• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권1호
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• pp.9-18
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• 2007

Phase separation and low cetane number are the main barriers to the large-scale use of ethanol-diesel blend fuel on small diesel engines. In this paper, an additive package is designed on the basis of the blended fuel properties to overcome these limitations. The experiments show that the solubility of ethanol in diesel is evidently increased by adding $1{\sim}2%$ (in volume) of the additive package and the flammability of ethanol-diesel blend fuel with the additive has reached the neat diesel level under the cold start conditions. Effects of the ethanol content in diesel on fuel economy, combustion characteristics, and emission characteristics are also investigated with the ethanol blend ratios of 10%, 20% and 30%. The increase in ethanol content shows that the specific fuel consumption and the brake thermal efficiency are both gradually increased compared to neat diesel. The soot concentrations of the three blended fuels are all greatly lower than that of neat diesel. $NO_x$ emission is increased with an increase in the engine load and is reduced with the increase in the ethanol blend ratio under a high load.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.464-470
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• 2009

In order to analysis the possibility of high expansion and performance without backfire in a hydrogenfueled engine using external mixture injection, combustion characteristics and performance enhancement were analyzed in terms of retarding valve timing and increasing the boosting pressure. As the results, it was found that thermal efficiency increased by retarding intake valve timing with the same level of supplied energy is over 6.6% by the effect of high expansion including effect of combustion enhancement due to supercharging. It was also shown that the achievement of high power (equal to that of a gasoline engine), low brake specific fuel consumption and low emission (NOx of less than 16 ppm) without backfire in a hydrogen-fueled engine is possible around a boosting pressure of 1.5 bar, intake valve opening time of TDC and $\Phi$=0.35 in fuel-air equivalence ratio.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1547-1551
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• 2011

기화기 방식의 엔진을 EFI 소형 엔진으로 설계 변경하여 제작하였다. 최적의 작동 조건을 선정하기위하여 엔진의 성능개발을 수행하였다. EFI 엔진의 최대 출력 및 최대 토크는 12.56Ps 및 25.4Nm로 기화기 엔진과 동등한 수준이다. EFI 소형엔진의 연료 소모율은 기화기 방식 엔진 대비 평균 17% 향상되었다. KG2-6모드 실험을 통한 HC+NOx는 7.46g/kWh로 측정되어, EPA Phase 3 규제를 만족하였다. THC는 기화기식 엔진 대비 평균 41% 저감되었으나, 열효율의 상승으로 인하여 NOx는 평균 3.5배 증가하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.59-65
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• 2014

Diesel engines have the superior combustion efficiency and fuel economy that they are widely used for industry, heavyduty vehicles, etc. However, its exhaust emissions have become the major concerns due to their environmental impacts. Moreover, the depletion of fossil fuels is the main issue. Therefore, it is important to look for alternative sources of energy. Bio-diesel is one of the ideal energy which has proved to be ecofriendly for more than fossil fuels. The experimental tests analysed the engine performance and emission characteristics of a diesel engine using diesel and biodiesel blended of BD25, BD45 and BD65, in order to study the use of clean fuel to meet the increasingly stringent emission regulations. The engine performance was examined by using engine dynamometer while an exhaust gas analyzer was used to examine the emission characteristics. The effect of biodiesel on engine performance were lower to diesel through comparing their HP and torque but fuel consumption was slightly increased because of biodiesel has lower heating value and higher density than diesel. However, due to the better lubricity, the brake thermal efficiency of biodiesel was higher than diesel. The emission characteristics were strongly affected by the blending ratio of diesel and biodiesel. The results showed that the smoke opacity, hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) emissions decreased while the nitrogen oxides (NOX) slightly increased.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.379-387
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• 2011

최근 디젤엔진에서 엔진성능향상 및 배출가스저감을 위해 저압 EGR시스템에 대하여 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 저압 EGR시스템은 EGR율에 따라 과급압력이 영향을 받지 않기 때문에 PM을 최소 화하면서 $NO_x$를 저감할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 2.0L급 고속직분사방식의 엔진에서 출력 및 연비저하로 EGR적용이 어려운 엔진회전수 2000 rpm, BMEP 1.0 MPa, 과급압력 181.3 kPa인 중부하 운전영역에서 서로 다른 EGR시스템에 따른 엔진성능 및 배출가스 특성을 실험적으로 연구하였다. 그 결과로서 기존의 고압 EGR시스템 또는 배압조절밸브를 사용하는 저압 EGR시스템에 비하여 ETC를 적용한 저압 EGR시스템이 $NO_x$ 배출특성은 큰 차이가 없는 반면에, 연비 및 열효율이 향상되고 PM 저감에 연소효과를 나타내고 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.837-844
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• 2014

최근 자동차 제조사는 강화되는 배출가스 규제를 만족시키고 엔진 효율을 향상시키기 위해 다양한 기술을 연구하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 정밀한 연소제어를 통해 연소효율을 극대화 하고 연비를 향상시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 기존 가스엔진에 초희박 직접분사기술을 적용하기 위해 기존의 MPI 엔진의 헤드를 재설계하였다. 기존 압축비10:1에서 12:1로 증가시킴으로써 이에 따른 압력선도, 열방출률, 연료소비율 등의 연소특성과 배출가스특성을 파악하였다. 압축비를 증가시킴에 따라 불안정한 연소상태로 인하여 연료소비율의 개선이 어려웠으나 탄화수소(THC)와 질소산화물(NOx)의 배출은 감소되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권9호
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• pp.1193-1200
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• 2001

