• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.533-540
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• 2014

The remanufacturing industry for automotive parts is a major issue which affects the environment protection and CO2 reduction throughout the world. Beside this, remanufacturing technologies of worn-out diesel engines have been developing to make as close to new as possible. In this study, the characteristics of the engine-power output and exhaust emissions of remanufactured diesel engine by hydrogen enrichment are evaluated by measuring the engine and vehicle test. Moreover, with worn-out diesel engine and first generation common-rail engine, we compared by testing their characteristics, resulting in the restoration of engine-power output more than 93%, as well as marvelously reduces the THC and NOx emission. At a guess, high pressure injection of diesel increases fuel atomization characteristics with excellence combustion efficiency, resulting in reduction of THC emission. Also, rapid cooling of EGR decreases combustion temperature, resulting in reduction of NOx emission. Consequently, these remanufacturing for diesel engine enables worn-out diesel engine to have restoration to the original state. Simultaneously achieved 2 goals called that CO2 emission reduction and protection of environment by remanufacturing engine.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.131-136
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• 2012

본 논문에서는 GDI 엔진의 냉각수 온도에 따른 연소 및 배출가스 특성을 연구하였다. 엔진에서 나오는 입자상 물질의 수와 크기 분포는 DMS-500 장비로 측정하였다. 배기포트 에 장착된 CLD-400 과 HFR-400 을 통해 NOx 및 THC 의 배출 특성을 연소주기 별로 측정하였다. 결과적으로 낮은 냉각수온에서 5~10 nm 의 입자상 물질이 크게 증가하는 특성을 보였다. THC 또한 낮은 냉각수온에서 증가하는 특성을 보였는데 이는 연소실 내 연료의 액막현상 때문이다. 그리고 NOx 는 높은 냉각수온에서 감소하는 특성을 보였는데 이는 내부 EGR 이 증가하기 때문이다. 결론적으로 THC 와 NOx 그리고 입자상 물질의 배출을 줄이기 위해서는 냉각수온을 빠르게 올리는 EMS 변수 설정 필요하다.

• 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.

• 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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• 제23권1호
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• pp.97-104
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• 2015

This study is a part of the high pressure injection system development on the Turbo GDI engine in order to reduce smoke emission in case of using the low volatile(high DI) fuel which is used as normal gasoline fuel in the US market. Firstly, theoretical approach was done regarding gasoline fuel property, performance, definition of particle matters and its creation as well as problems of the high DI fuel. In this experimental study, 2L Turbo GDI engine was selected and optimized system parameter was inspected by changing fuel, fuel injection mode (single/multiple), fuel pressure, distance between injector tip and combustion chamber, start of injection, intake valve timing in engine dyno at all engine speed range with full load. In case of normal gasoline fuel, opacity was contained within 2% in all conditions. On the other hands, in case of low volatile fuel (high DI fuel), it was confirmed that the opacity was rapidly increased above 5,000 rpm at 14.5 ~ 20 MPa of fuel pressure and there were almost no differences on the opacity(smoke) between 17 MPa and 20 MPa fuel pressure. According to the SOI retard, smoke decrease tendency was observed but intake valve close timing change has almost no impact on the smoke level in this area. Consequently, smoke decrease was observed and 16% at 6000rpm respectively with injector washer ring installed. By removing injector washer to make injector tip closer to the combustion chamber, smoke decrease was observed by 46% at 5,500 rpm, 42% at 6,000 rpm. It is assumed that the fuel injection interaction with cylinder head, piston head, intake and exhaust valve is reduced so that impingement is reduced in local area.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1375-1381
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• 2011

