최근 자동차 엔지니어들은 자동차 엔진의 열효율을 향상시키기 위한 수단으로 폐열 회수 기술에 많은 관심을 기울이고 있다. 배기량이 큰 가솔린 엔진은 대체로 V형인데, 열 회수를 위해 두 개의 슈퍼히터를 각각의 배기 다기관 가까이에 설치하는 것은 비용 면에서 효율적이지 않다. 하나의 슈퍼히터를 한쪽 배기 다기관에 최대한 가깝게 부착하면 좀 더 높은 열교환 효율을 얻을 수 있으나 폐열회수를 위한 배기가스의 유량은 절반이 된다. 반면에, 배기가스의 유량을 전부 이용하기 위하여 두 배기관이 합류된 지점에 슈퍼히터를 설치하면 배기가스의 온도는 많이 감소된다. 이 사실을 바탕으로 슈퍼히터의 최적 위치를 조사하기 위하여 상용프로그램인 AMESim을 이용해 해석을 수행하였다. 이 때, 배기가스 유량 중 절반만을 사용하더라도 슈퍼히터를 배기 다기관과 최대한 가까이 부착하는 것이 엔진의 배기가스로부터 3.8 kW의 열을 더 회수할 수 있는 것으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 최적의 폐열 회수 모델을 도출하고 제안하였다.
Among aftertreatment devices which reduce exhaust gas of diesel engine, diesel oxidation catalyst(DOC) with high reduction efficiency for gaseous matter and particulate matter is now studied actively. In this study, a transient one-dimensional model developed to simulate the thermal and conversion characteristics of adiabatic monolithic converters operating under warm up conditions is presented. This model takes into account the gas solid heat and mass transfer, axial heat conduction, chemical reactions and the related heat release. The model has been used to analyze the transient response of an axisymmetric catalytic converter during a warm-up as a function of catalyst design parameters and operation conditions in order to observe their effects on the lightoff behaviour. The experimental test was carried out 2400 cc light diesel engine with DOC.
Heat transfer experiment is carried out during the performance test of the 4-cylinder 4-stroke cycle turbo-charged gasoline engine. Cycle simulation employing the measured pressure in cylinder, the cooling water temperature and flow rate and others is carried out in order to calculate the gas temperature in cylinder. In this simulation combustion process was simulated by Annand's two zone model and suction, compression, and other processes are calculated completely. From this simulation, we can obtain not only the heat transfer coefficient but also the flame speed, turbulent burning velocity, flame factor and the boiling condition of cooling passage. The results are investigated with engine speed, equivalence ratio and spark advance.
As a kind of distributed energy system, the co-generation system based Diesel engine using after-treatment device was devised for its environmental friendly and economic qualities. It is utilized in that the electric power is produced by the generator connected to the Diesel engine, and waste heat is recovered from both the exhaust gases and the engine itself by the finned tube and shell & tube heat exchangers. An after-treatment device composed ceramic heater and DOC(Diesel Oxidation Catalyst) is installed at the engine outlet in order to completely reignite the unburned fuel from the Diesel engine. In this study, mutual relation of each experimental condition was derived through minimum number of experiment using Taguchi Design and ANOVA recently used in the various fields. It is found that the total efficiency (thermal efficiency plus electric power generation efficiency) of this system reaches maximum 94.4% which is approximately higher than that of the typical diesel engine exhaust heat recovery system.
본 연구에서는 가솔린 엔진 자동차의 엔진 폐열 회수를 위한 이중 회로 랭킨 사이클 시스템에서 용적형 팽창기의 설계 팽창비에 따른 성능 해석이 수행되었다. 자동차 엔진 폐열 이용 랭킨 사이클 시스템에 사용되는 용적형 팽창기는 운전 조건에 따라 설계 팽창비가 운전 압력비보다 낮은 저팽창 조건과 설계 팽창비가 운전 압력비보다 높은 과팽창 조건으로 운전되므로 탈설계 조건에서 성능 예측이 중요하다. 또한 용적형 팽창기는 자동차 적용시 팽창효율 뿐만 아니라 부피와 무게를 최소화하는 것이 매우 중요하므로 이를 고려한 설계 팽창비의 최적화가 요구된다. 본 연구에서는 용적형 팽창기의 탈설계 조건에서 성능 예측을 통해 팽창효율과 팽창기의 용적을 동시에 고려하여 설계 팽창비를 목표 운전 압력비보다 낮도록 하여 저팽창 운전을 하도록 설계 하는 것이 유리함을 제시하였다.
