• 디지털융복합연구
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• 제17권12호
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• pp.203-210
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• 2019

오늘날 대부분의 자동차는 전자제어를 통하여 엔진의 상태를 제어하여 최적의 성능을 얻을 수 있도록 하고 있다. 본 연구는 캔통신을 이용하여 자동차의 엔진의 정보를 운전자에게 실시간으로 화면에 표시하여 고장진단과 최적의 자동차 상태를 유지하는 장치를 개발하였다. 이 시스템은 엔진에서 발생되는 정보를 OBD2 소켓을 통하여 엔진의 흡배기온도, 현재 배터리 전압, 타이어 공기압, RPM, DPF 포집량, 토크, 마력 등의 정보를 실시간으로 운전자에게 표시하여 운전자가 차량의 상태를 즉시 확인이 가능하다. 타이어의 공기압을 측정하여 화면에 표시하여 안전운행에 도움을 줄 수 있으며, 자신의 취향에 맞도록 변속타이밍을 설정할 수 있는 모드를 제공한다. 특히 디젤엔진 자동차의 경우 매연으로 인한 문제는 자동차 성능과 환경오염에 악영향을 미칠 수 있으므로 시스템 화면에 DPF 포집량을 표시하여 환경오염 방지와 효율적인 자동차 관리를 할 수 있도록 시스템을 개발하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.182-189
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• 2014

This paper proposes a decoupler design method to reduce interaction between exhaust gas recirculation (EGR) and variable geometry turbocharger (VGT) systems in passenger car diesel engines. The EGR valve and VGT vane are respectively used to control air-to-fuel ratio (AFR) of exhaust gas and intake pressure. A plant model for EGR and VGT systems is defined by a first order transfer function plus time-delay model, and the loop interaction between these systems is analyzed using a relative normalized gain array (RNGA) method. In order to deal with the loop interaction, a design method for simplified decoupler is applied to this study. Feedback control algorithms for AFR and intake pressure are composed of a compensator using PID control method and a prefilter. The proposed decoupler is evaluated through engine experiment, and the results successfully showed that the loop interaction between EGR and VGT systems can be reduced by using the proposed decoupler. Furthermore, it presents stable performance even off from the designed operating point.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.278-284
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• 2006

가솔린 엔진에 비하여 디젤 엔진은 효율성, 신뢰성, 내구성 측면에서 우수한 특성을 보유하고 있다. 그러나, 디젤 엔진의 최대 약점은 카본기 물질로 알려진 분진(PM)의 방출이다. 최근 엔진 제어와 후처리를 통하여 엄격한 규제 조항에 부합하는 커다란 기술적 발전을 이룩하였다. 보다 엄격하게 진행되고 있는 환경규제를 대응하기 위하여, 본 연구에서는 배기가스 온도 증대를 통한 PM 저감 방안에 초점을 맞추었다. PM 재생 온도를 증대시키기 위하여, DPF 필터와 DOC 전방에 HC를 분사하는 방안을 제안하였다. 본 연구를 통하여, 우리는 LPG 분사 특성을 파악할 수 있는 벤치를 제작하고 관련 DB를 구축하여 LPG 분사 최적화와 ECU 제어 로직을 정량화 할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.611-616
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• 2013

선박운항의 경제성, 효율성 및 편리성을 높이면서 친환경적인 선박에 대한 연구가 지속적으로 추진되고 있는데, 그 중 한 예로 전자제어식 디젤엔진의 개발을 들 수 있다. 그러나 전자제어식 엔진으로 추진되는 선박은 안전성과 신뢰성이 우려되고 있어 이들을 선박에 널리 보급하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 전자제어식과 캠구동식 연료분사시스템을 탑재하고 있는 선박의 주기관을 이용하여 시스템별 배기성능을 비교 분석하였다. 그 결과 전자제어식의 경제적 운항 모드에서는 캠구동식과 비슷한 배기특성을 나타내었지만, 유해가스 저배출 모드의 100% 부하상태에서는 NOx를 100ppm 이상, HC의 경우 50% 부하상태에서는 10~20ppm을, 25% 부하상태에서는 35~40ppm을 캠구동식에 비해 저감시킨다. 연료소비율에 있어서는 25% 부하상태에서 압축압력을 캠 구동식에 비해 200bar 이상 증가시킨 700bar로 유지할 때 7g/kWh 정도 저감되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1077-1084
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• 2017

기존의 선박용 디젤 엔진에는 항상 일정한 엔진 부하량을 유지하는 캠 구동장치가 적용되고 있었으나, 최근 환경규제로 인하여 엔진 부하량에 따라 실린더 온도를 개별적으로 제어하는 LDCL(Load dependent cylinder liner) JWCS(Jacket water cooling system)가 적용된 전자유압 제어방식이 개발되었다. 이 시스템에서 3-way 밸브는 실린더의 상부와 하부와의 온도 차이를 줄여 저온부식을 방지하는데, 대부분 수입에 의존하고 있으며 토출유량이 낮다. 이에 본 연구에서는 3-way 밸브 내부 형상 관련 설계인자가 성능(토출 유량 및 온도)에 미치는 영향을 파악하여 밸브의 형상 설계를 수행하였으며, 기존 모델과의 성능 비교를 통해 제안된 밸브의 우수성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1486-1488
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• 2005

