Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.13
no.5
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pp.188-194
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2005
The direct injection diesel engine is one of the most efficient thermal engines. For this reason DI diesel engines are widely used for heavy-duty applications. But the world is faced with very serious problems related to the air pollution due to the exhaust emissions of diesel engine. So, that is air pollution related to exhaust gas resulted from explosive combustion should be improved. Exhaust Gas Recirculation(EGR) is a proven method to reduce NOx emissions. In this study, the experiments were performed at various engine loads while the EGR rates were set from $0\%$ to $30\%.$ The emissions trade-off and combustion of diesel engine are investigated. The brake specific fuel consumption rate is very slightly fluctuated with EGR in the range of experimental conditions. The ignition delay increased with increasing EGR rate. The maximum value of premixed combustion for the rate of heat release is increased with increasing EGR rate. NOx emissions are decreased with increasing EGR rate at high load and high speed. It was found that the exhaust emissions with the EGR system resulted in a very large reduction in oxides of nitrogen at the expense of higher smoke emissions.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.17
no.1
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pp.87-95
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2009
EGR(Exhaust gas recirculation) provides an important contribution in achieving the development targets of low fuel consumption and low exhaust emission levels on gasoline engine for hybrid vehicles while allowing stoichiometric fuelling to be retained for applications using the three-way catalysts. However, the occurrence of excessive cyclic variation with high EGR normally prevents substantial fuel economy improvements from being achieved in practice. Therefore, the optimum EGR rate in gasoline engine for hybrid vehicles should be carefully determined in order to achieve low fuel consumption and low exhaust emission. In this study, 2 liters gasoline engine with E-EGR system was used to investigate the effects of EGR with optimum EGR rate on fuel economy, combustion stability, engine performance and exhaust emissions. As the engine load becomes higher, the optimum EGR rate tends to increase. The increase in engine load and reduction in engine speed make the fuel consumption better. The fuel consumption was improved by maximum 5.5% at low speed, high load operating condition. As the simulated EGR variation on a cylinder is increased, due to the increase in cyclic variation, the fuel consumption and emissions characteristics were deteriorated simultaneously. To achieve combustion stability without a penalty in fuel consumption and emissions, the cylinder-to-cylinder variations must be maintained under 10%.
An experimental study was performed to investigate the characteristics of combustion pressure and exhaust emissions when the pilot injection timing and EGR rate were changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine. The pilot injection timing and EGR rate have a significant impact on the combustion and emission characteristics of diesel engine. In this study, the pilot injection timing and EGR rate variation were conducted to 2000rpm of engine speed with torque 50Nm. Combustion pressure and heat release rate were decreased under high EGR rate conditions but increased under the pilot injection timing $20^{\circ}$(BTDC). IMEP and the maximum pressure in cylinder(Pmax) were decreased under the same injection timing with the increase of EGR rate. The NOx emission was decreased with increasing the EGR rate. On the other hand, in the same injection timing conditions, CO, HC, $CO_2$ emissions were increased with increasing the EGR rate.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.15
no.5
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pp.2573-2578
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2014
An experimental study was performed to investigate the characteristics of combustion pressure and exhaust emissions when the pilot injection timing and EGR rate were changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine using bio-diesel blended fuel. The pilot injection timing and EGR rate have a significant impact on the combustion and emission characteristics of diesel engine. In this study, the pilot injection timing and EGR rate variation were conducted to 2000rpm of engine speed with fuel of bio-diesel blended rate 20%. In these experimental results, IMEP was shown maximum pressure at pilot injection timing BTDC$10^{\circ}$ combustion pressure and heat release rate were decreased in proportion to increase of EGR rate under the same pilot injection timing conditions. The NOx emission was decreased with increasing the EGR rate without influence on pilot injection timing. However, soot emission was reduced to a minimum at pilot injection timing BTDC$20^{\circ}$.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.16
no.4
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pp.143-150
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2008
EGR(exhaust gas recirculation) is an attractive means of improving the fuel economy of spark ignition engines, as it offers the benefits of charge dilution (lower pumping and cooling losses) while allowing stoichiometric fuelling to be retained for applications using the three-way catalysts. However, the occurrence of excessive cyclic variation with high EGR normally prevents substantial fuel economy improvements from being achieved in practice. Therefore, the optimum EGR rate in Gasoline-Hybrid engine should be carefully determined in order to achieve low fuel consumption and low exhaust emission. In this study, 2 liters gasoline engine with E-EGR system was used to investigate the effects of EGR on fuel economy, combustion stability, engine performance and exhaust emissions. EGR tolerance with load variation was found to be more sensitive than with rpm variation. With optimal EGR rates, the fuel consumption was improved by 5.5% while a combustion stability was guaranteed.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.20
