• 한국분무공학회지
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• 제27권4호
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• pp.195-202
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• 2022

Recently, the global automobile market is rapidly changing from internal combustion engine vehicles to eco-friendly vehicles including electric vehicles. Among eco-friendly vehicles, LPG vehicles are low in fine dust and are suggested as a realistic way to replace diesel vehicles. In addition, it is more economical than gasoline in its class, showing a cost-saving effect. In Korea, the business of converting gasoline into LPG is active. Research is being conducted to apply this to hybrid vehicles. In this study, the difference in energy consumption efficiency was analyzed when LPG fuel was applied by selecting a 2-liter GDI hybrid electric vehicle. The operation of the hybrid system according to various driving characteristics was confirmed by selecting the WLTC mode. As a result, it was confirmed that the BSFC was about 5% lower than that of gasoline fuel when using LPG fuel. This is due to the active operation of the motor while driving. Optimization is required as battery consumption increases from an energy perspective.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.105-113
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• 2010

In this study, a feasibility test of liquid petroleum gas (LPG) compression ignition (CI) engine has been carried out to study the effectiveness of cetane enhancing additive: Di-tertiary-butyl peroxide (DTBP). Performance and emissions characteristics of a CI engine fuelled with DTBP blended LPG fuel were examined. Also, the effect of EGR (exhaust gas recirculation) on the combustion and emissions characteristics has been investigated. Results showed that stable engine operation over a wide range of the engine loads was possible. Exhaust emissions measurements showed that hydrocarbon were decreased with the blended fuel at enhancing cetane number. Furthermore, the combustion stability of LPG with a cetane number improver was equivalent to that of commercial Diesel fuel. Increasing the EGR rate leads to deteriorate the IMEP (indicated mean effective pressure) and increase the ignition delay. It was found that the exhaust emissions with the EGR resulted in a very large reduction in nitrogen oxides at the expense of higher THC and CO emissions. Considering the results of engine performance and exhaust emissions, LPG blended fuel of enhancing cetane number could be used as an alternative fuel for diesel in a CI engine.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.65-72
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• 2011

In this study, the numbers, sizes of particles from a single cylinder direct injection spark-ignition (DISI) engine fuelled with gasoline and LPG are examined over a wide range of engine operating conditions. Tests are conducted with various engine loads (2~10bar of IMEP) and fuel injection pressures (60, 90, and 120 bar) at the engine speed of 1,500 rpm. Particles are sampled directly from the exhaust pipe using rotating disk thermodiluter. The size distributions are measured using a scanning mobility particle sizer (SMPS) and the particle number concentrations are measured using a condensation particle counter (CPC). The results show that maximum brake torque (MBT) timing for LPG fuel is less sensitive to engine load and its combustion stability is also better than that for gasoline fuel. The total particle number concentration for LPG was lower by a factor of 100 compared to the results of gasoline emission due to the good vaporization characteristic of LPG. Test result presents that LPG for direct injection spark ignition engine help the particle emission level to reduce.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2018

국제해사기구의 선박배출가스 규제 등의 환경규제 강화로 세계 주요 국가에서는 선박배출가스에 대한 3가지 솔루션 중에서 LNG연료를 장기적 솔루션으로 추진하는 국가와 기업이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 세계적으로 LNG벙커링에 대한 비즈니스를 어떠한 형태로 이끌어 가는지에 대한 고찰로서, 주요 국가인 일본, 중국, 싱가포르의 아시아 지역과 유럽 그리고 미국을 중심으로 비즈니스 모델 관점에서 분석을 하였다. 연구결과 중국은 국가 위주의 LNG벙커링 정책 수립 후에 국가와 에너지 회사가 제휴하여 LNG연료추진선박용 LNG벙커링 비즈니스를 진행하여 있음을 발견하였다. 유럽 일부와 미국은 순수한 민간회사 위주의 LNG벙커링 비즈니스가 진행되고 있으며, 민간회사는 현재 선박유보다 저렴한 LNG연료 확보를 위하여 LNG터미널, 천연가스 액화플랜트 등의 중상류 사업자와의 제휴를 통해 가격 경쟁력이 높은 LNG를 확보하면서 자사 LNG연료추진선박에 LNG벙커링을 하는 비즈니스 모델을 가지고 있다. 전 세계 LNG벙커링 비즈니스는 공기업보다는 민간기업 위주로 진행되고 있으며, LNG벙커링 인프라 구축에는 초기비용이 필요하여 대부분 에너지 대기업 위주로 비즈니스가 진행되고 있었다. LNG벙커링 비즈니스는 현재 3가지 모델(TOTE 모델, Shell 모델, ENGIE 모델)이 개발 되고 있다. 국가별로 LNG벙커링 비즈니스 추진 방식은 기업 및 국가 정책에 따라 다르게 적용된다는 것을 발견하였다.

