• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제16권3호
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• pp.134-139
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• 2011

Recent research has focused on engine combustion technology as well as application of after-treatment in order to comply with emission regulation. However, it is much more efficient way to control emissions from engine itself and furthermore research on engine control will provide the direction of after-treatment technology in future. Furthermore, emission standard regulation for passenger diesel vehicles has been stringent compared to others and nano-particles will be included in EURO6 regulation in Europe and similar emission standard will be introduced in Korea. A 3.0 liter high speed diesel engine equipped with by CRDI system of 160MPa injection pressure, and an intake/exhaust system of V type 6 cylinder turbo-intercooler was applied. The injection duration and injection quantity, pilot injection types which are related to CRDI and air/fuel ratio control applied by EVGT were changed simultaneously. Standard experiment procedure constituted dilution apparatus and CPC system to collect nano-particles and these test results were compared with regulated materials of CO, HC, NOx and investigated their relations and characteristics of nano-particles.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.112-120
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• 2005

The injector, which is used in a 4-valve gasoline engine, is required to be maintained the dual stream because of the design of dual intake port. In addition, the spray characteristics of fuel injector have strong influence on engine performance, exhaust emission, fuel consumption, and especially the cold start condition for the port injection. So, commercial gasoline injectors off different type were inspected. Those are 2 hole,4 hole, air shroud 4 hole, and air shroud 4 hole injector with separator. The spray behavior of dual stream was researched by the visualization system and PDPA system was employed to measure the droplet size. Atomization is one of the most important characteristic, so droplet size distributions and SMD are investigated. And the spray characteristics of each injector are also analyzed such as the spray tip penetration, spray angle, and separation angle.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권3호
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• pp.193-204
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• 2010

본 연구는 국내 여건에 적합한 돈사시설과 분뇨처리가 일체형으로 조합된 고상식 돈사에 적합한 환기시스템을 찾고자 수행하였다. 덕트입기${\rightarrow}$ 측벽배기 (처리 V1), 처마입기 (측벽천장)${\rightarrow}$측벽배기 (처리 V2), 천장입기${\rightarrow}$측벽배기 (처리 V3) 3종류의 환기시스템을 설치하였다. 시험 시기는 겨울철과, 여름철부터 가을철에 실시하였다. 환기시스템별 고상식 돈사내 온도, 공기유속, 암모니아, 황화수소, 돼지성장 등을 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 겨울철 동안 온도는 덕트입기에서 온도가 약간 높은 경향을 보였으며, 외기온도에 영향을 받지 않았다. 여름철부터 가을철 동안 최고온도는 $33.4{\sim}33.8^{\circ}C$ 처리간에 큰 차이를 보이지 않았으며,외기온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 가을철 일일 연속적 온도 변화에서 처마입기가 다른 환기시스템보다 낮은 온도를 유지와 온도의 편차가 큰 것으로 나타났다. 겨울철 동안 돈사내 공기유속은 덕트입기와 처마입기는 0.02~.21 m/s 로 비슷한 경향이었으며 천장입기는 0.04~.15 m/s 이었다. 여름철부터 가을철동안 돈사내 공기유속은 덕트입기 0.10~.41 m/sec 처마입기 0.10~83m/sec 천장입기 0.11~.26 m/sec의 공기유속을 보였다. 가을철 일일 연속적 공기유속변화에서 처마입기가 공기유속의 변화가 다른 환기시스템보다 큰 것으로 나타났다. 겨울철 동안 돈사내 $NH_3$ 발생 최고 농도는 덕트입기 7.0 ppm, 마입기 3.5 ppm,천장 입기 8.7 ppm 검출 되었으며,$H_2S$는 검출되지 않았다. 여름철부터 가을철 동안 돈사내 $NH_3$ 발생 최고농도는 덕트입기 6.1 ppm, 처마입기 2.8 ppm, 천장입기 5.6 ppm 검출되었다. 돼지 성장에서 환기시스템 간 통계적인 유의성은 없었으나, 겨울철 동안 일당증체량은 덕트입기와 천장입기가 처마입기보다 약 4% 높은 증체를 보였으며, 사료섭취량/증체량은 덕트입기에서 사육되는 돼지가 효율이 약 4% 높은 것으로 나타났다. 여름철부터 가을철 동안 덕트입기와 천장입기에서 사육되는 돼지의 일당증체량이 처마입기에서보다 약 3% 정도 높은 경향을 보였으며, 사료섭취량/증체량은 덕트입기에서 사육되는 돼지가 효율이 약 2% 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 고상식 돈사용 환기시스템으로 처마입기 (측벽천장) 측벽배기 적용은 비효율적이라 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.97-104
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• 2015

This study is a part of the high pressure injection system development on the Turbo GDI engine in order to reduce smoke emission in case of using the low volatile(high DI) fuel which is used as normal gasoline fuel in the US market. Firstly, theoretical approach was done regarding gasoline fuel property, performance, definition of particle matters and its creation as well as problems of the high DI fuel. In this experimental study, 2L Turbo GDI engine was selected and optimized system parameter was inspected by changing fuel, fuel injection mode (single/multiple), fuel pressure, distance between injector tip and combustion chamber, start of injection, intake valve timing in engine dyno at all engine speed range with full load. In case of normal gasoline fuel, opacity was contained within 2% in all conditions. On the other hands, in case of low volatile fuel (high DI fuel), it was confirmed that the opacity was rapidly increased above 5,000 rpm at 14.5 ~ 20 MPa of fuel pressure and there were almost no differences on the opacity(smoke) between 17 MPa and 20 MPa fuel pressure. According to the SOI retard, smoke decrease tendency was observed but intake valve close timing change has almost no impact on the smoke level in this area. Consequently, smoke decrease was observed and 16% at 6000rpm respectively with injector washer ring installed. By removing injector washer to make injector tip closer to the combustion chamber, smoke decrease was observed by 46% at 5,500 rpm, 42% at 6,000 rpm. It is assumed that the fuel injection interaction with cylinder head, piston head, intake and exhaust valve is reduced so that impingement is reduced in local area.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.51-58
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• 2003

