• 한국분무공학회지
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• 제10권2호
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• pp.41-47
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• 2005

Exhaust gas emissions from internal combustion engines are one of the major sources of air pollution. And. it is extremely difficult to increase gasoline engine efficiency and to reduce NOx and PM(particulate matter) simultaneously in diesel combustion. This paper offers some basic concepts to overcome the above problems. To solve the problems, a recommended technique is CAI(controlled auto-ignition) combustion. In this paper. internal EGR(exhaust gas recirculation) effect is suggested to realize CAI combustion. An experimental study was carried out to achieve CAI combustion using homogeneous premixed gas mixture in the constant volume combustion chamber(CVCC). A flame trap was used to simulate internal EGR effect and to increase flame propagation speed in the CVCC. Flame propagation photos and pressure signals were acquired to verify internal EGR effect. Flame trap creates high speed burned gas jet. It achieves higher flame propagation speed due to the effect of geometry and burned gas jet.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.93-104
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• 1999

본 연구는 기존의 소멸화장치를 개선하여 에너지절감과 동시에 탈취효과를 극대화시키면서 유기물의 분해능력을 극대화시키는 장치를 개발하기 위하여 실시되었다. 기존의 장치와 비교하여 3차에 걸친 열교환을 통하여 백금촉매탑에서 발생하는 폐열을 회수하여 이용하게 하였으며, 배기가스의 65%정도를 재순환하게 하였다. 또한 장치전체에 대해서는 감압을 유지하게 하여 수분의 증발을 원활하게 하였다. 미생물제재에 의하여 반응을 안정적으로 유지하는 것이 가능했으며, 또한 분해매체제는 기존의 처리용량의 20배용적을 사용했으나, 본장치에서는 15배용적에 있어서도 미생물활성화가 가능하며, 호기성분위기를 효율적을 유지하는 것이 가능했다. 배기가스의 내부순환을 시스템을 사용함에 따라 얻어지는 효과에 대하여 검토한 결과, 내부의 악취물질인 암모니아가스농도를 감소시키는 것이 가능했으며, 탈취탑으로 유입되는 배기가스가 경감됨에 따라 전력비가1/3선으로 절감되는 효과가 확인되었다. 이러한 내순환에 따라 최적공기량은 100kg처리용량에 대하여 $0.44m^3$로, 이 공기량의 변화에 따라 전력비가 비례하여 변화하는 현상이 확인되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.112-117
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• 2007

With the Euro-4 regulation coming into effect, the domestic car industry is forced to look for newer options to reduce NOX in the exhaust. EGR(Exhaust Gas Recirculation) Cooler is an effective method for the reduction of NOX form a diesel engine. High efficiency, low pressure loss and compactness are desirable features of an EGR Cooler. The cooling performance of EGR depends on the shape of tubes and the location of the entrance and exit. This paper reports the computational work conducted to estimate the performance of EGR cooler with three different cross section tubes and a triangular spiral tube. Three dimensional computation results show that the triangular tube is more effective than circular and rectangular tube. The most effective geometry is a triangular spiral tube with offset inlet and outlet locations.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권2호
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• pp.288-298
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• 1999

In spark ignited engines, the electrical spark not only sets the time for the onset of combustion but also is able to greatly influence the character of the initial flame growth and the subsequent combustion, and thereby can influence engine performance. The relative importance of the ignition energy is particularly high under lean or high residual gas or exhaust gas recirculation (EGR). In this study, a modeling of flame Initiation and its development is proposed. Submodels consist in representing of cylinder pressure and temperature, heat transfer to cylinder wall, and flame kernel heat transfer to ambient air and to spark plug electrodes. The breakdown process and the subsequent electrical power input initially control the kernel growth while intermediate growth is mainly dominated by diffusion or conduction. Then, the flame propagates by the chemical energy, and laminar and turbulent flame velocity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.401-406
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• 2020

