• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.59-66
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• 2018

최근 무인기에 대한 관심과 수요가 높아지고 있는 가운데, 가동범위가 넓고 전략적으로 활용이 많은 고고도장기체공 무인기의 동력원개발이 연구 목표로 검토되었다. 기존 왕복동 엔진에 수소 연료를 적용하는 기술은 현행으로써 적용성이 용이하고 경제적이다. 수소는 중량당 에너지 밀도가 높아서 한 번 충전으로 장시간 운항을 지속할 수 있고 환경적인 측면에서도 무공해 연료라는 긍정적인 부분이 존재하기 때문에 적합하다고 평가된다. 하지만 현재 수소연료를 왕복동 엔진에 적용한 개발사례가 적은 편이라 향후 기술적으로 많은 연구가 필요한 것으로 판단된다. 항공기는 운항고도에 따라 공기밀도 저감으로 인한 냉각성능 저하 또는 복사열 감소에 의한 주변온도 강하로 과냉각이 될 수 있는 요인들이 존재한다. 따라서 본 실험은 냉각수온을 변화시켜서 이러한 주변온도 변화가 수소연료 엔진에 미치는 연소특성에 대해 살펴보았다. 역화에 의한 안정적인 운전 영역의 제한은 냉각수 온도변화에 의한 영향보다 공기과잉률에 의한 영향이 지배적으로 나타났으며, 냉각수 온도가 증가할 경우 충진효율이 감소하여 토크가 감소하고 냉각수 온도가 감소할 경우 열손실이 증가하여 열효율이 감소하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.34-39
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• 2015

최근 차량용 에너지의 소비는 대부분 화석연료로부터 사용된다. 기존 화석 연료를 사용하는 자동차보다 친환경적이며 저렴하고 재생이 가능한 연료의 요구증대로 대체연료 자동차산업이 강조되고 있다. 오늘날 고옥탄가와 높은 자기발화온도 특징을 가지고 있는 천연가스는 저렴한 비용, 기존 화석연료보다 풍부한 매장으로 기존 스파크 점화엔진인 가솔린엔진의 대체에너지로 간주되고 있다. 본 연구는 기존 2리터 가솔린 엔진에 CNG 가스 분사시스템을 장착하여 전소 및 혼소 연료분사시스템을 설치하였다. 또한 CNG전소 및 가솔린/CNG 혼소차량의 ECU 제어전략을 최적화 하였다. 혼소차량에 대하여 NEDC모드 주행결과 가솔린 차량 대비 혼소차량의 CO2 저감율을 16%확인하였다. 또한 CO와 HC의 배기가스 배출량은 가솔린 차량과 동등한 수준을 확보하였다. 하지만 NOx의 배기가스 배출수준은 증가된 현상을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제7권5호
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• pp.585-593
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• 2006

The effect of the shape of the side wall on vaporization and fuel mixture were investigated for the impinging spray of a direct injection(DI) gasoline engine under a variety of conditions using the LIEF technique. The characteristics of the impinging spray were investigated under various configurations of piston cavities. To simulate the effect of piston cavity configurations and injection timing in an actual DI gasoline engine, the parameters were horizontal distance from the spray axis to side wall and vertical distance from nozzle tip to impingement plate. Prior to investigating the side wall effect, experiments on free and impinging sprays for flat plates were conducted and these results were compared with those of the side wall impinging spray. For each condition, the impingement plate was located at three different vertical distances(Z=46.7, 58.4, and 70 mm) below the injector tip and the rectangular side wall was installed at three different radial distances(R=15, 20, and 25 mm) from the spray axis. Radial propagation velocity from spray axis along impinging plate became higher with increasing ambient temperature. When the ambient pressure was increased, propagation speed reduced. High ambient pressures tended to prevent the impinging spray from the propagating radially and kept the fuel concentration higher near the spray axis. Regardless of ambient pressure and temperature fully developed vortices were generated near the side wall with nearly identical distributions, however there were discrepancies in the early development process. A relationship between the impingement distance(Z) and the distance from the side wall to the spray axis(R) was demonstrated in this study when R=20 and 25 mm and Z=46.7 and 58.4 mm. Fuel recirculation was achieved by adequate side wall distance. Fuel mixture stratification, an adequate piston cavity with a shorter impingement distance from the injector tip to the piston head should be required in the central direct injection system.

• 한국분무공학회지
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• 제19권3호
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• pp.115-122
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• 2014

As a demand for an automobile increases, air pollution and a problem of the energy resources come to the fore in the world. Consequently, governments of every country established ordinances for green-house gas reduction and improvement of air pollution problem. Especially, as international oil price increases, engine using clean energy are being developed competitively with alternative transportation energy sources development policy as the center. Bio ethanol, one of the renewable energy produced from biomass, gained spotlight for transportation energy sources. Studies are in progress to improve fuel supply methods and combustion methods which are key features, one of the engine technologies. DI(Direct Injection), which can reduce fuel consumption rate by injecting fuel directly into the cylinder, is being studied for Green-house gas reduction and fuel economy enhancement at SI(Spark Ignition). GDI(Galoine Direct Injection) has an advantage to meet the regulations for fuel efficiency and $CO_2$ emissions. However it produces increased number of ultrafine particles, that yet received attention in the existing port-injection system, and NOX. As fuel is injected into the cylinder with high-pressure, a proper injection strategy is required by characteristics of a fuel. Especially, when alcohol type fuel is considered. In this study, we tried to get a base data bio-ethanol mixture in GDI, and combustion for optimization. We set fuel mixture rate and fuel injection pressure as parameters and took a picture with a high speed camera after gasoline-ethanol mixture fuel was injected into a constant volume combustion chamber. We figured out spraying characteristic according to parameters. Also, we determine combustion characteristics by measuring emissions and analyzing combustion.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.733-742
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• 2016

