• 한국기계가공학회지
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• 제12권1호
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• pp.43-51
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• 2013

This is a thesis about the experiment of comparison characteristic of power and exhaust gas in the same condition between diesel engine that is equipped turbocharger different from response power to increase effectiveness of the engine which is recently used in a lot of industry which requires high power. Resulting of the experiment with natural aspiration diesel engine and turbocharger diesel engine, difference in low speed is not significant, but in high speed, effectiveness of turbocharger diesel engine is much higher than the other one. In other hand, in exhaust gas experiment, turbocharger model exhausts more $NO_X$ and $O_2$, but it doesn't significantly affect the result when it comes with decreasing of $CO_2$ and effectiveness of increased power characteristic. As a result, the turbocharger diesel engine is economically effective comparing with the natural aspiration diesel engine.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권6호
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• pp.100-106
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• 2012

This is a thesis about the experiment of comparison characteristic of power and exhaust gas in the same condition between diesel engine that is equipped turbocharger to increase effectiveness of the engine which is recently used in a lot of industry which requires high power. Resulting of the experiment with natural aspiration diesel engine and turbocharger diesel engine, difference in low speed is not significant, but in high speed, effectiveness of turbocharger diesel engine is much higher than the other one. In other hand, in exhaust gas experiment, turbocharger model exhausts more NOX and $O_2$, but it doesn't significantly affect the result when it comes with decreasing of $CO_2$ and effectiveness of increased power characteristic. As a result, the turbocharger diesel engine is economically effective comparing with the natural aspiration diesel engine.

• 에너지공학
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• 제25권2호
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• pp.29-36
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• 2016

도시지역에서는 발전용 디젤엔진의 운영비를 절약하기 위해 천연가스와 디젤을 섞어서 쓰려는 노력을 하고 있다. 본 연구에서는 디젤 연료의 일부를 천연가스로 대체 하였을 때 엔진특성과 천연가스로 대체되는 양에 따라 최적의 밸브 타이밍을 찾아보았다. 1-D 엔진 해석프로그램을 사용하여 19.7리터 발전용 디젤 엔진을 대상으로 모델링하여 연구를 진행하였다. 연구 결과 엔진연료에서 천연가스 비율이 증가할수록 연료소비율(Brake Specific Fuel Consumption, BSFC)는 증가하였고 질소산화물(Brake Specific NOx)는 감소하였다. 추가적으로 흡기밸브 타이밍을 조절할 경우 BSFC가 최대 1%감소하였고 BSNOx의 경우 최대 36%감소하는 효과가 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.15-21
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• 2015

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 전기자의 변위와 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였는데, 그 결과 유량의 선형성이 잘 보장되고 1bar 의 차압에서 2ms 이내의 응답성으로 분사밸브가 열리는 결과를 얻었다. 가스 유량 또한 100Liter/min(@2Hz) 이상으로 충분하기 때문에 본 연구에서 고안한 천연가스 분사밸브는 요구되는 동특성 성능실험을 만족하였기 때문에 MW급 발전용 천연가스 엔진 연료공급시스템에 적합할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.122-130
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• 2016

본 연구에서는 1.5MW급의 발전용 디젤 엔진을 대상으로 상용 프로그램인 GT-Power를 이용하여 천연가스와 디젤 혼합연소 엔진 모델을 구축하였으며 이를 통해 기존의 디젤 연소를 하는 경우와 천연가스-디젤 혼합연소를 하는 경우의 엔진 성능 변화를 부하율(50%, 75%, 100%)에 따라 비교하였다. 또한 도서지역에서 실제로 사용되고 있는 부생유를 적용하는 경우의 영향에 대한 연구를 진행하였다. 그 결과 엔진의 운전 조건 변화 없이 천연가스를 디젤과 60% 혼합비로 연소하는 경우 최대 32%의 BSFC 증가를 보였으며 천연가스와 부생유를 혼합연소 하는 경우에도 디젤을 혼합 연소하는 경우와 크게 다르지 않은 결과를 보였다. 이러한 BSFC 증가의 원인을 연료의 불완전 연소율 증가로 제시하고 이에 대한 최적화를 진행했으며 그 결과 60% 혼소율 조건에서 약 2%의 개선효과를 보였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.86-92
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• 2003

