• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.196-205
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• 2016

자동차로부터 배출되는 배기가스는 오존 및 미세먼지 등의 농도를 증가시켜 인체의 건강을 위협할 뿐만 아니라 지구 온난화 물질인 이산화탄소를 다량 배출하고 있어 지구 온난화에도 지대한 영향을 미치고 있다. 그래서 정부는 자동차에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 규제하기 위한 제도로 운행차 배출가스 정밀검사 제도를 시행하고 있다. 자동차 배출가스를 줄이려는 연구는 다방면으로 이루어지고 있으며, 자동차의 배출가스 중 HC, NOx, $CO_2$ 등의 발생을 줄이기 위한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 노후된 자동차에 대한 배출가스 저감에 대한 연구는 부족한 실정이다. 노후된 디젤자동차들이 운행차 배출가스 정밀검사를 만족하기 위해서는 흡기 다기관(manifold)과 인젝터의 카본퇴적물(Carbon sediment)을 세척하여 출력향상 및 배출가스 저감에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 차령 5년 이상, 주행거리 80,000 km 이상의 디젤자동차에 흡기 다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시에 수행하여 매연 발생에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 실험결과, 흡기다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시 수행한 결과는 각각 수행한 결과보다 매연을 75.2% 감소시켰다. 또한, 흡기다기관 클리닝과 인젝터 클리닝을 동시 수행한 결과는 검사 후 8.5초부터 배출허용 기준 30%이하를 만족하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.525-530
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• 2013

본 연구에서는 건조 후 20여년 운항한 군산대학교 실습선 해림호의 발전기를 대상으로 직접 선박현장에서 실험하여 최적 연료 분사시기를 규명해서 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 실험은 기관회전속도 1,200 rpm으로 일정히 유지하고, 기관부하를 0 kW에서 90 kW까지 30 kW간격으로 변화시켰으며, 연료분사시기는 BTDC $19^{\circ}$에서 $23^{\circ}$까지 $2^{\circ}$ 간격으로 변화시키면서 실험하였다. 실험결과 연료분사시기를 BTDC $21^{\circ}$에서 BTDC $23^{\circ}$로 앞당길 경우, 연료소비율은 1.37 % 감소하였고, 질소산화물은 11.59 % 증가하였으며, 매연은 23.5 % 감소하였고, 아황산가스는 2.8 % 감소하였다. 따라서 노후 발전기 엔진에 있어서 연료분사시기가 연소특성 및 배기배출물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석 고찰한 결과, 최적 연료분사시기는 원래의 분사시기보다 $2^{\circ}$ 앞당겨진 BTDC $23^{\circ}$로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2573-2578
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• 2014

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤 기관에서 바이오 디젤 혼합 연료를 사용하여 예비 분사시기와 EGR율을 변화시켰을 때 연소 압력과 배기 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 예비 분사 시기와 EGR율은 디젤 기관의 연소 및 배기 배출 특성에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 기관 회전 속도 2,000rpm에서 바이오 디젤 혼합율 20%의 연료를 사용하여 예비 분사 시기와 EGR율에 다양하게 변화를 주어 실험을 하였다. 실험결과, 도시 평균 유효 압력은 예비 분사 시기가 상사점전 BTDC $10^{\circ}$에서 가장 높았으며, 연소 압력과 열 발생율은 동일 예비 분사 시기에서 EGR율에 비례하여 감소하였다. NOx배 출량은 예비 분사시기에 관계없이 EGR율이 증가할수록 큰 폭으로 감소하였으며, 매연(Soot)은 예비 분사 시기 BTDC $20^{\circ}$에서 가장 적게 배출되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제57권3호
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• pp.256-263
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• 2021

In this study, blending oils of diesel oil and butanol were used as fuel oil for diesel engine to measure combustion pressure, fuel consumption, air ratio and exhaust gas emission due to various operating conditions such as engine revolution and torque. Using these data, the results of analyzing the engine performance, combustion characteristics and exhaust emission characteristics such as NOx (nitrogen oxides), CO₂ (carbon dioxide), CO (carbon monoxide) and soot were as follows. The fuel conversion efficiency at each load was highest when driven in the engine revolution determined by a fixed pitch propeller law. Except 30% butanol blending oil, fuel conversion efficiency of the other fuel oils increased as the load increased. Compared to diesel oil, using 10% and 20% butanol blending oil as fuel oil was advantageous in terms of thermal efficiency, but it did not have a significant impact on the reduction of exhaust gas emissions. On the other hand, future research is needed on the results of the 20% butanol blending oil showing lower or similar levels of smoke concentration and carbon monoxide emission rate other than those types of diesel oil.

