• 한국가스학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-14
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• 2011

대형 디젤엔진은 주행거리가 길고 배기량이 크기 때문에 차량의 대수는 상대적으로 적지만 대기환경에 미치는 영향은 크다. 시내를 주행하는 시내버스의 경우 한일 월드컵을 계기로 CNG 버스로 전환되었다. 그러나 대형트럭과 장거리 시외버스의 경우 주행거리가 길고 CNG 충전소가 대도시의 시내버스 차고지 위주로 설치되어 있어 이용이 불가능하였다. 단열용기의 적용으로 천연가스를 압축상태가 아닌 액체 상태로 보관이 가능해져 주행거리가 긴 대형트럭이나 장거리 시외버스로의 적용이 가능해졌으며, 혼소엔진의 경우 LNG 충전이 어려운 지역에서는 디젤로 운행이 가능하다. 이와 같은 장점으로 인하여 석유 의존도를 크게 낮출 수 있어 에너지원의 다변화가 가능하며, 디젤차의 고질적인 단점으로 여겨왔던 매연 및 질소산화물뿐만 아니라 저탄소 연료를 사용함으로서 대표적인 온실가스중의 하나인 이산화탄소도 10%이상 저감할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.276-282
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• 2003

A hydrogen enriched CNG engine can be stably operated at ultra lean condition and reduce emission extremely. It also has advantage to increase gradually the use of hydrogen for the coming hydrogen-energy age. In this studies, the combustion and emission characteristics of heavy-duty hydrogen-CNG engine were investigated to verify the enhancement of performance by enriched hydrogen into natural gas. The results showed that a hydrogen-CNG engine could achieve ultra lean operation and low emission, while power was reduced by the decrease of intake air flow.

• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.27-33
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• 2008

Natural gas has been considered one of the most promising alternative fuels for transportation because of its abundance as well as its ability to reduce regulated pollutants. We measured emission characteristics of nanoparticles from lean burn H/D(Heavy-Duty) CNG (Compressed Natural Gas) engine equipped with oxidation catalysts. The experiments were carried out to measure the emission and engine performance according to the ESC test cycle. The CO and THC conversion efficiencies on the best catalyst in the ESC test cycle achieved about 91 % and 83 %, respectively. From the measurement by the SMPS, the number of nanoparticles emitted from H/D CNG engine is reduced by about 99 % which is more than that of 2.5 L diesel engine. The particle number concentrations of H/D CNG engine were almost nanoparticles. Nanoparticles smaller than 30 nm emitted from the H/D CNG engine and diesel engine equipped with a CDPF(Catalyzed Diesel Particulate Filter) were quite similar. However, the particles bigger than 30nm from the CNG engine were smaller than the particles from diesel engine equipped with a CDPF. The higher the CNG engine load, the lower the particle number from engine-out, but it increased slightly at full load.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.348-354
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• 2004

Hydrogen gas has several merits such as lower ignition energy, wide flammability and shorter quenching distance. It leads to high thermal efficiency but backfire occurrence. In this study, feasibility of expansion of BFL(Back-Fire Limit) equivalence ratio and combustion characteristics by a dilution of hydrogen fuel are experimently examined by using experimental heavy duty single cylinder hydrogen fueled engine. As results, it is found that BFL equivalence ratio is expanded to rich range and torque is increased.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.78-83
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• 2011

Natural gas is one of the most promising alternatives to gasoline and diesel fuels because of its high thermal efficiency and lower harmful emissions, including $CO_2$. Although the high octane value of natural gas increases engine output and efficiency due to the high compression ratio, this fuel is prone to such difficulties as a narrow limit of inflammability and a slow combustion speed in the lean burn operation domain, leading to unstable combustion and higher emissions of harmful exhaust gases. Hydrogen blended with natural gas can extend the lean burn limit while maintaining stable, efficient combustion and achieving lower NOx, hydrocarbon and green house gas emissions. In this study, the effect of hydrogen addition on an engine performance and NOx emission characteristics was investigated in a heavy duty natural gas engine. The results showed that thermal efficiency was increased and NOx emissions were reduced due to the expansion of lean operation range under stable operation. NOx emission can be significantly reduced with the retard of spark advance timing.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.28-33
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• 2009

