• 동력기계공학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-26
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• 2009

디젤기관에서 배출되는 유해배출성분인 NOx(Nitrogen oxides)와 PM(Particulate matter)은 기관 실린더내의 혼합기 분포에 의해 그 생성이 지배된다. 이 때문에 그 유해배출물들을 저감하기 위해서는 연소의 전단계인 혼합기 분포 및 그 생성과정의 해석은 매우 중요하다. 디젤기관에서 노즐로부터 분사된 연료는 주위기체와 혼합기를 형성하는 과정에서 액체에서 기체로 상변화를 동반한다. 따라서 분무의 혼합기형성과정을 해석하기 위해서는 액상과 기상을 동시에 분리하여 계측하는 것이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 디젤분무를 대상으로 Melton 등이 제안한 엑시플렉스(Exciplex) 형광법을 이용하여, 분무의 액상과 기상을 동시에 2차원분리해서 가시화촬영을 행하였다. 그 엑시플렉스 형광법을 이용하여 획득한 이미지에 화상 응용해석을 실시하여 비정상증발디젤분무의 혼합기형성과정에 대한 정보를 얻고자 하였다. 엑시플렉스 형광법을 이용해서 증발분무의 거동측성을 해석한 결과 프랙틸해석을 이용한 분무 흐트러짐(Disturbance)의 평가에서 플랙틸차원은 분사압력의 변화에 관계없이 하나의 값, 약 1.1로 정리 할 수 있고, 그 결과 각 분사압력에 대한 분무 기상외곽곡선(외주)은 거의 동일한 정도의 요철형상을 갖는다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.30-39
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• 2001

The direct injection into the cylinders has been regarded as a way of the reduction in fuel consumption and pollutant emissions. The spray produced by the high pressure injector is of paramount importance in DISI(Direct Injection Spark Ignition) engines in that the primary atomization process must meet the requirement of quick and complete evaporation, mixing with air and combustion especially to prohibit the excessive HC emissions. The interaction between air flow and fuel spray was investigated in a steady flow system embodied in a wind tunnel to simulate the variety of flow inside the cylinder of the DISI engine. The direct Mie scattered and shadowgraph images presented the macroscopic view of the liquid sprays and vapor fields. The velocity and particle size of fuel droplets were investigated by phase doppler anenometer(PDA) system. The processes of atomization and evaporation with a DISI injector were observed and consequently utilized to construct the data-base for the spray and fuel-air mixing mechanism as a function of the flow characteristics.

• 오토저널
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• 제7권2호
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• pp.45-54
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• 1985

Recently, the problem of exhaust gas pollution is increasingly being aggravated by the active use of the Diesel engine. For the fuel-injection system which affects the composition of exhaust gas from the Bosch type single-hole nozzle in the Diesel engine, a mathematical model was set up to study pressure variations in the high pressure pipe, the injection rate, and the needle lift. The fundamental equations of the mathematical model have been solved by the Newton Raphson Method applying the Finite Diffrence Method. The effective stroke of the injection pump plunger due to a change in engine rpm was calculated by the measurement of Control Rack, Pinion, and Plunger sizes and by the use of Characteristic Curve of Governor. The computed results for the pressure variations in the high pressure pipe and needle lift at 800 rpm and 1000 rpm are in good agreement with experimental ones in general. By a developed program, the effects of other various parameters will by calculated for the performance of the fuel-injection system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.1-8
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• 2002

For gasoline engines, a three-way catalytic converter that has the maximum efficiency at stoichiometric air/fuel ratio is used to clean up the exhaust gas. So a precise air/fuel ratio control is necessary to maximize the catalytic conversion efficiency, For a transient condition, a fred-forward air/fuel ratio control method that estimates the air mass inducted into a cylinder is being used. In this study, a fuel injection map that makes an accurate air/fuel ratio control possible was constructed for the very same transient condition. For the same condition above, intake air model and fuel model were refined so that fuel injection values based on air mass through a throttle valve and intake manifold pressure are equal to the map values.

• 한국연소학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 2010

In this study, the coupled simulation of fuel injection model and three-dimensional KIVA-3V code was tried to develop an algorism for predicting the effects of varying fuel injection parameter on the characteristics of fuel injection and emissions. The numerical simulations were performed using STAR-CD code in order to calculate the intake air flow, and the combustion characteristics is examined by KIVA-3V code linked with the conditional moment closure(CMC) model to predict mean turbulent reaction rate. Parametric investigation with respect to twelve relevant injection parameters shows that appropriate modification of control chamber orifice diameter, needle valve spring constant and nozzle chamber orifice diameter can significantly reduce NOx and soot emissions. Consequently, it is needed to optimize the fuel injection system to reduce the specific emissions such as NOx and soot.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.1-6
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• 2003