To analyze the characteristics of ozone formation, measurements of the concentrations of individual exhaust hydrocarbon species have been made under various engine operating parameters in a 2-liter 4-cylinder engine for natural gas and LPG. Tests were performed at constant engine speed, 1800 rpm for two compression ratios of 8.6 and 10.6, with various operating parameters, such as excess air ratio of 1.0~1.6, bmep of 250~800 na and spark timing of BTDC 10~$55^{\circ}$. It was found that the natural gas gave the less ozone formation than LPG in various operating conditions. This was accomplished by reducing the emissions of propylene($C_3H_6$), which has relatively high maximum incremental reactivity factor, and propane($C_3H_8$) that originally has large portion of LPG. In addition, the natural gas show lower values in the specific reactivity and brake specific reactivity. Higher compression ratio of the test engine showed higher non methane HC emissions. However, specific reactivity value decreased since fuel species of HC emissions increase. brake specific reactivity showed almost same values under high bmep, over 500kPa for both fuels. This means that the increase of non methane HC emissions and the decrease of specific reactivity with higher bmep affect each other simultaneously. With advanced spark timing, brake specific reactivity values of LPG were increased while those of natural gas showed almost constant values.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.23-30
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• 2016

천연가스를 이용한 기존 엔진들은 효율이 우수한 희박연소를 구현하였지만 배기가스의 정화성능이 점차 강화되는 배기규제에 대응하기 위해, 이론공연비 연소 방식으로 관심이 옮겨지고 있다. 이론공연비 연소 방식은 유해 배출가스의 정화효율이 높은 삼원촉매를 사용할 수 있는 장점이 있지만, 높은 연소열 발생에 따른 열 내구성 문제와 연비가 해결과제로 남아 있다. 천연가스에 수소를 혼합한 수소-천연가스 혼합연료(HCNG))는 수소의 빠른 연소속도에 의한 영향으로 연소속도가 증가하고, 희박한계가 증가하여 배기가스재순환(Exhaust gas recirculation; EGR) 률의 공급을 증가할 수 있다. EGR률 상승은 연소온도를 낮추게 되어 엔진 열 내구성에 긍정적인 영향을 줄 수 있고, 압축비를 더욱 증가 시킬 수 있어서 효율적인 연소조건을 형성하도록 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 기존 대형 가스엔진을 이용하여 개발한 이론공연비 연소 방식의 HCNG 엔진의 배출가스 저감을 최소화하기 위해, 삼원촉매를 개발 및 적용하여 배기가스 특성을 평가하고 분석하고자 하였다. 현재 상용화된 시내버스용 삼원촉매와 HCNG용으로 개발 중인 시제 삼원촉매를 각각 설치하여 정상상태 운전조건 및 과도운전조건에서 실험을 진행하고 모드실험 결과를 비교하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.9-15
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• 2017

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 지난 연구에서는 전기자의 변위와 지름 및 솔레노이드 코어 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였으며, 그 후속으로 솔레노이드 코어의 금속 재질 변경과 메인 하우징의 입구 크기 및 공급 압력에 따른 분사밸브의 동특성을 살펴보았다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권6호
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• pp.128-139
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• 2000

Environmental concerns and shortage of petroleum have promoted considerable interest in the use of alternate fuels in stationary diesel engine. In this study, a heavy-duty, intercooler-turbocharged 6-cylinder stationary diesel engine was converted into stationary gas engine fueled with propane or natural gas for the cogeneration plants. One of the most important factors in the combustion features of a stationary gas engine is the fuel composition and operating parameters in terms of compression ratio, spark advance, and engine loads. Experiments with different fuel gas and load conditions were carried out with combustion pressure analysis and NOx measurement. Combustion analysis based on P-$\theta$ diagrams was also investigated by means of combustion duration and cycle variation. Compression ratio is 10.0 and ignition timing is set by using the gasoline setting as a base line and advanced toward BTDC. The results show that fuel composition and spark advance have dominant effects on combustion and NOx characteristics at operating conditions.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.57-63
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• 2000

This paper deals with a study on combustion and emission characteristics of a direct injection diesel engine dual fueled with natural gas. Dual fuelling systems tend to emit high unburned fuel especially at low load, resulting in a decreased thermal efficiency. This is because natural gas-air mixtures are too lean for flame to propagate under low load conditions. Suction air quantity and injection timing controls are very useful to improve emissions and thermal efficiency at low load.