본 논문에서는 수퍼캐패시터(Supercapacitor 이하 수퍼�L)를 이용하여 엔진 발전기를 전원으로 하는 권상부하 시스템의 부하전력 분배와 회생에너지의 저장 기법을 제안한다. 대표적인 권상부하 시스템인 크레인의 경우, 크게 두가지 운전모드로 동작한다. 첫번째 운전모드는 부하를 들어올리는 동작(Hoist-Up)으로서 가속 종료시점에서 최대전력을 소모한다. 두번째 운전모드는 부하를 내리는 동작(Hoist-Down)으로서 이때 희생되는 전력은 일반적으로 저항을 통하여 소모된다. 본 논문에서는 에너지 저장장치의 하나인 수퍼�L을 이용하여 Hoist-Down 운전에서 희생되는 에너지를 저장하고 Hoist-Up 운전에서 필요한 전력을 보조하도록 하였다. 수퍼�L의 충방전을 위하여 상용 3상 인버터와 동일한 구조를 가지는 DC-DC 컨버터를 제안하였다. 또한 발전기와 수퍼캐패시터의 Load Sharing을 최적화하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법을 이용하면 디젤엔진 발전기의 크기를 대폭 줄일 수 있고 따라서 연비의 개선, 소음 및 공해의 감소를 기대할 수 있다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.128-134
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• 2008

독립형 전원시스템에서 엔진을 이용한 발전시스템은 지금까지 에너지의 효율적인 측면보다는 설치 단가 및 신뢰성이 중요한 이슈가 되어왔으나, 최근 들어 신뢰성과 함께 에너지의 효율적 사용, 대기 환경 개선 및 발전 전력 품질 등이 점차 중요시 되어가고 있다. 가변속 엔진 발전 시스템의 경우 출력 전력에 대응하여 엔진 속도를 가변함으로써, 경부하시 획기적인 효율 개선이 가능하다. 또한 부하 전압, 주파수는 출력 인버터에 의해 제어되므로, 그 응답 속도가 빨라 고 품질의 전력을 전원에 공급할 수 있다. 특히 급격한 부하 증가 시 엔진 출력이 늘어나는 시간동안 부족한 전력을 슈퍼캐패시터로부터 공급받음으로써, 부하 급증 시에도 안정된 전력 공급이 가능하다. 본 논문에서는 소형 디젤 엔진과 슈퍼캐패시터를 이용한 가변속 엔진 발전 시스템의 개념을 설명하고, 가변속 운전의 필요성, 고정 운전속 대비 연비 절감 및 3상 4선식 인버터를 사용한 고품질의 전력 공급 등의 타당성을 모의 실험과 실험을 통하여 검증하도록 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.379-387
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• 2011

최근 디젤엔진에서 엔진성능향상 및 배출가스저감을 위해 저압 EGR시스템에 대하여 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 저압 EGR시스템은 EGR율에 따라 과급압력이 영향을 받지 않기 때문에 PM을 최소 화하면서 $NO_x$를 저감할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 2.0L급 고속직분사방식의 엔진에서 출력 및 연비저하로 EGR적용이 어려운 엔진회전수 2000 rpm, BMEP 1.0 MPa, 과급압력 181.3 kPa인 중부하 운전영역에서 서로 다른 EGR시스템에 따른 엔진성능 및 배출가스 특성을 실험적으로 연구하였다. 그 결과로서 기존의 고압 EGR시스템 또는 배압조절밸브를 사용하는 저압 EGR시스템에 비하여 ETC를 적용한 저압 EGR시스템이 $NO_x$ 배출특성은 큰 차이가 없는 반면에, 연비 및 열효율이 향상되고 PM 저감에 연소효과를 나타내고 있음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.468-472
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• 2015

최근 대두되는 선박배기가스 저감 등의 환경정책으로 인하여 에너지의 효율적 이용에 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 함정의 에너지 효율 향상을 위하여 사용 부하에 따라 해수펌프를 제어하는 고효율 해수냉각시스템을 제안한다. 본 논문에서는 제안하는 시스템의 효과를 알아보기 위하여 추진 디젤기관의 냉각시스템을 모델링 하고 함정 운항특성을 고려한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 고효율 해수냉각시스템이 기존 해수냉각시스템에 비하여 약 53%의 에너지 절감효과가 있었다. 본 연구 결과는 향후 함정 추진 디젤기관의 해수냉각시스템의 성능 향상에 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.15-20
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• 2010

최근 들어 유럽 및 미국을 중심으로 각광받고 있는 가스화 열병합 설비는 석탄이나 바이오매스, 폐기물로부터 지역의 전기 및 냉난방 에너지를 공급하는 중소형 규모의 에너지 시스템으로서 시장적 측면이나 기술적 측면에서 그 활용 가능성이 매우 밝은 것으로 예견되고 있다. 가스화로부터 얻어지는 합성가스는 일반적으로 가스엔진, 스털링 엔진, 마이크로 가스터빈 및 중소형 가스터빈 등이 원동기 연료로 사용될 수 있다. 그러나 가스화를 통한 합성가스는 일반적으로 LPG, CNG와 같은 고발열량 가스연료에 비해 발열량이 낮고, 반응성 및 화염속도도 매우 큰 차이를 보인다. 본 연구는 저발열량의 합성가스연료를 이용한 고효율 전소엔진 개발의 전 단계로서 60kW급 디젤혼소엔진을 개발하였다. 저발열량의 합성가스를 모사하기 위해 CNG에 질소를 희석한 연료를 사용하였으며, 디젤 연료 분사를 제어하기 위한 인젝터 드라이버 및 ECU를 적용하였다.