• 제목/요약/키워드: Lean Burn Engine

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펄스코로나 방전에서 프로핀($C_3H_6$)이 NO-$NO_2$ 변환에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of Propene($C_3H_6$) ON NO-$NO_2$ Conversion Process in a Pulsed Corona Discharge)

  • 박광서;전배혁;전광민
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.67-77
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    • 2000
  • Investigated was the effect of propene(C3H6) on the NO-NO2 conversion in dry exhaust gases from lean burn engine using a pulsed corona discharge. A kinetic model was developed to characterize the plasma chemistry in simulated exhausts containing propene. The model uses ELENDIF program to solve Boltzmann equation for electron energy distribution function, and CHEMKIN-II program to solve stiff ODE(ordinary differential equation) problems for species concentrations. The corona discharge energy per pulse and the time-space averaged E/N were obtained by fitting the model to experimental data. The model calculation shows good agreement for NO and NO2 concentrations with the experimental data, and predicts the formation of byproducts such as CH2O, CH3HCO, CO AND CH3NO2 Propene enhances the NOx conversion enormously at lower energy density and the NOx conversion increases with the increase of initial propene and oxygen concentration, and temperature.

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천연가스 스파크점화 엔진 발전기에서의 에너지 손실 분석 (Analysis of Energy Losses in a Natural Gas Spark Ignition Engine for Power Generation)

  • 박현욱;이준순;오승묵;김창업;이용규;강건용
    • 한국분무공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.170-177
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    • 2020
  • Stoichiometric combustion in spark ignition (SI) engines has an advantage of meeting future stringent emission regulations. However, the drawback of the combustion is a lower thermal efficiency than that of lean burn. In this study, energy losses in a natural gas stoichiometric SI engine generator were analyzed to establish a strategy for improving the generating efficiency (GE). The energy losses were investigated based on dynamometer and load bank experiments. As the intake manifold pressure increased in the dynamometer experiment, the brake thermal efficiency (BTE) increased mainly due to the reduction in the pumping and mechanical losses. In the load bank experiment, the generating power and GE increased with the increased intake manifold pressure. The generating power and GE were lower than the brake power and BTE due to the cooling fan power and the losses in the generator.

초희박 LPG 직접분사식 엔진에서 질소산화물 저감을 위한 배기재순환 적용성 평가 (Evaluation of EGR applicability for NOx reduction in lean-burn LPG direct injection engine)

  • 박철웅;조시현;김태영;조규백;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.22-28
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    • 2015
  • LPG가 수송용 연료로서 경쟁력을 유지하기 위해서는 지속적인 기술개발을 통해 휘발유와의 연비격차를 감소시키고 후처리시스템 등에 의한 가격 부담을 낮추어야 한다. 이에 본 연구에서는 안정적인 희박연소 구현을 통한 연비개선을 얻기 위해 실린더 중앙에 점화플러그와 연료분사기가 인접해 있고, 연료가 분사된 후 바로 점화가 이루어지도록 하는 분무유도방식의 LPG 직접분사엔진을 개발의 일환으로 연소제어인자의 변화에 따른 연소 특성을 분석하였다. 안정적인 연소를 위해 국부적으로 농후한 혼합기를 형성하는 성층희박연소의 특성상 일정 수준이상의 질소산화물이 배출되는 문제점을 갖고 있다. 질소산화물 저감을 위해 EGR을 적용한 결과 연료소비율과 THC의 배출은 약간 증가하지만 $NO_x$배출은 약 15% 저감되었다. EGR 적용에 의한 연소속도의 감소는 초기 화염발달 시기에 집중되어 나타났으며 흡입공기의 희석효과에 의해 EGR율이 증가할수록 최대 열방출율 및 열방출율 증가 기울기가 감소하였다.

산화제 과잉 예연소기 연소특성 연구 (Research on the Characteristics of the Oxygen Rich Combustion Preburner)

  • 문인상;문일윤;강상훈;이수용;하성업
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.65-69
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    • 2012
  • 산화제 과잉 예연소기의 연소시험을 통해 예연소기 각 부위에서 압력을 측정하였다. 측정결과는 FFT를 통해 주파수 해석이 이루어 졌으나 정압 센서의 한계로 인하여 250 Hz 이상의 주파수에는 자세한 연구가 이루어지지 못하였다. 정압 데이터 분석결과 30 Hz의 하모닉스가 연소압과 산소입구에서 관측되었다. 따라서 연소압의 변화는 O/F 변화로 인한 것으로 파악된다. 반면에 동압센서 신호를 살펴보면 정압센서에서 확연히 나타났던 주파수보다 훨씬 더 명확한 주파수가 보다 높은 Hz에서 관측되는 것을 알 수 있었다.

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산화제 과잉 예연소기 저주파 연소특성 연구 (Research on the Low-Frequency Combustion Characteristics of an Oxygen-Rich Preburner)

  • 문인상;문일윤;하성업
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.89-96
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    • 2013
  • 산화제 과잉 예연소기의 연소안정성을 알아보기 위하여 예연소기의 각 부위에서 압력을 측정하였다. 압력측정은 정압센서와 동압센서를 모두 이용하여 이루어졌다. 이 때 사용된 정압센서와 동압센서의 해상도는 각각 최고 1000 Hz와 25,600 Hz이다. 예연소기의 정격압은 200 bar이나 위험을 줄이기 위하여 초기에는 80 bar로 낮추어 시험을 하였고 안정성이 확인된 이후 200 bar 시험을 실시하였다. 또한 모든 시험에서 점화충격을 줄이기 위하여 저압점화 후 연소압을 정격압력까지 올리는 2단 점화를 사용하였다. 시험은 최대 약 10초가량 실시되었으며 메인모드 진입 이후에는 연소압에 큰 변화 보이지 않았다. 연소압의 측정결과는 FFT를 통해 좀 더 심도 있게 분석되었으며 그 결과 예연소기의 연소안정성을 해할 만한 주파수의 커플링은 발견되지 않았다. 따라서 현재 개발되고 있는 예연소기는 향후 다단 연소사이클 엔진 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

천연가스 조성 변화에 따른 CNG 엔진 성능 및 배기가스 특성 (Performance and Emission Characteristics of a CNG Engine Under Different Natural Gas Compositions)

  • 하영철;이성민;김봉규;이창준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.749-755
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    • 2011
  • 현재 상용되고 있는 CNG(Compressed Natural Gas) 엔진에서 천연가스 조성만 변경했을 때 엔진성능 변화를 실험적으로 규명하였다. 실험에 사용된 엔진은 6606 cc, 희박 연소, 공기 과급기가 장착된 타입이며, 점화 시기는 발열량 10454 kcal/$Nm^3$의 가스에 최적화하여 고정시켰다. 실험결과 LNG 발열량이 10454 kcal/$Nm^3$에서 9811 kcal/$Nm^3$과 9523 kcal/$Nm^3$으로 낮아질 때 출력의 경우 평균 3.2, 3.4 %(공연비 미 제어시 3.4, 4.7 %) 각각 낮아지고 열효율은 평균 1.1, 1.5 % 포인트(공연비 미 제어시 1.5, 2.1 % 포인트) 낮아지는 것으로 관찰되었다. 배가스의 경우, 발열량 저하에 따라 이산화탄소, 일산화탄소, 질소산화물의 배출 농도는 모두 감소하는 것으로 나타났으나 THC(Total Hydrocarbon)의 경우에는 일정한 경향이 보이지 않았고 변화량은 크지 않았다.