• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7250-7255
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• 2015

본 논문은 전기자동차의 주행 거리 향상을 위한 전기자동차용 연소식 공기 히터를 개발하기 위하여 기존 디젤 연소식 공기 히터의 난방성능에 대한 실험 및 분석을 실시하였다. 본 연구에서 사용된 연소식 공기 히터의 성능 분석을 위하여, 히터의 열용량 계산과 실차 실험을 통한 온도 변화를 고찰하였다. 승차공간으로 공급되는 난방 공기의 온도는 $101.3^{\circ}C$이며 연소식 공기 히터 내부 히트싱크의 표면 온도 편차는 위치에 따라 67.8% 차이를 나타내었고 공기 히터의 난방 열량은 2.0 kW로 산출되었다. 또한 연소식 공기 히터의 실차적용 실험에서 차량 승차공간의 내부 온도는 지속적으로 상승하였고 1800초 후 승차공간의 상부 공기 온도는 $42.5^{\circ}C$이고, 하부 공기 온도는 $25.3^{\circ}C$로 나타났으며 디젤 연소식 공기 히터의 난방 효율은 평균 63.7%로 산출되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.171-178
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• 2014

From now on, in order to meet more stringer diesel emission standard, diesel vehicle should be equipped with emission after-treatment devices as NOx reduction catalyst and particulate filters. Urea-SCR is being developed as the most efficient method of reducing NOx emissions in the after-treatment devices of diesel engines, and recent studies have begun to mount the urea-SCR device for diesel passenger cars and light duty vehicles. That is because their operational characteristics are quite different from heavy duty vehicles, urea solution injection should be changed with other conditions. Therefore, the number and diameter of the nozzle, injection directions, mounting positions in front of the catalytic converter are important design factors. In this study, major design parameters concerning urea solution injection in front of SCR are optimized by using a CFD analysis and Taguchi method. The computational prediction of internal flow and spray characteristics in front of SCR was carried out by using STAR-CCM+7.06 code that used to evaluate $NH_3$ uniformity index($NH_3$ UI). The design parameters are optimized by using the $L_{16}$ orthogonal array and small-the-better characteristics of the Taguchi method. As a result, the optimal values are confirmed to be valid in 95% confidence and 5% significance level through analysis of variance(ANOVA). The compared maximize $NH_3$ UI and activation time($NH_3$ UI 0.82) are numerically confirmed that the optimal model provides better conversion efficiency of $NH_3$. In addition, we propose a method to minimize wall-wetting around the urea injector in order to prevent injector blocks caused by solid urea loading. Consequently, the thickness reduction of fluid film in front of mixer is numerically confirmed through the mounting mixer and correcting injection direction by using the trial and error method.

• 한국분무공학회지
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• 제21권3호
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• pp.121-129
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• 2016

The advantages of the common rail fuel injection system architecture have been recognized since the development of the diesel engine. In common rail systems, a high-pressure pump stores a reservoir of fuel at high pressure up to and above 2000 bar. And solenoid or piezoelectric valves make possible fine electronic control over the fuel injection time and quantity, and the higher pressure that the common rail technology makes available provides better fuel atomization. In this study, the direct needle-driven piezo injector was investigated for accomplishing injection pressure of 1800 bar by optimal design by simplification of component and changing number of springs and plates of DPI. It was found that a direct needle-driven piezo injection system features the prototype DPI for passenger vehicle to operate at 1800 bar of injection pressure.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.765-770
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• 2020

터보과급기는 엔진에 장착하여 연비를 개선하는 효과적인 장치로 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 정상유동의 등엔트로피 터빈 효율을 분석하였다. 자체 설계 제작한 저온 테스트 벤치를 사용하여 정상상태의 압력과 온도, 질량유량을 측정하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 터보과급기 회전속도 60,000 rpm에서 100,000 rpm 의 범위에서 측정을 수행하였다. 이 회전속도 범위에서 등엔트로피 터빈 효율은 0.53에서 0.57의 값을 보였다. 이때 블레이드 속도비은 0.71에서 0.84까지, 팽창비는 1.24에서 1.72의 범위에서 변화하였다. 효율은 블레이드 속도비와 팽창비가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. 그리고 트윈 스크롤 중 스크롤 A 또는 B 만 작동하는 경우에 대한 실험을 수행하여 결과를 스크롤 A와 B 모두 작동할 때와 비교하였다. 60,000 rpm에서는 스크롤 B를 사용한 경우, 그리고 100,000 rpm에서는 스크롤 A를 사용한 경우 높은 효율을 보였다. 따라서 본 연구에 사용한 트윈 스크롤 터빈은 효율적으로 작동하고 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.9-15
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• 2018

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.

• 한국음향학회지
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• 제26권7호
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• pp.361-365
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• 2007

터보차저가 장착된 승용디젤엔진차량의 주요 소음원 중 하나로 터보차저 회전체의 기하학적 불균형에 기인한 공기 맥동음을 들 수 있다. 이 소음의 주요 발생부는 일반적으로 터보차저의 컴프레서휠로서 소음기와 같은 후처리 장치에 의해 저감될 수 있지만, 제조비용을 증가시키는 요인이 될 수 있다. 보다 효과적인 방법은 전반적인 기하학적 대칭성을 개선하거나 문제가 될 수 있는 단품을 분별해냄으로써 단품 품질을 관리하는 것이다. 제조상의 문제나 기타 여러 관점에서 볼 때, 단품에 대한품질관리가 보다 효과적이고 적합하다고 할 수 있다. 이를 위해서는, 생산 라인상에서 공기맥동음의 수준을 평가할 수 있는 적절한 판별방법이 필요하다. 본 논문에서는 공기맥동음의 수준을 정확히 측정할수 있는 방법을 소개하고 그 판별기준도 제시하고자 한다. 또한 리그 측정시스템의 신뢰성 평가과 함께, 리그측정결과와 차량측정결과 간의 상관관계도 분석하였다. 25개 샘플에 대한 측정 재현성 검증을 위해 게이지 R&R 기법을 활용하였다. 이와같은 측정 및 분석 결과로부터, 공기맥동음 관점에서 단품의 우열을 판별할수 있는 표준관리값을 제시할 수 있었다.