• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.202-209
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• 1998

For development of SDI(Spark-ignited Direct Injection) engine, stratified mixture formation with adequate strength at spark plug was required in wide range of engine operating conditions. So, spray structure under high ambient pressure and spray distribution after impingement on piston bowl in motoring engine was visualized by using laser equipments. Also, incylinder bulk flow structure was measured by using PIV (Paiticle Image Velocimetry) system. Counter-rotating tumble port and bowl piston was found effective to conserve bulk motion directed to spark plug in compression stroke. In addition, mask attached near valve seat in intake port was proposed to attenuate conventional tumble component and enhance counter-rotating tumble component.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권2호
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• pp.188-193
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• 2015

일반적으로 선박용 디젤엔진의 아산화질소($N_2O$)배출률은 이산화황($SO_2$)배출률과 밀접한 상관성을 갖고 있고, 선박에서 사용되는 연료의 다양성은 $N_2O$배출특성에 영향을 미친다고 받아들여져 왔다. 최근의 연구보고에 의하면 연료 연소에서 발생한 충분한 일산화질소(NO)가 존재할 경우, 배기의 $SO_2$배출률이 $N_2O$생성에 미치는 영향은 NO의 영향보다 막대하게 크다. 그러므로 $SO_2$성분으로부터 기인하는 $N_2O$생성은 NOx저감을 위한 배기가스 재순환(EGR) 시스템에서 중요한 인자로 작용한다. 본 실험적인 연구의 목적은 $SO_2$유량 증가를 갖는 디젤엔진의 흡기가 배기의 $N_2O$배출률에 미치는 영향에 대하여 조사하는 것이다. 실험에 사용된 테스트 엔진은 2600rpm에서 12kW의 출력을 갖는 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 운전조건은 75% 부하에서 실시되었다. 0.499%($m^3/m^3$)의 $SO_2$표준가스는 흡기의 $SO_2$농도를 변화시키기 위해 사용되었다. 결과적으로 황 성분을 포함하지 않는 연료는 $SO_2$를 배출시키지 않았고, 흡기 중에 $SO_2$표준가스의 증가에 따른 배기의 $SO_2$배출률은 $SO_2$흡입률과 비교하여 거의 같은 비율이었다. 또한, 흡기의 $SO_2$유량 상승은 $N_2O$배출률을 상승시켜 배기 중의 $N_2O$는 흡기의 $SO_2$혼합기에 의해 생성되었다. 결국 황 성분을 함유한 연료는 연소 중에 $SO_2$를 형성하고 배기 중의 $N_2O$는 연소실에 존재하는 NO와 $SO_2$의 반응에 의해 발생된다고 할 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.105-113
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• 2014

Spray and combustion process with waste cooking oil (WCO) biodiesel and commercial diesel were analyzed in an optically-accessible single-cylinder compression ignition diesel engine equipped with a high pressure common-rail injection system. Direct imaging method was applied to investigate spray and combustion characteristics. From the mie-scattering results, it was verified that WCO biodiesel had a longer injection delay compared to diesel. Spray tip penetration length of WCO biodiesel was longer and spray angle was narrower than those of diesel due to poor atomization characteristics. In terms of combustion, WCO biodiesel showed later start of combustion, while flame was vanished more rapidly. Analysis of flame luminosity showed that WCO biodiesel combustion had lower intensity and lasted for shorter duration.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.53-60
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• 2009

In this study, LPG-blended DME fuel was experimentally investigated in CI(compression ignition) engine. In particular, performance, emissions characteristics (including hydrocarbon, CO, and NOx emissions), and combustion stability of engine fueled with LPG-blended DME fuel were examined. The extent of LPG fuel in the blended fuel was 0-40 wt%. Results showed that stable engine operation was possible in a wide range of engine loads on DME blended with maximum 30% of LPG by mass in a CI engine. Considering the results of the engine power output and exhaust emissions, blended fuel up to 30% of LPG by mass can be used as an alternative to diesel in a CI engine. LPG blended DME fuel is expected to have potential for enlarging the DME market.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.20-25
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• 2011

