• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.59-68
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• 2023

In this study, the performance of high-pressure fuel pumps was compared to find a high-pressure pump suitable for dimethyl ether (DME) fuel, and to establish a database of basic data on flow rates. The use of DME in compression ignition engines can reduce pollutant emissions. The cetane value of DME is higher than that of diesel fuel. The physical properties of DME are similar to liquefied gasoline gas (LPG), and when pressurized at a pressure of 6 bar or more, it changes from gas to liquid. Two types of high pressure pumps used in this study were independent injection type pump and a wobble plate type pump. Two high-pressure pumps with different injection types were compared. By measuring and comparing the performance changes of the two high-pressure pumps, a pump suitable for DME was selected and performance improvement measures were proposed. The changed experimental conditions to measure the performance change of the high pressure pump were increased in the units of 100 to 1,000 rpm and 100 rpm, and the experiment was performed at common rail pressures 300 and 400 bar. it was confirmed that the DME inside the fuel supply system remained in a liquid state through temperature sensors, pressure sensors, and pressure gauges. As a result of the experiment, it was confirmed that the flow rate discharged from the high-pressure fuel pump increased as the motor rotational speed increased, and the flow rate of the high-pressure fuel pump

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.962-973
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• 2017

대기오염에 대한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후처리 시스템 등의 연구를 통하여 차량 배기가스 및 온실가스를 감소시키고자 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 각기 다른 차량기술이 적용된 휘발유, 경유, LPG를 연료로 사용하는 7대의 차량을 대상으로 국내 외에서 법적시험모드로 사용되고 있는 도심모드, 고속모드, 급가 감속, 에어컨사용 및 겨울철 특성을 반영한 저온모드에서 온실가스의 배출특성을 확인하고자 하였다. 사용연료에 관계없이 대부분의 온실가스는 저온인 Cold FTP-75 모드에서 가장 안 좋은 결과가 나타나는 경향을 가지고 있다. 각 차량별 온실가스 증가 요인으로는 가솔린 차량인 A차량(2.0 MPI)과 B차량(2.4 GDI)에서는 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순인데 비해 E차량(1.6 T-GDI)은 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속, 저온 조건의 순이다. G차량(LPLi)은 에어컨 사용, 저온, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 가솔린 차량과 다른 특성을 가지고 있다. 경유 차량에 있어서는 A차량(2.0 w/o DPF)과 B차량(2.2 w/ DPF)은 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순이었고, F차량(1.6 w/ DPF)은 저온, 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 확인되었다. 따라서, 각 연료별로 배출가스 저감 기술을 다르게 적용하여야 효과적인 방법이라고 할 수 있겠다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권6호
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• pp.108-115
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• 2008

The wear on engine valve and seat insert is one of the most important factors affecting engine performance. The engine valve and seat insert must be able to withstand the severe environment that is created by: high temperature exhaust gases generated while the engine is running, rapid movement of the valve spring, high pressure generated in the explosive process. In order to study such problems, a simulator has been developed to generate and control high temperatures and various speeds during motion. The wear simulator is considered to be a valid simulation of the engine valve and seat insert wear process with various speeds during engine activity. This work focused on the test of various degrees of wear on four different exhaust valve materials such as HRV40, HRV40-FNV (face nitrided valve), STL #32, STL #6,. Throughout all tests performed in this study, the outer surface temperature of the seat insert was controlled at $350^{\circ}C$, the cycle number was $4.0{\times}10^6$, the test load was 6860 N, the fuel was LPG the test speed was 20 Hz (2400 RPM) and the seat insert material was HVS1-2. The mean (standard deviation) maximum roughness of the exhaust valve and seat insert was $25.44\;(3.16)\;{\mu}m$ and $27.53\;(3.60)\;{\mu}m$ at the HRV40, $21.58\;(2.38)\;{\mu}m$ and $25.94\;(3.07)\;{\mu}m$ at the HRV40-FNV, $36.73\;(8.98)\;{\mu}m$ and $61.38\;(7.84)\;{\mu}m$ at the STL #32, $73.64\;(23.80)\;{\mu}m$ and $60.80\;(13.49)\;{\mu}m$ at the STL #6, respectively. It was discovered that the maximum roughness of exhaust valve was lower as the high temperature hardness of the valve material was higher under the same test conditions such as temperature, test speed, cycle number, test load and seat insert material. The set of the HRV40-FNV exhaust valve and the HVS1-2 seat insert showed the best wear resistance.