천연가스는 전세계적으로 매장량이 풍부하며 청정성과 경제성을 동시에 갖춘 연료로써 향후 자동차용 연료로 널리 사용될 전망이다. 천연가스를 사용하는 엔진의 출력 및 배출가스 특성을 최적화하기 위해서는 연료량 제어가 필수적이며 이를 위해서는 분사기의 성능이 매우 중요하다. 본 연구에서는 대형 가스엔진에 고유량을 공급할 수 있는 가스분사기를 직접 개발하여 실제 엔진에 장착하여 기존의 고유량 가스분사기와 성능을 비교하였다. 본 연구에서 개발한 가스분사기는 듀티 증가에 따라 선형적인 유량 특성을 지니고 있음을 파악하였으며 이를 통해 분사량 제어성이 우수하다는 것을 확인하였다. 또한 듀티 10% 미만의 조건에서도 분사유량은 선형성을 지니고 있으며 제어성도 우수하다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.735-740
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• 2011

본 연구에서는 직접분사식 CNG기관의 희박한계를 보다 확장하여 고효율 및 저배기 공해를 실현시키고자 실린더 내에 고압의 천연가스를 직접분사함과 동시에 흡입과정 중 흡기관 내에 소량의 저압천연가스를 보조분사하는 경우의 희박한계 확장 및 제반특성에 대해 검토하였다. 그 결과, 흡기보조분사가 없을 경우 희박한계가 ${\lambda}$ = 1.4 까지였으나, 흡기보조분사율이 5~15% 정도에서는 희박한계가 ${\lambda}$ = 1.5 까지 확장되었다. 이는 흡기보조분사에 따른 혼합기의 혼합율 향상에 기인한 것으로 해석하였다. 연소기간은 줄어들었지만, 흡기보조분사의 효과는 주연소기간에서 조기연소기간보다 강하게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제14권4호
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• pp.12-17
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• 2010

자동차 연료로서의 천연가스는 고옥탄가, 넓은 연소 한계, 낮은 미연탄화수소 배출 특성, 지구 온난화 물질인 $CO_2$배출 저감 등 디젤과 가솔린을 대신할 수 있는 현실성 있는 대체연료이다. 그러나 희박운전 영역에서는 느린 연소속도 등으로 연소가 불안정해지고 유해 배기가스가 증가하는 단점이 있다. 수소의 첨가는 연소속도를 빠르게 하고 가연한계를 확장시켜 초희박 영역에서도 안정된 운전을 가능하게 하며, NOx의 저감에 유리하다. 본 연구에서는 대형 수소-천연가스 혼합연료 엔진에서 수소 첨가에 따른 기본 연소특성과 희박영역 확장, 배기성능 및 효율 특성에 대해 검토하였다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제2권3호
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• pp.93-101
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• 2001

Distribution of fuel-air mixture has a strong influence on performance and emissions of a compressed natural gas (CNG) engine. In this paper, parametric study is performed by KIVA-3V to investigate fuel-air mixture with respect to injection timing, cycle equivalence ratio and engine speed. With open-valve injection intensive mixing during intake and compression stroke results in relatively homogeneous mixture in the cylinder. Sequential induction of fuel-air mixture and fresh air results in stratification in the cylinder among the test cases at closed-valve injection. There is close similarity in the calculated distributions of the mixture in the cylinder with different cycle equivalence ratios and engine speeds. The results are compared against pressure traces and flame images obtained in a single cylinder engine converted from a 11L six-cylinder heavy duty diesel engine.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.84-91
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• 2006

A heavy duty hydrogen-natural gas fueled engine can obtain stable operation at ultra lean conditions and reduce emissions extremely. Reduction of $CO_2$ in its engine is one of the most benefit. In this study, rate of hydrogen addition($R_{dH2}$) and compression ratio($\varepsilon$) were investigated including performance of this engine. As results, it was found that phenomenon of pressure oscillation when increasing $R_{dH2}$ and $\varepsilon$, it means occurring knock. It consider that pressure oscillation was increased due to fast burning speed of hydrogen. Even if same compression ratio, pressure oscillation was remarkable increased according to increasing $R_{dH2}$. Therefore, limit compression ratio of knock occurring was reduced by increasing $R_{dH2}$.