자동차에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물은 요사이 문제가 되는 미세먼지의 주요 요인 중 하나이다. 질소산화물(NOx)은 고온 조건에서 연소가 진행될 때 발생하므로 연소시 온도를 낮추는 방법으로 발생을 억제하고 있다. 자동차에서는 일반적으로 배기가스 재순환(EGR)을 사용하여 연소 온도를 낮추는 방법으로 감소시킨다. 그러나 EGR 비율이 높아질수록 NOx의 양은 저감되나 연소 안정성의 하락으로 인한 불완전연소 가능성의 증가로 일산화탄소와 미연탄화수소의 양이 증가하여 오히려 오염물질이 증가하는 문제를 발생시킬 수 있다. 여기에서는 연료 입자에 음파를 조사하여 연료 입자의 운동성을 향상시켜 연소가 원활히 진행되게 하여 연소의 안정성을 향상시키는 방안에 대하여 해석적 및 실험적 방법으로 연구하였다. 해석적 방법으로는 유동해석 소프트웨어를 사용하여 연료 입자에 다양한 주파수의 음파를 조사하여 연료 입자의 움직임 변화에 대한 연구를 진행하였다. 해석 결과, 작은 연료 입자의 조건에서는 고주파의 음파에 의해 영향을 많이 받고, 연료 입자가 큰 조건에서는 저주파의 음파에 의해 영향을 많이 받아 운동성이 증가함을 알 수 있었다. 실험적 방법으로는 연소실을 구성하여 정해진 당량비 조건에서 연소시키며 다양한 주파수의 음파를 조사하며 연소실내 압력을 측정하는 연구를 진행하였다. 측정된 압력으로부터 열방출량을 계산하면 연소의 진행 상황에 대한 정보를 얻을 수 있는데, 실험 결과 초기 연소시 상대적 저주파 조사 조건에서 열방출량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권4호
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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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권11호
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• pp.1630-1636
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• 2003

Automobile companies and research institutions in leading automobile-manufacturing nations have recently been very active with research regarding the HCCI engine for use in future vehicles. Because HCCI engines take advantage of high compression ratio and heat release rate, they exhibit high efficiency found in compression ignition engines. HCCI engines also utilize a lean air/fuel ratio resulting in low emissions of NO$_{x}$ and PM (particulate matter). The objective of this research is to determine the effects of EGR rate on the combustion processes of HCCI. for this purpose, a 4-cylinder, compression ignition engine was converted into a HCCI engine, and a heating device was installed to raise the temperature of the intake air and also to make it more consistent. In addition, a pressure sensor was inserted into each of the cylinders to investigate the differences in characteristics among the cylinders. The experimental study of the effects of EGR rate on various gas emissions, engine performance, etc. should prove to be a valuable source of information for the development of the HCCI engine.e.

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.129-135
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• 2010

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to provide both diesel-like efficiency and very low emissions of nitrogen oxide (NOx) and particulate matter(PM). However, several technical issues still must be resolved before HCCI can see application. Among these, steep pressure-rise rate which leads to narrow operating range of HCCI engine continues to be a major issue. This work investigates the combination of two methods to mitigate the excessive pressure-rise rates at high power output, namely fuel stratification and Cooled exhaust-gas recirculation (Cooled EGR), after identifying the each effects to pressure-rise rate. When applying the fuel stratification to simulation, total fuelling width of 0.15 at BDC is set as a equivalent ratio difference based on the previous research. In order to simulate the effects of cooled EGR, $CO_2$ mole fraction in pre-mixture is changed ranging from 0 to 30%. DME which has a characteristic of two-stage ignition is used as a fuel.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.680-686
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• 2004

Recently, the application of variable geometry turbocharger (VGT) to the high speed direct injection (HSDI) diesel engine has gained more and more interest in automotive industry. A steady state experimental investigation has been undertaken on a 1.5L HSDI diesel engine to verify the benefits of VGT comparing to the standard engine having a waste gate turbocharger (WGT). Specifically, part load performances (e.g., fuel economy and emission) have been investigated under various vane angles of the VGT. The results show that the real exhaust gas recirculation (EGR) rate as well as the pumping loss is very important to improve break specific fuel consumption (BSFC). It was previously known that the pumping loss only is a main parameter. In addition, the trade-off relationship between BSFC and NOx according to boost pressure, and the decreasing tendency of NOx with increasing real EGR rate have been verified. 1-D numerical analysis also has been performed, and the numerical results are in good agreement with experimental results.