• 한국분무공학회지
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• 제20권2호
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• pp.95-100
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• 2015

Lower recirculated gas temperature at EGR system reduces NOx and PM emissions. However, EGR Cooler can be polluted by PM generated from recirculated EGR gas, and it reduces cooling efficiency and the amount of EGR gas simultaneously. The SECFR(Steam EGR Cooler Fouling Remover) system which uses the evaporated washer fluid steam caused by high temperature of EGR gas was manufactured for removing fouling generated on the cooler surface. Since an injection pressure of wind shield washer fluid in the vehicle is approximately 0.5 bar, it is not enough to atomize the injected washer fluid. Thus, it is necessary to apply a method to atomize the washer fluid. In this study, the impinging plate was used to promote the atomization of spray washer fluid for the purpose of apply SECFR system to vehicles and measured the DAR(Droplet Area Ratio) and DUI(Droplet Uniformity Index) through the spray visualization.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.153-158
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• 2006

To optimize the combustion system in a HSDI diesel engine, a new analysis technology was developed. The in-cylinder 3-D combustion analysis was carried out by the modified KIVA-3V, and the spray characteristics for the high pressure injection system were analyzed by HYDSIM. The combustion design parameters were optimized by coupling the KIVA-3V and the iSIGHT. The optimization procedure consists of 3 steps. The $1^{st}$ step is the sampling method by the Design of Experiment(DOE), the $2^{nd}$ step is the approximation using the Neural Network method, and the $3^{rd}$ step is the optimization using the Genetic Algorithm. The developed procedures have been approved as very effective and reliable, and the computational results agree well with the experimental data. The analysis results show that the optimized combustion system in a HSDI diesel engine is capable of reducing NOx and Soot emissions simultaneously keeping a same level of the fuel consumption(BSFC).

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.17-23
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• 2007

This study aims to investigate the property of engine performance and the material property of exhaust gas by application of the intake swirler The fuel of BDF 20 was made by mixing 80% of diesel fuel and 20% of biodiesel fuel. These fuels were used and tested in the diesel engine of CRDI type used currently. The swirler was made by streamlined shape to lessen the intake resistance, The three types of its wing angle are $20^{\circ}$, $40^{\circ}$ and $60^{\circ}$. From experimental results, we found that the characteristics of engine performance, soot was effective in wing angle of $20^{\circ}$ and NOx was effective in $60^{\circ}$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.716-721
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• 2015

환경오염에 대한 심각성이 대두되면서 대기오염에 대한 규제가 강화되고 있다. 육상에서 사용하는 자동차 및 산업용 발전설비 뿐만아니라 선박용 디젤기관에서도 규제를 시행하고 있어, 대체연료로서 바이오연료에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 실습선의 발전기관에 직접 바이오연료를 적용하여 기초적인 연구를 하고자 한다. 다만 실습선 안전을 위해 바이오연료의 비율을 많이 하지 못하지만 그래도 실험실에서 하는 작은 기관보다는 대형이면서, 큰 출력기관의 상태를 알아보는 중요한 기초자료가 될 것이다. 선박디젤발전기에서 바이오연료가 연소특성 및 배기배출물특성에 어떤 영향을 미치는지 연구하였다. 그 주요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 바이오연료는 물리적 화학적 성분이 디젤경유와 비슷하여 실용 선박기관에 사용이 가능함을 알 수 있었다. 그리고 연료소비율과 NOx는 약간 증가하였으나, 일산화탄소와 매연은 감소하는 경향이 확인되었다. 또한 연소압력은 디젤경유와 바이오연료의 사용에 따라 크게 변화하지 않음을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권2호
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• pp.5-11
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• 2014

The purpose of this study is to investigate the specific characteristics of combustion and exhaust emissions on a 4-cylinder common rail diesel engine as EGR rate and the rate of blended bio-diesel was altered. Bio-diesel fuel which is a sort of alternative fuels can be adapted to diesel engine directly without modifying. This study was performed to 2000rpm of engine speed with torque 30Nm while EGR rate and the rate of blended bio-diesel was changed. Decreasing combustion pressure and increasing the rate of heat were occurred when we had changed the EGR rate on the 20% of bio-diesel blended diesel fuel. The maximum pressure of combustion and the IMEP became higher as the EGR rate and the rate of blended bio-diesel were changed. Exhaust gas temperature was increased the higher rate of the blended bio-diesel under the fixed EGR rate. However, it went down as the EGR rate increased. The amounts of CO and Soot were reduced with increasing the rate of the blended bio-diesel without changing EGR rate and raised with increasing of the EGR rate. On the fixed EGR rate, NOx was increased along with growing the rate of the bio-diesel. On the other hand, it was decreased while EGR rate were going up.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.16-23
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• 2011

Low temperature combustion is one of the advanced combustion technology in an internal combustion engine to reduce soot and nitrogen oxides simultaneously. In present experiment three kinds of injector were used to investigate the influence of injection angle and number of nozzle holes on the low temperature combustion in a heavy duty diesel engine. Low temperature diesel combustion is realized from the exhaust gas recirculation rate of 60%. Indicated mean effective pressure of low temperature combustion corresponds to the 70% level of conventional diesel engine combustion. Reduction of hydrocarbon and carbon monoxide, which are produced in low temperature combustion because of the low combustion temperature and a deficit of oxygen, was achieved by using various injector configuration. The result of experiment with $100^{\circ}$ injection angle and 8 holes showed that reductions in hydrocarbon and carbon monoxide could be achieved 58% and 27% respectively maintaining the 7% increased indicated mean effective pressure in low temperature diesel combustion compared with conventional injector.