커먼레일 분사 시스템이 장착된 대형 단기통 가시화 엔진에서 디젤과 JP-8 의 연소 및 배기 특성을 분석하였다. 두 연료 적용 시, 배기 배출 경향을 분석하기 위해 직접 화염가시화와 이색법을 적용하였다. 연소 과정은 직접 화염 가시화로부터 화염 강도 분석을 통해 이루어 졌다. 이색법 결과는 화염 온도 및 KL 값을 도출하여 분석을 하였다. 직접 화염 가시화 결과, JP-8 연소 시, 점화 지연 기간이 길며, 디젤 연소에 비해 화염이 빠르게 소멸되는 것을 확인하였다. 화염 강도 분석을 통해 디젤 연소의 경우, 연소 전 기간에 걸쳐 높은 화염 강도 수준을 유지하며 화염 지속 기간이 긴 것을 알 수 있었다. 이색법 결과를 통해, JP-8 연소의 경우, 국부적으로 고온의 화염 면이 더 많이 분포하는 것을 확인하였으며, 이는 $NO_x$가 더 많이 배출된 경향을 설명해준다. 또한 KL 치 분석 결과, JP-8 연소 시 낮은 수준의 KL 값이 더 고르게 분포하는 것을 알 수 있었으며, 이는 JP-8 연소 시 스모크 가 덜 배출된 결과를 뒷받침 해준다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.106-112
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• 2012

Since air pollution problem by emissions from automotive vehicles has become social issues, lean-burn gasoline direct injection (GDI) engine is focused as an alternative to meet the requirement of reinforced emission regulation and improved fuel consumption. Spray-guided type DI combustion is promising technology, which characterized by the centrally mounted injector and closely positioned spark plug, since stable lean combustion can be realized even at ultra-lean mixture condition. In the present study, the effect of multi-ignition with developed charge coil on combustion and emission characteristics was investigated in optical accessible single cylinder engine. In order to fully understand the in-cylinder phenomena and the mechanisms of emission production, optical diagnostics, such as flame visualization was also carried out at frequently using operating condition. Multi-ignition is effective to improve fuel economy but increase NOx emission at flammability limit.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.371-377
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• 2011

1.9L 커먼레일 직접분사 디젤 엔진을 이용하여 1500rpm 2.6bar BMEP 에서 다량의 EGR(약 41%)과 연료분사 제어를 통한 저온디젤연소 영역에서 연료의 특성이 연소와 배기가스에 미치는 영향을 분석하였다. 사용한 연료는 세탄가 55 에 대하여 방향족 성분(20%, 45%, vol. %)과 T90 온도($270^{\circ}C$, $340^{\circ}C$)의 조합으로 네 개이다. 주어진 실험 조건에서 모든 연료에 대하여 착화지연 기간이 증가함에 따라 PM 은 단조적으로 저감되었다. 동일한 착화지연 기간에 대하여 T90 온도가 높은 연료들의 PM 발생이 높았다. NOx 는 동일한 MFB50% 위치에서 모든 연료가 동등 수준이었다. THC, CO 발생은 연료 조성에 관계없이 동일한 착화지연 기간에 대하여 동등 수준이었다. 또한 착화지연 기간 증가에 따라 THC, CO 배출이 증가하였는데 이는 과혼합 증가가 주 원인으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.118-125
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• 2009

Calculation of indicated mean effective pressure(IMEP) requires high cylinder pressure sampling rate and heavy computational load. Because of that, it is difficult to implement in a conventional electronic control unit. In this paper, a cylinder pressure based real-time IMEP estimation method is proposed for controller implementation. Crank angle at 10-bar difference pressure($CA_{DP10}$) and cylinder pressure difference between $60^{\circ}$ ATDC and $60^{\circ}$ BTDC($DP_{deg}$) are used for IMEP estimation. These pressure variables can represent effectively start of combustion(SOC) and fuel injection quantity respectively. The proposed IMEP estimation method is validated by transient engine operation using a common-rail direct injection diesel engine.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.1305-1311
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• 2004

This study presents a mathematical model and a sliding mode observer of the injection system for common rail diesel engines. The injector model consists of three subsystems: the actuator subsystem, the mechanical subsystem, and the hydraulic subsystem. In the actuator subsystem, the constitutive relations of piezoelectricity are used to model the actuator made up of piezoelectric material. Based on the proposed model, the observer estimates the injection rate and injection timing, and can play a vital role of sensorless control of fuel injection in the near future. The sliding mode theory is applied to the observer design in order to overcome model uncertainties. The injector model and observer are evaluated through the injector experiments. The simulation results of the injector model are in good agreement with the experimental data. The sliding mode observer can effectively estimate the injection timing and the injection rate of the injector.