연료 경제와 유해 배출 가스 저감을 목적으로 최근 들어 LNG 또는 합성 가스를 사용하는 박용 가스 기관이 주목받고 있다. 예혼합 연소를 하는 오토 사이클로 작동하는 가스 기관을 구현할 경우 EGR 또는 SCR을 적용하지 않고도 Tier III의 규제를 충족할 수 있는 것으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 오토 사이클로 작동하는 기관에 대한 시뮬레이션 기술을 산업 기술 현장에 제공하기 위한 목적으로, 실험적으로 접근이 용이한 소형 가솔린 기관을 대상으로 상용 소프트웨어인 BOOST를 이용한 시뮬레이션을 시행하였다. 이 연구는 두 단계로 구성되어 이미 시행한 첫 번째 단계에서는 흡기 및 배기 계통에 대한 최적의 모델링 방법에 관한 연구가 수행되었다. 이번 연구는 이전의 연구에서 선정된 흡 배기 계통의 해석 모델을 적용한 상황에서 실린더 내 과정을 해석하고 최종적으로 주요 성능 인자들을 계산하는 방법을 정립하였다. 이 연구를 통하여 실험에의 의존이 적은 연소 및 열전달 모델과 밸브 유량계수 모델을 선정하고 관련 상수들을 결정하는 방법을 확립하였다. 이들을 이용하여 실린더로 유입되는 공기량, 실린더 내 순간 압력 변화 및 도시평균유효압력을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.745-752
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• 2012

디젤엔진은 바이오연료 적용을 위한 엔진으로서 가솔린엔진과 비교해 사용연료가 바이오연료와 유사한 높은 세탄가를 가지며, 가솔린엔진과 달리 점화계통 장치의 불필요 등 기존 엔진의 개조비용 등에서 유리한 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 상용 디젤 엔진의 커먼레일 분사시스템을 사용하여 바이오연료인 식물성 팜유의 분무거동특성을 해석하고, 그 결과를 기존의 디젤엔진 연료인 경유와 비교 분석하였다. 실험변수로서는 분사압력과 경유에 대한 바이오디젤 연료의 혼합비율(BD3, BD5, BD20, BD30, BD50, BD100)을 달리하였다. 분사압력은 500bar, 1000bar, 1500bar 및 1600bar로 설정하고 분사기간은 $500{\mu}s$로 동일하게 하였다. 본 연구의 결과로서, 분사압력이 동일한 경우 사용한 바이오디젤 연료의 혼합비 변화에 대한 거시적 분무거동특성(분무선단도달거리 및 분무각)의 변화는 뚜렷하지 않았다. 특히 분무각의 경우 본 연구의 모든 실험조건에 있어서 약 $15^{\circ}$의 값을 나타내었다.

• 한국분무공학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-8
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• 2014

Liquefied petroleum gas (LPG) is regarded as an alternative fuel for spark ignition engine due to similar or even higher octane number. In addition, LPG has better fuel characteristics including high vaporization characteristic and low carbon/hydrogen ratio leading to a reduction in carbon dioxide emission. Recently, development of LPG direct injection system started to improve performance of vehicles fuelled with LPG. However, spray characteristics of LPG were not well understood, which is should be known to develop injector for LPG direct injection engines. In this study, effects of operation condition including ambient pressure, temperature, and injection pressure on spray properties of n-butane were evaluated and compared to gasoline in a multi-hole injector. As general characteristics of both fuels, spray penetration becomes smaller with an increase of ambient pressure as well as a reduction in the injection pressure. However, it is found that evaporation of n-butane was faster compared to gasoline under all experimental condition. As a result, spray penetration of n-butane was shorter than that of gasoline. This result was due to higher vapor pressure and lower boiling point of n-butane. On the other hand, spray angle of both fuels do not vary much except under high ambient temperature conditions. Furthermore, spray shape of n-butane spray becomes completely different from that of gasoline at high ambient temperature conditions due to flash boiling of n-butane.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.36-42
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• 2021

쓰레기 매립지에 발생하는 매립지가스(Landfill gas)를 대기 중으로 방출할 경우에 매립지가스에서 많은 부분을 차지하고 있는 지구온난화 지수(global warming potential)가 높은 메탄가스를 배출하게 되어 기후변화에 악영향을 주게 되고, 매립지가스에 함유되어 있는 메탄을 내연기관의 연료로 활용하여 연소하여 발전을 하게 되면 이산화탄소 형태로 대기 중으로 배출하게 되어 온난화 지수를 낮추는 데도 기여를 할 수 있게 된다. 따라서 매립지가스를 내연기관을 이용한 발전용 연료로 사용하기 위해서 엔진의 열효율을 높이는 것이 중요하기 때문에 기존의 믹서 방식 기술을 이용한 연료공급 방식보다는 실린더별로 흡기포트에서 전자 제어 인젝터를 이용하여 기체 분사를 하는 방식의 연료공급 시스템을 사용하는 것이 필요하게 된다. 따라서 전자 제어 기체 분사 방식 기술을 이용하기 위해서는 매립지가스의 사용 조건에 따른 질량 유량을 정확히 측정하는 것이 중요하게 된다. 이를 위하여 본 연구에서는 매립지가스를 기체 분사할 경우에 분사량을 측정 및 계산하는 연구를 수행하였다.