A cycle simulation method is developed by coupling a commercial code, Ricardo's WAVE, with the SENKIN code from CHEMKIN packages to predict combustion characteristics of an HCCI engine. By solving detailed chemical kinetics the SENKIN code calculates the combustion products in the combustion chamber during the valve closing period, i.e. from IVC to EVO. Except the combustion chamber during the valve closing period the WAVE code solves thermodynamic status in the whole engine system. The cycle simulation of the complete engine system is made possible by exchanging the numerical solutions between the codes on the coupling positions of the intake port at IVC and of the exhaust port at EVO. This method is validated against the available experimental data from recent literatures. Auto ignition timing and cylinder pressure are well predicted for various engine operating conditions including a very high ECR rate although it shows a trend of sharp increase in cylinder pressure immediate after auto ignition. This trend is overpredicted especially for EGR cases, which may be due to the assumption of single-zone combustion model and the limit of the chemical kinetic model for the prediction of turbulent air-fuel mixing phenomena. A further work would be needed for the implementation of a multi-zone combustion model and the effect of turbulent mixing into the method.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.146-156
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• 1995

Growing international concern about environmental issues in recent years has led to new proposals for strengthening exhaust emission standards and fuel economy requirements throughout the world. The low emission vehicle(LEV) standards drawn up by the California Air Resources Board(CARB) in the U.S.A are noticeably stringent To cope with this regulation, a reduction of HC emission is the most important challenge for the automotive industry because HC emission levels are severer than any other components emission levels. In this paper, the apparatus for visulalizing the wall film flow in a intake manifold and the spark plug with optical fiber for detecting the signal from diffusion flame are developed to mal,e the HC formation mechanism clear. High speed camera system is also used to elucidate the correlation wall film flow and the diffusion flame. Using these methods, the effect of fuel injection systems such as injection direction, spray angle, atomised injection on HC emission levels is investigated. Consequently, the optimal fuel injection conditions for minimizing the wall film flow and reducing the HC emission are found through this research.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.373-381
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• 2012

To determine the performance characteristics of motorcycle engine using biogas for practical use, the intake system of a 110 cc motorcycle engine is properly modified to operate with biogas as a fuel. Biogas is a potentially renewable fuel for replacing gasoline in future, but it has high percentage of $CO_2$ that could lead to slow the burning rate of biogas-air mixture and cause instability in combustion. Thus, the performance characteristics of biogas-fueled motorcycle engines could be different from those of gasoline motorcycle engines. In this paper, the important parameters of performance characteristics (such as: power output, thermal efficiency, fuel consumption, exhaust emission,${\cdots}$) of biogas-fueled motorcycle engine are studied and estimated with change of engine speed and load. The obtained results when operating with biogas are used to compare with that of gasoline fuel under the same operating conditions. Engine speed in the experimental is changed from 1500 rpm (idle-mode) up to 3500 rpm by a step of 500 rpm. Engine load is changed from zero to maximum load with the help of an exciting voltage device from generator-type dynamometer. The experimental results show that the tested engine operated with richer biogas-air mixture than that of gasoline-air mixture under the same test conditions. Biogas-fueled engine gives a higher fuel consumption and lower thermal efficiency under the same power output. Brake thermal efficiency of biogas engine is found to be about 3% lower than gasoline-fueled motorcycle engine for whole range of speed. Exhaust emission of biogas-fueled motorcycle engine (such as: CO, HC) is found to be lower than the limitation level of the emission standards of Vietnam for motorcycle engines (CO <4.5% HC <1200 ppm).

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.90-98
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• 2002

본 연구는 선회유동과 연소인자가 9.4L인 터보과급 디젤엔진의 성능과 배기가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 일반적으로 디젤엔진의 연소과정에서 선회유동은 분사되고 있는 연료와 흡칩공기의 혼합을 촉진시켜 줌으로써 엔진성능을 향상시키는데 매우 중요한 인자가 된다. 특히 터보과급 디젤엔진에서는 실린더내의 고온.고압가스로 인하여 연비와 NO$_{x}$ 농도는 서로 상반관계를 가지므로 적절한 용량의 과급기선정으로 흡.배기시스템, 분사시스템 및 연소실의 설계 등을 고려할 필요가 있다. 본 연구의 결과로서, 정상유동실험을 통하여 선회비가 증가함으로써 평균유량계수가 감소하고, 반면에 걸프 펙터가 증가함을 알 수 있었다. 또한 엔진실험을 통하여 흡기포트의 선회비 2.43, 분사시기 BTDC 13$^{\circ}$ CA, 압축비 16, 리앤트란트 5$^{\circ}$형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.28*6 및 과급기 GT40(압축기 A/R 0.58, 터빈 A/R 1.19)의 적용인자가 최적의 성능 및 배기가스를 만족시킬 수 있었다.