• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.895-904
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• 2011

Stratified charge has been thought as one of the ways to avoid a sharp pressure rise on HCCI combustion. The purpose of this study is to evaluate the potential of stratified charge for reducing PRR on HCCI combustion. The pre-mixture with thermal, mixing and EGR stratifications is charged in Rapid Compression Machine. After that, the pre-mixture is compressed and in that process, in-cylinder gas pressure and temperature are analyzed. Additionally numerical calculation with multi-zones modeling is run to know the potential of stratified charge for reducing PRR.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1035-1042
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• 2010

HCCI 엔진연소에서 열적성층화 효과는 노킹을 회피하는 수단으로서 생각되고 있다. 본 연구에서는 DME 와 n-Butane 을 연료로 하는 HCCI 엔진연소의 열적성층화 효과를 조사하였다. 예혼합기가 연소실내부에 투입되고 부력의 효과를 이용하여 연소실 내부에 열적성층화를 형성한다. 그 뒤에 피스톤의 압축에 의해서 단열압축 시킨 후 연소실압력과 2 차원화학발광법을 계측하여 해석하였다. 열적성층화가 존재하는 경우에는, 저온산화반응과 고온산화반응의 시작시기가 균질한 경우에 비해서 진각되었고 연소기간은 길어졌다. 발광의 시작은 온도가 높은 곳에서부터 시작하여 온도가 낮은 곳으로 전파 되는 것을 확인하였고 발광기간도 길어짐을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1043-1050
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• 2010

HCCI엔진에는 농도성층화와 열적성층화가 존재하고, 이것들은 착화와 연소과정에 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 예혼합기의 불균질성이 HCCI연소과정에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 우선 4행정광학엔진을 이용하여 잔류가스가 있는 경우와 급속압축장치를 이용하여 잔류가스가 없는 경우의 예혼합기의 불균질성에 대하여 비교분석하였다. DME를 연료로 이용하고 프래밍카메라를 사용하여 2차원화학발광이미지를 취득하였다. 그 결과, 잔류가스가 있는 불균질 한 경우에 4행정엔진실험에서는 연소현상이 공간적으로 연소현상의 시간차이가 발생하였다. 잔류가스가 없는 급속압축장치의 실험에서는 4행정기관의 결과에 비해서 더 적은 공간적인 변화가 존재하는 것을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.157-163
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• 2008

The HCCI combustion mode poses its own set of narrow engine operating by knocking. In order to solve this, inhomogeneity method of mixture and temperature is suggested. The purpose of this research is to get fundamental knowledge about the effect of thermal stratification on HCCI combustion of PRF -Air mixture. The temperature stratification is made by buoyancy effect in combustion chamber of RCM. The analysis items are pressure, temperature of in-cylinder gas and combustion duration. In addition, the structure of flames using the two dimensional chemiluminescence's images by a framing camera are analyzed. Under stratification, the LTR starting time and the HTR starting time are advanced than that of homogeneous. Further, the LTR period of homogeneous conditions became shorter than that of the stratified conditions. With the case of homogeneous condition, the luminosity duration becomes shorter than the case of stratified condition. Additionally, under stratified condition, the brightest luminosity intensity is delayed longer than at homogeneous condition.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.449-456
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• 2010

HCCI 엔진은 고효율, 저공해를 실현할 수 있는 차세대 내연기관이다. 그러나 HCCI 엔진이 상용화되기 위해서는 몇 가지 문제점들이 해결되어야 한다. 그 중에서 가장 큰 문제점은 과도한 압력 상승률이 노킹을 발생시키기 때문에 운전영역이 제한되는 것이다. 이번 연구의 목적은 HCCI 엔진에서 압력상승률 저감을 위하여 온도 성층화와 농도 성층화 효과를 조사하는 것이다. 그리고 Multi-zone 모델을 이용한 화학반응 수치해석을 통하여 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 수치해석에서 2 단계 열발생을 가지는 DME와 1단계 열발생을 가지는 메탄을 사용하였다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.221-228
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• 2013

분무유도식 DISI엔진의 성층연소운전조건에서 분무 및 화염특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 연소가시화를 통하여 성층연소 DISI의 연소는 희박 예혼합 연소와 확산연소의 성격을 모두 가지고 있는 것으로 확인되었다. 분사시기에 따른 혼합기 형성특성이 연소의 특성을 결정하는 중요한 인자임을 관찰하였다. 분무와 혼합기 가시화를 통해 낮은 분위기압에서의 over-mixing, 높은 분위기압에서의 under-mixing이 발생하는 것을 확인하였으며 이러한 혼합기 형성과정의 결과에 따라 화염특성, 연소효율 등의 연소특성이 결정되는 것을 살펴볼 수 있었다. 또한, NOx, IMEP도 분사시기에 따른 경향성을 보였으며, 분사시기에 따른 연소상의 변화에 의한 영향임을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.24-30
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• 2004

As the environmental pollution becomes serious global problem, the regulation of emission exhausted from automobiles is strengthened. Therefore, it is very important to know how to reduce the NOx and PM simultaneously in diesel engines, which has lot of merits such as high thermal efficiency, low fuel consumption and durability. By this reason, the new concept called as Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engines are spotlighted because this concept reduced NOx and P.M. simultaneously. However, there is trade off between output and NOx in a HCCI engine. In this study, output and emission characteristics for a gasoline direct injection type HCCI engine were investigated to clarify the effects of intake air temperature, injection time and mixture formation. From these experiments, we found that the smoke was not produced when the fuel was injected earlier than BTDC 90$^{\circ}$. In addition, the output was increased because of delay of ignition time and NOx emission was decreased because of homogeneous charge of first injection in case of split injection.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1-8
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• 2010

The introduction of mixture heterogeneity has been considered to be one of the ways to avoid knocking, as it reduces the pressure rise rate in HCCI Combustion. The purpose of this research was to investigate the effects of heterogeneity, in particular thermal stratification and fuel strength stratification, on HCCI Combustion fueled with DME and n-Butane. Thermal stratification is formed in the Combustion Chamber of a Rapid Compression Machine with three kinds of pre-mixture, each with different properties. The stratified charge mixture was adiabatically compressed, throughout which cylinder gas pressure and two-dimensional chemiluminescence images were measured and analyzed.