The purpose of this work is an experimental investigation of combustion and emission characteristics in DI diesel engine applied high EGR rate as a method of low-temperature combustion. In order to analyze the effect of EGR rate variation, a single-cylinder DI diesel engine was operated under various EGR rate conditions. In addition, injection timing was variously controlled to investigate the effect of injection timing in DI diesel engine using the cooled-EGR system. The NOx emissions were decreased in accordance with the increase of EGR rate. On the contrary, soot emissions were generally increased under applied EGR conditions. However, soot emissions were decreased in a few injection timings under high EGR rate conditions. The EGR results show that the ignition delay were increased by decreased oxygen concentrations in combustion chamber under the high EGR rate.

• 수산해양교육연구
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• 제29권2호
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• pp.586-592
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• 2017

This study analyzed the effect of four control factors, RPM, load, EGR rate and cooling water temperature on the exhaust emissions of the small DI diesel engine. The amount of NOx and smoke emissions were measured through experiments for three levels of four control factors according to orthogonal array table, and the effect of four factors on NOx and smoke emissions was analyzed quantitatively. The main results obtained in this study are summarized as follows: 1. RPM, load and EGR rate have a great influence on NOx and smoke emissions, and the effect of cooling water temperature is negligible. 2. As RPM and load increases NOx emission increases and decreases sharply as the EGR rate increases. 3. Smoke emission decreases or increases randomly according to RPM and load, but increases sharply in proportion to the EGR rate. 4. EGR rate has the greatest effect on NOx and smoke emissions by more than 60% of contribution to variance, especially in the case of NOx emission, EGR rate represents a significant result even under the confidence level of 99% on ANOVA.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.25-31
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• 2006

Controlled Auto Ignition(CAI) combustion has great potential in achieving significant increase in engine efficiency, while simultaneously reducing exhaust emissions. The process itself involves the auto ignition and subsequent simultaneous combustion of a premixed charge. In this study, NVO(Negative Valve Overlap) system was applied to a CAI engine in order to use residual gas. The fuel was injected directly to the cylinder under the high temperature condition resulting from heating the intake port to initiate CAI combustion. This paper introduced the valve timing strategy and experimental set-up. From this study, the effect of engine speed and valve timing on CAI combustion and exhaust emissions was clarified. In addition, stratified charge method was used to extend CAI operating region.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1045-1050
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• 2014

아산화질소($N_2O$, Nitrous Oxide)는 이산화탄소($CO_2$, Carbon Oxide), 메탄($CH_4$, Metane)이어 세 번째로 지구온난화에 기여하는 물질로 알려져 있다. $N_2O$의 지구온난화 계수는 대기 중에서 안정하고, 성층권에서 광분해 된 후 이차적인 오염의 원인이 되기 때문에 $CO_2$의 310배에 이른다. $N_2O$의 생성에 대한 조사는 보일러와 같은 연속적인 연소를 갖는 동력원에 대하여 몇몇의 연구자들에 의한 보고가 있었다. 하지만, 디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 $N_2O$ 배출에 미치는 영향에 대한 조사는 실시되어지지 않은 상태이다. 그러므로 본 연구에서는 디젤엔진에서 연료 중에 질소와 황 농도에 의해 변화되는 $N_2O$ 배출율에 대하여 조사하였다. 실험에 사용한 엔진은 12kW/2400rpm의 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 실험엔진의 운전조건은 75% 부하에서 이루어졌다. 연료 중의 질소와 황 농도는 Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol, Propionitrile, Di-tert-butyl-disulfide의 6 종류 첨가제를 사용하여 증가시켰다. 결과에 의하면, 질소성분 0.3% 이하를 갖는 디젤연료는 첨가제의 종류와 농도와 관계없이 $N_2O$ 배출률에 영향을 미치지 않았다. 하지만, 연료 중 황 첨가제의 증가는 배기가스 중의 $N_2O$ 농도를 증가시켰다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.193-200
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• 2007

