• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.42-48
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• 2020

본 논문은 2행정 피스톤 엔진 기반 발전기 및 배터리로 구성된 드론용 전기추진시스템 설계 과정에 대해 다룬다. 연구의 목적은 하이브리드 시스템의 높은 에너지 밀도를 이용하여 비행시간을 증가 시키고 화석연료 사용량을 줄임으로써 환경 변화에 대처함에 있다. 시스템은 6 kW의 출력을 생산할 수 있고, 엔진 RPM 제어를 통해 부하 요구에 맞는 출력 조절이 가능하다. 또한 배터리를 추가 장착함으로써 출력 보완재 역할 뿐만 아니라 비상시 제한된 시간 내 주 전력으로 사용할 수 있다. 또한 발전기를 엔진 크랭크축에 직접 연결함으로써 설계 복잡성을 줄여 동체 내 공간 활용성을 증대 시켰다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.13-29
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• 2016

본 연구에서는 실제 난지 하수처리장에서 바이오가스를 연료로 사용하여 발전할 때, 가스엔진에서 발생하는 고장 사례에 대한 조사와 분석을 통해 바이오가스 플랜트의 주요 고장원인을 분석하고, 그 대책을 제시하였다. 바이오 가스엔진에 유입되는 바이오 가스 속의 황화수소와 수분 제거설비의 간헐적인 오작동으로 인한 수분이 바이오 가스엔진의 인터쿨러 부식을 초래하였다. 또한 바이오가스 속의 실록산이 이산화규소와 규산염 화합물을 형성하여 피스톤 표면 및 실린더라이너 내벽의 긁힘과 마모 등의 손상을 유발하였다. 연소실과 배기가스 설비에 부착된 물질들은 황화수소와 다른 불순물질이 결합한 것으로 분석되었다. 이러한 원인으로는 바이오 가스 속의 고함량(50ppm이상)의 황화수소가 탈황설비에 장기간 공급되었고, 탈황설비내 활성탄의 파과점 도달에 따른 제거효율 저하 때문에 황화수소가 엔진으로 유입됨으로써 발생한 것으로 사료된다. 또한, 황화수소는 흡착탑의 실록산 제거용 활성탄 기능을 저하시킴으로써 제거되지 않은 실록산 화합물이 엔진으로 유입되어 다양한 형태의 엔진고장을 유발한 것으로 판단된다. 따라서, 황화수소와 실록산, 수분은 바이오 가스엔진 고장의 주요 원인으로 볼 수 있으며, 이 중 황화수소는 고장을 일으키는 다른 물질과 반응하며, 전처리 공정에 중대한 영향을 미치는 물질로 볼 수 있다. 결과적으로, $H_2S$ 제거방법의 최적화가 안정적인 바이오 가스엔진 운영을 위한 필수적인 대책으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.569-576
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• 2016

본 연구는 HSDI 디젤 엔진의 연소 성능 향상을 위해 연료 분사 타겟팅의 최적화를 수치 해석적으로 연구하였다. 연구에 적용된 연소모델은 ECFM-3Z모델을 사용하였고, 해석에 필요한 엔진 부하 및 연료의 타겟팅은 분사량, 분사각도, 분사시기를 변경하여 해석한 실린더압력, 열 발생률, 배기 배출물 특성의 결과를 비교 분석하여 연구하였다. 연구결과, 분사시기와 분사각도에 따라 연료가 피스톤 보울 안쪽으로 많이 유입될수록 열 발생률의 증가로 인하여 $NO_x$는 증가하였고, CO, Soot은 연소성능의 증진으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 분사시기가 진각될수록 균일 혼합기 형성시간이 충분하여 연소성능이 증진되고, 실린더압력은 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.98-106
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• 2020

본 연구는 고장 사례 분석을 통한 수중함용 디젤엔진 건전성에 관한 내용으로 수중함 건조 중 발생한 비정상 디젤엔진 정지 현상에 대한 발생 원인을 다각도로 분석하였으며 또한 2차 손상 부위에 대한 건전성을 검토하였다. 디젤엔진 정지 현상에 대해서는 비정상 전 후로 피스톤 내부 온도변화 및 손상부 점검 확인을 통해 분석 하였다. 또한 폭발로 인한 2차 손상 부위를 분석하기 위해 디젤엔진의 가장 핵심 부품인 크랭크 축으로 전달되는 인장응력 및 압축응력을 계산 하였고 유한요소 해석을 통해 응력분포를 검토 하였으나 크랭크 축은 설계적으로 안전하다는 것을 확인 하였으며, 최종적으로 디젤엔진을 함 외부로 취외하여 정밀 점검 하였을 때에도 크랭크 축에는 손상이 없는 것을 확인 하였다. 본 연구결과를 통하여 디젤엔진 비상정지 사고 발생에 대한 크랭크 축의 건전성을 사전 검증하였다. 이에 최소 범위에서 점검 및 복구하였으며 디젤엔진 품질을 확보 할 수있었다. 본 연구를 통하여 향후 디젤엔진 품질문제 검토 시 건전성확보를 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.42-50
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• 2001