기존의 축소(Ⅰ) 기본형 엔진에 대한 연소 시험을 실시한 결과 분사면의 내열 특성이 불량한 것으로 판명되었다. 이에 기본형 엔진의 설계를 다각도로 수정한 축소(Ⅰ) 수정형 엔진을 제작 하게 되었다. 주요 설계 파라미터는 주분사기의 배열, 주분사기의 충돌각, 내열 코팅이었으며, 이들에 대한 시험적 연구를 수행하고 각 디자인에 따른 엔진 성능 및 내열 성능을 비교하였다. 내열 성능은 직교배열의 경우, 주분사기 충돌각이 작은 경우, 내열 코팅이 있는 경우 증가하는 경향을 보여주었다. 그에 따른 엔진 성능의 변화를 살펴보면 5% 범위 이내에서 성능 차이를 보이며 방사배열의 경우가 직교배열의 경우보다 성능이 높고, 주분사기 충돌각 15°의 경우가 20°의 경우보다 오히려 높게 나타났다. 이러한 현상은 고주파 불안정성과 관련성이 있을 것이며, 향후 시험을 통해 검증할 예정이다.
As DDI or GDI engine discharges very low heat due to its high thermal efficiency, the heat source is not enough for heating the passenger compartment in cold climate condition. To remedy the heating problem, the conventional HFC-134a automotive air-conditioning system has been attempted to run as a heat pump mode. Futhermore, an auxiliary electric heater of new type was equipped to the heat pump air-conditioning loop as a new approach. Hence, a proto-type heat pump air conditioner has been made and tested to investigate the feasibility of the HFC-134a automobile air-conditioning system that could be worked as a heat pump. The experiment results showed that the sufficient heating capacity could be obtained by adding a heat pump with an new electric type auxiliary heater into the conventional heat core in low temperature condition.
The Otto Cycle of conventional gasoline engine has no difference between compression ratio and expension ratio. because of the same length of 4 strokes : Intake, compression, expension, exhaust. On the other hand, miller cycle engine achieves both low-compression ratio and high-compression ratio by shortening the length of compression stroke among 4 strokes. Therefore miller cycle engine is essential for lessening knocking and improving heat efficiency. This paper Is designed to discribe not only principle and the development trend of miller cycle engine but also the control system and the technical characteristics of it.
The purpose of this work is to investigate the effect of premixing condition on the combustion and exhaust emission characteristics in a HCCI diesel engine. To form homogeneous charge before intake manifold, the premixed fuel is injected into premixed tank by GDI injection system and the premixed fuel is ignited by direct injected diesel fuel. But in the case of high intake air temperature, premixed fuel is auto-ignited before diesel combustion and soot emission is increased. In the case of light load condition, the BSFC is improved by intake air heating because increased air temperature promoted the combustion of premixed mixture. NOx and smoke concentration of exhaust emissions are reduced compared to conventional diesel engine. The combustion characteristics of the HCCI diesel engine such as combustion pressure, rate of heat release, and exhaust emission characteristics are discussed.
Stirling engine is an external combustion engine, whose efficiency approaches that of Carnot engine with the help of a regenerator. The regenerator is a heat exchanger composed of porous medium, whose performance is dependent on the pore structure. Three types of pore structures are considered in the present study. They are wire screen, random wire and composite structure, i.e. a combination of wire screens with different hydraulic diameters. The porosity more highly affects the performance of a regenerator compared to the hydraulic diameter. The random wire can yield high effectiveness even at a high porosity. The composite mesh gives better performance when the hydraulic diameter decreases in the direction from hot side to cold side.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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