Natural gas is one of the most promising alternatives to gasoline and diesel fuels because of its lower harmful emissions, including $CO_2$, and high thermal efficiency. In particular, natural gas is seen as an alternative fuel for heavy-duty Diesel Engines because of the lower resulting emissions of PM, $CO_2$ and $NO_x$. Almost all CNG vehicles use the PFI-type Engine. However, PFI-type CNG Engines have a lower brake horse power, because of reduced volumetric efficiency and lower burning speed. This is a result of gaseous charge and the time losses increase as compared with the DI-type. This study was conducted to investigate the effect of injection conditions (early injection mode, late injection mode) on the combustion phenomena and performances in the or CNG Engine. A DI Diesel Engine with the same specifications used in a previous study was modified to a DI CNG Engine, and injection pressure was constantly kept at 60bar by a two-stage pressure-reducing type regulator. In this study, excess air ratios were varied from 1.0 to the lean limit, at the load conditions 50% throttle open rate and 1700rpm. The combustion characteristics of the or CNG Engine - such as in-cylinder pressure, indicated thermal efficiency, cycle-by-cycle variation, combustion duration and emissions - were investigated. Through this method, it was possible to verify that the combustion duration, the lean limit and the emissions were improved by control of injection timing and the stratified mixture conditions. And combustion duration is affected by not only excess air ratio, injection timing and position of piston but gas flow condition.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.60-60
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• 2017

화석연료의 고갈과 환경오염이 문제시 되면서 친환경 에너지개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 그중 바이오디젤은 동,식물성유지 및 폐식용유를 이용하여 생산이 가능할뿐더러 농용엔진에 특별한 개조 없이 사용가능하다. 또한 바이오디젤 자체에 산소를 함유하고 있어 이산화탄소 저감에 효율적이다. 바이오 디젤에 관한 많은 연구가 수행되었으며, 기존의 연구는 단일유지의 폐식용유를 사용하여 바이오디젤을 생산하는 연구가 진행되었다. 하지만 가정에서 배출되는 식물성 폐식용유의 경우 여러 가지가 혼합되어 배출되고 있어, 혼합폐식용유지의 바이오디젤 특성평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 폐식물성유지(폐대두유, 폐카놀라유, 폐해바라기유)를 중량비(1:4, 1:1.5 1:0.66, 1:0.25)로 혼합하여 바이오디젤을 생산하고, 생산한 바이오디젤을 농용기관에 이용하여 농용기관의 출력특성 및 배기배출물특성 평가를 실시하였다. 실험에 사용된 농용기관은 배기량이 673cc인 직접분사식 디젤기관(ND10DE, Daedong, Korea)이며, 엔진성능평가를 위해 토크는 토크센서(YDL-704s, Setech, Korea)를 사용하였다. 배기배출물 평가는 배기가스분석기(HG-550, Airlex, Germany)를 이용하여 이산화탄소, 질소산화물을의 배출량을 측정하였다. 폐식용유를 이용하여 생산한 바이오디젤과 경유의 기관성능을 비교한 결과 토크와 축출력의 경우 BD의 혼합량이 증가할수록 줄어들었다. 토크는 혼합된 유지에 따라 상용운전범위인 1500rpm~2400rpm에서 평균 대두와 카놀라유를 혼합하여 생산한 BD10은 7.2%, BD20은 12.1% 감소하였고, 대두와 해바라기유를 혼합하여 생산한 BD10은 11.3% BD20은 16.3% 감소하였다. 또한 해바라기와 카놀라유를 혼합하여 생산한 BD10은 8.3%, BD20은 14.6% 감소하였다. 이는 BD의 발열량이 경유에 비해 낮아 토크가 감소한 것으로 판단된다. 또한 배기배출물 평가의 경우 질소산화물은 BD의 함랑이 증가함에 따라 경유에 비해 배출량이 증가하는 경향을 보였고, 이산화탄소는 저감되는 것으로 나타났다. 이는 바이오디젤이 함산소연료이므로, 연료내의 산소로 인해 완전연소를 촉진시켜 이산화탄소를 저감시키고 질소산화물은 증가된 것으로 판단된다.