In this paper, the effects of scale formation in engine water jacket upon the thermal durability of engine itself and its component parts were studied. To understand the effect of quality of water, a full load engine endurance test for 50 hours was carried out with not-treated underground water. The followings were found through the tested engine inspection after the endurance test; 1-2 mm thick scale formation in the engine water jacket, valve seat wear, piston top land scuffing, piston pin stick, and cylinder bore scuffing in siamese area. In order to understand the causes of above test results, the heat rejection rate to coolant, the metal surface temperature of combustion chamber, and the oil and exhaust gas temperatures were measured and analyzed. The scale formed in the engine water jacket played a role as thermal insulator. The scale formed in the engine reduced the heat rejection rate to coolant and it caused to increase the metal surface temperature. The reduced heat rejection rate to coolant increased the heat rejection rate to oil and exhaust gas and increased the oil and exhaust gas temperature. Also, the reasons of valve seat wear, piston top land scuffing and cylinder bore scuffing, and piston pin stick quantitatively analyzed in this paper.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.54-66
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• 2000

A gasoline direct injection single cylinder engine has been developed to study operational characteristics for highly stratified conditions. Parameters related to design and experiment were also studied to understand the characteristics of combustion and emissions at some part load conditions. It was found that optimal timings between the end of fuel injection and spark ignition were existed for stable combustion under the stratified modes, In a low engine speed, fuel spray behavior around piston bowl was important for stable combustion. The in-cylinder air motion affecting fuel spray behavior was found to be a dominant factor at higher engine speed as fuel injection timing had to be advanced to secure enough time for fuel evaporation and mixing with surrounding air. As swirl ratio increased, spark timing could be advanced for stable combustion and a higher compression ratio could be used for improved fuel consumption and stable combustion at the stratified mode. It was also observed that electrode geometry and piston bowl shape played an important role for combustion and emission characteristics and some results were shown for comparison.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.37-43
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• 2015

A Beta-type Stirling engine is developed and tested on the operation stability and cycle performance. The flow rate for cooling water ranges from 300 to 1500 ml/min, while the temperature of heat source changes from 300 to $500^{\circ}C$. The internal pressure, working temperatures, and operation speed are measured and the engine performance is estimated from them. In the experiment, the rise in the temperature of heat source reduces internal pressure but increases operation speed, and overall, enhances the power output. The faster coolant flow rate contributes to the high temperature limit for stable operation, the cycle efficiency due to the alleviated thermal expansion of power piston, and the heat input to the engine, respectively. The experimental Stirling engine showed the maximum power output of 12.1 W and the cycle efficiency of 3.0 % when the cooling flow is 900 ml/min and the heat source temperature is $500^{\circ}C$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.321-327
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• 2010

Current rechargeable battery cannot provide high energy density and the operational durations required. But linear engine/generators provide high energy density for portable power applications because fuel is more high density. In this paper, we suggest that basic design of powerpack using linear engine for assisting power output. Efficiency is relatively high because linear engine don't have crank mechanism compared with rotary engine. We made prototype engine and had experiments to know moving characteristic about the Linear Engine. It was possible to operate velocity at 50 Hz at the firing and pressure in cylinder was 16bar.

• 열처리공학회지
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• 제8권3호
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• pp.182-186
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• 1995

SCM440, which is widely used as the diesel engine piston of vessel, has been hardened by a $CO_2$ laser with the wavelength of $10.6{\mu}m$. Laser hardening experiment has been carried out for the condition of a laser power 1kW, the travel speed between 0.4 and 1.5m/min, and a rectangular-Gaussian beam. Residual stress has been measured by using middle point technique of half value width of X-ray diffraction method. It was found that the compressive residual stress with the range between 400 and 600MHz has distributed in the laser hardening zones and the tensile residual stress between 100 and 200MHz has distributed in the boundary of hardening zones.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권8호
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• pp.1591-1598
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• 2002

This paper reports on the effects of crankshaft offset on the engine friction. The effects of crank offset are investigated through the theoretical analysis. In this study, the mathematical models are presented fer evaluationg the friction level of each engine parts. Crank offset influences on the side force acted on the piston pin and sliding speed of piston. Crank offset is very effective to reduce the piston skirt friction. With application of crank offset, total engine friction decreases at low engine speed, but that increase as engine speed increases.