no.3
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pp.7-12
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2012
Cooled EGR system is widely used to reduce NOx emissions in diesel engine. But when EGR rate was increased, combustion stability was worsened and PM level was increased. So determining optimized control point of EGR rate is important. In order to determine this point, it is important to figure out the effect of EGR system on the exhaust emissions. In this research, NOx and PM emissions were analyzed with various coolant temperature supplied to the EGR cooler at several positions such as downstream of turbocharger, upstream and downstream of DPF. Effects of some variables such as EGR rate, hot / cooled EGR and change of injection timing were estimated. And $CO_2$ emissions were measured at exhaust and intake manifold to calculate EGR rate at each engine operating condition. Also combustion analysis was performed in each engine operating conditions. In the result of this study, there was trade-off between NOx emissions and PM emissions. When EGR rate was increased, combustion pressure was decreased and COV of IMEP was increased.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.8
no.6
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pp.79-86
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2000
The effects of recirculated exhaust gas on the wears of piston and piston rings were investigated by the experiment with a two-cylinder, four cycle, indirect injection diesel engine operating at an engine load of 75% and an engine speed of 1600 rpm. For the purpose of comparison between the wear rates of two cylinders with and without EGR, the recirculated exhaust gas was sucked into one of two cylinders after the soot contenets in exhaust emissions were removed by an intentionally designed cylinder-type scrubber equipped with 6 water injectors(A water injector has 144 nozzles of 1.0 mm diameter), while only the fresh air was inhaled into the other cylinder. These experiments were carried out on the fuel injection timing fixed at 15.3$^{\circ}$ BTDC. It was found that the wear rate of piston skirt with EGR increased a little bit, but the piston head diameter increased, rather than decreased, owing to soot adhesion and erosion wear, and especially larger with EGR, and that the wear rates of the top and second piston ring(compression ring)thickness with EGR were more than twice the wear rate of top ring in case of no EGR, but the wear rate of oil rings thickness without EGR increased greater than that with EGR.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.15
no.2
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pp.65-73
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2007
The use of an Exhaust Gas Recirculation(EGR) for a diesel engine with variable geometry turbocharger(VGT) has confronted how to obtain the amount of EGR for NOx reduction requirement at wide operating range and less side effect. Through a combined effort of modeling(wave action simulation) and experiment, an investigation into the effect of EGR area ratio and pipe length on EGR characteristics of common rail diesel engine with VGT has been performed. For accurate computation, calibration of constants involved in empirical and semi-empirical correlations has been performed at a specific operating point, before of its use for engine simulation. From the results of this study, it was found that EGR rate is sharply increased with increasing EGR area ratio until area ratio of 0.3. However, the effect of EGR area ratio on EGR rate is negligible beyond this criteria. This study also investigates the effect of EGR pipe length on a EGR amount and pulsating flow characteristics at EGR junction. The results showed that the longer EGR pipe length, the lower EGR amount was achieved due to the flow loss resulting in lower amplitude of pressure wave.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.17
no.4
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pp.79-85
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2009
Low temperature combustion regime for the simultaneous reduction of nitrogen oxides ($NO_x$) and paticulate matter (PM) is demonstrated in single cylinder engine at various operating parameters, such as EGR rate, injection timing, EGR temperature, amount of fuel and swirl rate. Low temperature combustion is accomplished by high exhaust gas recirculation (EGR) rate in this study. Generally, the emission of $NO_x$ almost completely disappears and PM significantly increases in the first decreasing regime of oxygen concentration but after peaking about 10~12% oxygen concentration, PM then decreases regardless of fuel injection quantity. Low temperature combustion regime was extended by low EGR temperature, high injection pressure and low amount of fuel.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.11
no.5
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pp.7-14
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2003
Exhaust Gas Recirculation (EGR) system is used to reduce NOx emission, to improve fuel economy, and to suppress knock since it offers the benefits of the inlet charge dilution. The effects of EGR was investigated on the performance and emission to reduce exhaust thermal load with a single cylinder liquid-phase LPG injection engine, in a wide range of EGR rate, engine conditions and LPG proportions. As EGR rate was increased, NOx was reduced while HC was increased. Pumping loss reduction by EGR improved bsfc and increased EGR lowered exhaust gas temperature. And, LPG proportions were made a difference on the performance and emission characteristics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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