• 한국가스학회지
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• 제3권3호
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• pp.51-57
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• 1999

본 연구에서는 연료로 많이 사용될 뿐 아니라 폭발사고도 많이 발생하는 액화석유가스(LPG)가 밀폐공간 내에 누출되어 가스폭발사고가 발생할 경우 폭발에 의한 피해발생 현상들의 예측과 위험성을 평가하고자 폭발시 개구부가 발생되는 가스폭발에 대한 폭발특성측정 실험을 실시하였다 . 실험장치의 크기는 가로, 세로, 높이가 각각 60 cm, 100 cm, 45 cm인 폭발통을 사용하였으며 건물 내 가스폭발시 유리창 등이 파열되어 개구부가 발생되는 현상과 유사하도록 폭발통의 한쪽 측면에는 격막을 설치하여 폭발시 파열되도록 하였다. 실험 변수로는 LPG의 농도, 점화위치, 폭발시 발생하는 파구의 면적, 파열면으로부터 거리, 및 파열면의 강도등이며 연구결과, 폭발시 개구부가 생성되는 경우는 밀폐공간과는 달리 농도의 변화보다 파열면의 강도에 의해 폭발특성이 영향을 받으며 점화위치에 의한 폭발특성의 변화도 밀폐공간의 경우에 비해 크게 나타났다. 또한 파열면 개구부가 작을수록, 파열면의 강도가 클수록 파열압력(내부폭발압력)과 외부에 미치는 폭풍압력이 증가하였으며 파열면에서 멀어질수록 폭풍압력이 감소하는 현상들을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.110-118
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• 2010

청정녹색 액체 연료를 생산하기 위하여, 에탄올에 Bulk-glycerol을 6:4로 혼합하여 용매로 사용한 경우, 반응시간 30 분 동안에 반응온도 $315{\sim}326^{\circ}C$범위에서 왕겨 80 %이상이 분해되어 액화된 것으로 나타났다. 특히 부탄올을 용매로 사용했을 경우 바이오매스 전환율이 84.4 %로 가장 높게 나타났다. Crude oil을 연료로 이용한 기존 온풍난방기의 난방특성을 분석한 결과 Crude oil의 발열량이 대체적으로 경유보다 약 24 % 낮았으며, 특히 오일온도가 낮을 경우 불안전연소로 인한 매연이 나타났으며 화염의 불꽃길이도 줄어들었음을 알 수 있었다. 온풍온도는 $63{\sim}65^{\circ}C$를 유지하였으며 배기가스온도는 $350{\sim}380^{\circ}C$의 범위를 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.698-703
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• 2014

최근 기존 화석연료의 고갈로 인하여 대체에너지로써 천연액화가스의 수요 증가와 함께 LNG 운반선의 수요가 증가하고 있으며, 그로인해 극한의 환경에서 사용할 수 있는 LNG 선박용 벨로우즈의 수요 또한 증가할 것으로 예상된다. 현재 LNG 선박용 벨로우즈에 사용되는 재료는 저온취성과 해수부식에 강한 INCOLOY 825와 STS316L합금이다. 본 연구에서는 극저온에 사용되는 LNG용 벨로우즈 재질인 INCOLOY 825과 STS316L 합금에 대하여 최적의 용접조건을 설정하고, 에릭센 시험을 통하여 용접부의 성형성을 분석하였다. 최적 조건에서의 용접시 용접부의 인장강도는 모재에 비하여 90% 이상의 강도값을 나타내었다. 또한 에릭센 시험을 통한 성형성 분석의 결과, 용접부가 아닌 모재에서 파단이 발생하는 매우 양호한 용접부를 얻을 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.114-120
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• 2006

The basic effects of hydrogen addition for engine performance and emission were investigated in single cylinder research engine. Seven commercial injectors were tested to choose a suitable injector for hydrogen injection prior to its engine implementation. The hydrogen fuel leakage and flow rate were evaluated for each injector and KN3-1(Keihin, CO.) showed the best performance for hydrogen fuel. At the higher excess air ratio(${\lambda}=1.7$, 2.0), the better combustion stability was found with hydrogen addition even though its effect was small at lower excess air ratio (${\lambda}=1.0$, 1.3). Stable operation of the engine was even guaranteed at ${\lambda}=2.0$, if the amount of hydrogen gas was near 15% of total energy. In the lean region, ${\lambda}>1.3$, thermal efficiency was improved slightly while it was not clearly observed at ${\lambda}=1.0$, 1.3. It is considered that, in some cases, high temperature environment due to hydrogen combustion caused further heat loss to surroundings. Except for ${\lambda}=1.0$, with larger amount of hydrogen addition, CO was reduced drastically but it was emitted more at the leaner region. Nitric oxides(NOx) was increased a little more with hydrogen addition at ${\lambda}=1.0$, 1.3. However, at ${\lambda}>1.3$ its relative amount of emission was low. In addition, the amount of NOx was continuously decreased with hydrogen addition, but, at ${\lambda}=2.0$ the amount of NOx was lowered to 1/100 of that of ${\lambda}=1.0$. THC emission was significantly increased as air/fuel ratio was raised to leaner region due to misfire and partial burn.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.133-140
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• 2007

The purpose of this study was to evaluate the effects of gasoline fuel to the LPI engine. Firing test bench was used in order to assess the effect on gasoline-injected LPI engine. Gasoline fuel was supplied into the reverse direction(3-4-2-1 cylinder) at 3.0 bar with commercial gasoline fuel pump. Engine test was performed using the firing test mode at end of line. The deviations of excess air ratio of each cylinder and maximum combustion pressure using gasoline fuel were within 0.1 and $1{\sim}2\;bar$. Engine start time was measured with changing coolant temperature at $20^{\circ}C,\;40^{\circ}C,\;80^{\circ}C$, respectively. Residual gasoline volume in the fuel line was measured about 32 cc after firing test and it was less than 2 cc within 10 seconds purging. To simulate the end of line, the residual gasoline in the fuel line was purged during 5 and 10 seconds. Start time of LPI engine with LPG fuel were 0.61 and 0.58 seconds. This work showed that severe problems such as misfiring and liner scuffing were not occurred applying gasoline fuel to LPI engine.