• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.27-33
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• 2008

Natural gas has been considered one of the most promising alternative fuels for transportation because of its abundance as well as its ability to reduce regulated pollutants. We measured emission characteristics of nanoparticles from lean burn H/D(Heavy-Duty) CNG (Compressed Natural Gas) engine equipped with oxidation catalysts. The experiments were carried out to measure the emission and engine performance according to the ESC test cycle. The CO and THC conversion efficiencies on the best catalyst in the ESC test cycle achieved about 91 % and 83 %, respectively. From the measurement by the SMPS, the number of nanoparticles emitted from H/D CNG engine is reduced by about 99 % which is more than that of 2.5 L diesel engine. The particle number concentrations of H/D CNG engine were almost nanoparticles. Nanoparticles smaller than 30 nm emitted from the H/D CNG engine and diesel engine equipped with a CDPF(Catalyzed Diesel Particulate Filter) were quite similar. However, the particles bigger than 30nm from the CNG engine were smaller than the particles from diesel engine equipped with a CDPF. The higher the CNG engine load, the lower the particle number from engine-out, but it increased slightly at full load.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.21-26
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• 2011

대형경유차는 수량이 적음에도 불구하고 높은 운행 빈도로 인해 대기오염물질의 높은 비율을 차지하고 있다. 이에 대한 해결책으로 저공해 자동차인CNG(CompressedNatural Gas)버스가 대두되고 있다. CNG차량의 배출가스는 경유에 비해 PM이나 NOx가 크게 감소되는 경향을 보인다. 본 연구에서는 친환경 연료인 CNG에 수소를 혼합한 연료를 이용한 차량에서의 배기가스 후처리 기술에 대해 소개한다. CNG에 수소를 혼합함으로써, 엔진의 연소 효율은 올리고 배기가스를 감소시킬 수 있으나, CNG의 주성분인 메탄 역시 온실가스로서 이에 대한 저감도 필요한 실정이다. CNG엔진에서 배출되는 메탄에 대해 CNG산화촉매를 도입하여 저감 방향을 설정하였으며, 발생하는 NOx에 대해서는 urea-SCR 및HC(HydroCarbon)-SCR을 도입하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.164-169
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• 2015

Recent research has focused on alternative fuel to improve engine performance and to comply with emission regulation. Finding an alternative fuel and reducing environment pollution are the main goals for future internal combustion engines. The purpose of this study is to obtain low-emission and high-efficiency by hydrogen enriched CNG fuel in SI engine and is to clarify the effects of hydrogen enrichment in CNG fuelled engine on exhaust emission and performance. An experimental study was carried out to obtain fundamental data for performance and emission characteristics of hydrogen enrichment in SI engine. The experiment was conducted at 2500 rpm, bmep 2 bar, 4 bar conditions while CNG fuel was mixed with 10, 20 and 30% hydrogen blends. From the experimental results, combustion duration was shortened due to rapid flame propagation velocity of hydrogen and these were attributed to the burning velocity increasing exponentially with increasing hydrogen blending ratio. Hydrogen has much wider flammable limit than methane, gasoline and the minimum ignition energy is about an order of magnitude lower than for other combustion. By adding hydrogen, $CO_2$ and HC were reduced. However, $NO_X$ was increased dut to high rate of heat release for hydrogen substitutions.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.89-97
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• 2004

A heavy duty hydrogen enriched CNG engine has the possibility to obtain stable operation at ultra lean condition and to reduce emission extremely. And it can also serve as a so called bridge technology between the current fossil fueled engine and the future hydrogen power system. The emission, torque and brake thermal efficiency characteristics of a heavy-duty hydrogen-CNG engine were investigated to determine the proper mixing rate of hydrogen and CNG. It was found that the proper mixing rates at ${\lambda}=1.4$ and ${\lambda}=1.6$ were around 20% and 30% for hydrogen addition rate respectively.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.9-14
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• 2011

CNG 저장용기 재료인 SA-372 강에 대해 수소취화 영향을 조사하기 위한 시험을 수행하였으며 대기조건과 불활성 가스인 아르곤 그리고 CNG, HCNG 및 수소가스에 대해 35 MPa로 가압된 가스분위기에서 인장시험이 이루어 졌다. 또한 인장시험 속도는 4*10^-4 /s와 4*10^-5/s로 각각 설정하였다. 분위기 가스를 고압으로 유지한 상태에서 시험하기 위해 가압형 오토크레이버가 장착된 인장시험기를 사용하였다. 시험 결과 불활성 가스와 CNG 분위기에서는 대기조건의 인장강도, 연신률 및 단면수축률과 거의 유사한 특성을 보였으며 인장속도의 변화에 대해서도 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 30% 수소가 혼합된 수소혼합가스와 100% 수소 조건에서 인장강도는 큰 차이를 나타나지 않았지만 연신율과 단면 수축률에서는 눈에 띄는 변화가 있었다. 이로부터 수소가스의 취화효과는 수소가 포함된 조건에서 확인할 수 있었으며 수소농도가 높을수록 연신율과 단면수축률 변화가 크게 나타났다. 또한 인장 속도가 느릴수록 수소취화가 더 많이 나타나는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.829-833
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• 2012

