lean combustible mixture. However, it is difficult to make a diesel-fuelled HCCI possible because of a poor vaporability of the fuel. To resolve this problem, the two-stage injection strategy was introduced to promote the ignition of the extremely early injected fuel. The compression ratio and air-fuel ratio were found to affect not only the ignition, but also control the combustion phase without a need for the intake-heating or EGR (Exhaust Gas Recirculation). The ignition timing could be controlled even at a higher compression ratio with increased IMEP (Indicated Mean Effective Pressure). The NOx (Nitrogen Oxides) emission level could be reduced by more than 90 % compared with that in a conventional DI (Direct Injection) diesel combustion mode, but the increase of PM and HC (Hydrocarbon) emissions due to over-penetration of spray still needs to be resolved.