액체 산소와 탄화수소계 연료를 사용하는 로켓에서 삼중 충돌형(FOF, OFO) 인젝터가 흔히 사용된다. 일반적으로 FOF 형태가 OFO에 비해 낮은 성능을 보인다는 것이 알려져 있지만, 벽면 열전달에 있어서 보다 효율적인 방식이다. 한편, 산화제와 연료 분사구 직경 차가 큰 FOF 형태에서 산화제 분사구가 분리된 분리 삼중 충돌형 FOOF 인젝터(이하 FOOF 인젝터)가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 비반응 분무 실험을 통해 FOOF 인젝터의 분무 특성을 FOF와 비교하였다. PLLIF 기법을 이용하여 산화제와 연료의 질량 분포를 측정하였고, 순간사진을 이용하여 액적의 크기를 측정하였다. 실험결과를 통해 FOOF 형태의 인젝터가 FOF에 비해 보다 안정적인 혼합 효율을 나타내며 액적 크기는 두 형태의 인젝터가 큰 차이 없이 비슷한 경향을 보임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1371-1379
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• 2012

본 논문에서는 직접분사 가솔린엔진 부품에 의해서 발생하는 진동에 대한 기여도를 분석하는 방법을 제시한다. 본 연구에서는 부분기여도함수를 적용하여 부품 상호간의 관련성에 대한 진동원을 규명 하는데 사용하였다. 직접분사 가솔린 엔진 부품의 진동원을 규명하는데 부분기여도함수 방법을 사용하기 위해서는 시스템의 모델링이 필요하며 본 연구에서는 진동 발생 경로를 2 입력과 단일 출력계로 시스템을 모델링하였다. 이 모델링을 증명 하기 위해서, 직접분사가솔린 엔진의 진동원인 고압펌프, 연료레일, 인젝터, 고압센서에 3 축 가속도계 센서로 각 부품의 진동을 측정했다. 이 모델링을 바탕으로 각각의 진동원에 대한 부분기여도 함수를 구했으며, 직접분사 부품들의 각각의 진동 기여도를 계산하였다. 부분기여도 함수를 바탕으로 한 모델링을 통해 각 부품들에서 발생되는 진동 출력 기여 값을 정량적으로 도출하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.166-173
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• 2006

This study investigates a heavy duty diesel engine with swept vol. 12.6L, 4cycle-OHC type to verify the effects of the performance and exhaust gas emission according to the variable specifications of both swirl ratio and flow coefficient in inlet port, combustion bowl and fuel injection system. To meet the high BMEP and stringent exhaust emission standard, a turbocharger with wastegate and an intercooler were installed in the engine. Helical port, major design parameters for combustion chamber and electronic fuel injection pump with 1,000bar were reviewed and applied. Confirmation tests were also performed to meet the target value, $NO_x$ 5.0g/kWh and PM 0.1g/kWh of Euro3 exhaust emission legislation. The results of this study show that not only is it effective to use a relatively bigger bowl size for controlling rapid burning condition due to the decreased in-bowl swirl, but also to use a concave cam with double injection rates to decrease $NO_x$.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.17-25
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• 2022

액체로켓엔진의 중요한 특성인 연소 안정성, 연소효율 및 넓은 범위의 추력 조절 등에서 장점이 많은 핀틀 분사기를 설계 및 제작하여 초임계 조건에서 연소시험을 수행하였다. 핀틀 분사기는 추력 제어 및 제작성을 고려하여 직사각형의 1열 형상의 오리피스를 갖는 핀틀 분사기로 제작하였다. 핀틀 분사기의 연소성능 및 상용 분사기로써의 가능성을 검증하기 위해 TMR(Total Momentum Ratio)과 BF(Blockage Factor)를 변화하여 연소 특성을 분석하였다. 연소시험 결과 열유속은 TMR 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났으며, 특성속도 효율은 TMR보다 BF에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 따라서 TMR 변화에 둔감한 효율 특성을 갖는 1열 핀틀 분사기는 낮은 연료 차압 조건에서 높은 효율을 달성할 수 있다면, 가변 핀틀 분사기 설계 유연성이 높아질 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.636-640
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• 2011

막냉각은 재생냉각채널을 통과하는 추진제의 일부를 연소실 벽면으로 선회 분사하여 연료 과잉 혼합층을 형성함으로서, 벽면 열유속을 감소시키는 효과적인 냉각 방식이다. 본 연구에서는 초임계 압력 조건하에서 분사되는 케로신 막냉각이 재생냉각 연소기 내부의 연소와 냉각 특성에 미치는 영향을 정량적으로 예측할 수 있는 해석모델을 개발하였으며, 실제 연소기 시제품에 대한 연소시험 결과와 비교하였다. 지속적인 모델의 개선을 통해 향후 냉각설계안에 따른 성능, 냉각, 압력손실, 그리고 무게 등과 같은 상반된 요구조건을 종합적으로 비교/분석하는 설계도구로 활용될 것으로 기대된다.