대체천연가스(SNG)는 에너지 안보 차원에서 에너지 수급 안정화 방안의 하나로 많은 관심을 받고 있다. 또한 HCNG (또는 $H_2CNG$)는 배기가스 내의 유해 성분을 현저히 줄이고 열효율도 높일 수 있어서 내연기관이나 가정용 연료로 사용될 것으로 기대되고 있다. 그러나 SNG나 HCNG에 포함되어 있는 수소는 재료에 침투하여 그 재료의 역학적 특성을 크게 저하시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 SNG나 HCNG를 안전하고 효율적으로 수송 공급하려면 이를 위해 운용되는 인프라의 안전성과 신뢰성 확보가 선결되어야 한다. 본 연구에서는 중공 시험편을 이용한 인장시험법을 통하여 CNG 저장용기용 저합금강이 나타내는 고압 수소 분위기에서의 인장 특성 변화에 대하여 조사하였다.

• 소성∙가공
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• 제17권4호
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• pp.292-301
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• 2008

Type 2 compressed natural gas(CNG) storage vessels for automobiles are becoming widely used. They are not only supplied to automakers in Korea, such as Hyundai Motors, but increasingly, they are being exported overseas. Autofrettage is a process that produces beneficial residual stresses in a vessel by subjecting it to excessive internal pressure. This strengthens the vessel and improves its fatigue resistance. This paper presents research investigating the autoftettage process and residual stresses it produces in type 2 CNG storage vessels. A finite element analysis technique and a closed form equation are used. Then, fatigue resistance is analyzed through a fatigue evaluation performed according to ASME section VIII.

• 동력기계공학회지
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• 제16권5호
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• pp.5-12
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• 2012

희박예혼합기의 급속연소에 관한 연구를 위하여 2-실린더 가솔린 엔진을 부실 타입의 압축천연가스(CNG) 분사 엔진으로 개조하였다. 본 연구에서는 부실의 최적설계에 관심을 두고 두 종류의 부실을 적용하여 실험을 실시하였고, 부실의 체적과 홀 개수는 1.5cc와 6개로 각각 동일하게 하고, 홀 직경을 0.8mm 및 1.1mm로 달리하였다. CNG연료는 포트연료분사(Port fuel injection; PFI)와 부실분사(Sub-chamber injection; SCI)에 의해 엔진에 독립적으로 공급되고, 그 실험결과로 구한 연소압력, 평균유효압력(IMEP), 질량연소분율과 사이클변동계수(COV) 등을 서로 비교하였다. 본 연구의 대표적 실험연구결과로서 PFI 타입의 엔진연소특성은 희박예혼합기의 경우를 제외하고 모든 조건에 있어서 기존의 가솔린 엔진과 비슷하였고, SCI 타입의 엔진연소특성으로 평균유효압력은 부실 내에 불완전 예혼합기형성으로 PFI 타입보다 낮았으며, COV는 SCI 타입이 희박가연한계가 확대됨으로 인하여, 특히 높은 공기과잉률 범위에서 PFI 타입과 비교해 보다 좋은 결과를 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.22-27
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• 2013

수소와 CNG를 혼합한 HCNG는 CNG에 비해 연소효율이 높고 보다 친환경적인 연료로 CNG 엔진의 다음 단계의 엔진으로 각광받고 있으며, 수소시대로의 가교역할을 할 것이라 전망된다. 2014년 EURO-6의 도입으로 CNG 및 HCNG 차량에서 발생되는 메탄가스에 대해서도 규제가 이루어질 전망이다. 본 연구에서는 HCNG 엔진의 배기가스 중 메탄가스를 저감하기 위한 메탄산화촉매를 다루었다. 메탄산화촉매의 장시간 운전에 따른 내구성 및 메탄산화 양상 등에 대해 연구했으며, 이 때 촉매의 화학적인 현상을 분석하기 위해 촉매의 중요한 인자인 귀금속 분산도, 비표면적 변화 등을 촉매 활성과 연계하여 연구하였다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제2권3호
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• pp.93-101
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• 2001

Distribution of fuel-air mixture has a strong influence on performance and emissions of a compressed natural gas (CNG) engine. In this paper, parametric study is performed by KIVA-3V to investigate fuel-air mixture with respect to injection timing, cycle equivalence ratio and engine speed. With open-valve injection intensive mixing during intake and compression stroke results in relatively homogeneous mixture in the cylinder. Sequential induction of fuel-air mixture and fresh air results in stratification in the cylinder among the test cases at closed-valve injection. There is close similarity in the calculated distributions of the mixture in the cylinder with different cycle equivalence ratios and engine speeds. The results are compared against pressure traces and flame images obtained in a single cylinder engine converted from a 11L six-cylinder heavy duty diesel engine.