There are many regulation test methods to be related with engine emissions such as CVS-75, D-13, ECE-15 modes and so on. Most of these modes are consisted of lots of transient conditions that have rapid acceleration, deceleration and cranking modes. In this experimental research, the engine characteristics of cranking, accelerating and power output in a S.I. engine were studied to compare with neat gasoline and alternative fuels of M30 (methanol 30%, aromatic series 32%, non-aromatic 38%) and M50 (methanol 50%, aromatic 30%, non-aromatic 20%) for performance and exhaust emissions. The results show that reformulated methanol fuels are better emissions reduction of 15.7% over than that of neat gasoline fuel especially in HC and CO emissions at cranking mode. And the accelerating performances coincide with the results of distillation curve. CO concentration for M50 fuel is varied in a just little for the condition of slow acceleration. At wide-open throttle condition, brake specific energy consumption of reformulated fuels is increased and thermal efficiency is some what lower than that of gasoline fuel.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.45-53
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• 2022

디젤엔진의 배출물 개선을 위해 탄소수가 낮은 천연가스를 혼합하여 사용하는 천연가스-디젤 혼소 연소가 각광받고 있다. 특히 자발화 특성에 차이가 있는 디젤과 천연가스의 특성을 이용한 반응성 제어 압축착화(reactivity controlled compression ignition, RCCI) 연소 전략을 통해 기존 디젤엔진의 효율과 배출가스를 동시에 개선시키는 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 상사점보다 앞당겨진 디젤 직접 분사시기 적용을 통해 실린더 전체 영역의 균일 혼합기를 형성하여 전체적으로 희박한 자발화 기반 연소를 달성함으로써 질소산화물 (NOx) 및 입자상물질 (PM) 저감과 제동열효율 개선을 동시에 달성할 수 있다. 하지만 매우 희박한 저부하 영역에서 불완전 연소량이 증가하는 단점이 존재하며, 안정적인 연소 구현을 위해 디젤 분사시기가 민감하게 제어되어야 하는 어려움도 존재한다. 본 연구에서는 앞서 언급된 저부하 영역에서의 천연가스-디젤 혼소 엔진의 효율 및 배기 개선을 확인하고, 동시에 발전용 엔진 구동 영역에서 디젤 분사시기에 따른 연소안정성을 평가하였다. 실험에는 6 L급 상용디젤 엔진이 사용되었으며, 1,800 rpm, 50% 부하 영역 (~50 kW)에서 실험이 진행되었다. 제동효율 및 연소안정성을 개선하기 위한 전략으로 분무 패턴이 다른 2개의 인젝터를 적용하였으며, 천연가스/디젤 비율과 디젤 분사시기를 바꿔가면서 실험이 진행되었다. 실험 결과, 협각 분사가 추가된 수정 인젝터에서 제동 열효율이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 연소안정성 및 출력, 그리고 강화된 배기 규제를 고려하였을 때 수정 인젝터의 분무 패턴이 예혼합연소 형성에 적합하였고 이를 통해 질소산화물 배출량을 Tier-V 기준치인 0.4 g/kWh 이하로 저감함으로써 RCCI 연소 가능 영역을 확장할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.216-221
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• 2017

디젤엔진은 내연기관 중에 제동 열효율이 가장 높은 엔진이기 때문에 큰 동력을 필요로 하는 대형트럭과 같은 중 대형 운송 차량 및 선박 등의 수송분야 및 발전시스템 등의 다양한 분야에서 사용되어지고 있다. 하지만, 디젤엔진은 연소과정에서 질소산화물(이하 NOx) 발생량이 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위해서 습식 배기가스 처리 기술인 무격막식 해수 전기분해 방식을 이용하여 NOx 저감을 시도하였다. 실제 해수를 사용하여 디젤엔진에서 배출되는 유해가스에 전기 분해된 해수인 전해수를 분사하여 보았다. 전해수의 pH 농도 및 유효염소농도, 온도에 따른 NO 산화율 및 NOx 감소량을 조사하였다. 본 실험을 통해서 전해수의 pH가 약산성 영역일 경우가 중성일 경우보다 산화탑에서의 NO 산화율이 상승하였고, 유효염소농도가 높을수록 NO 산화율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전해수 온도는 NO 산화율에 영향이 없음을 추가적으로 확인할 수 있었으며 디젤엔진에서 생성된 배기배출물에 전해수를 분사함으로써 NOx가 저감됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.607-614
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• 2013

오늘날 전 세계의 자동차 회사들은 연비를 향상시키고 배기가스를 저감시키기 위해 다양한 기술을 개발하고 있다. 그 중 직접분사식 초희박 연소기술은 연료제어의 정확도를 향상시켜 연소 효율을 극대화하고 초희박 연소를 통해 연비를 향상 시킬 수 있는 차세대 기술로 평가받고 있다. 따라서 기존 가스엔진에 초희박 직접분사 기술을 적용한 초희박 LPG 직접분사 엔진을 개발하기 위해 $2{\ell}$ 급 MPI 엔진을 베이스 엔진으로 실린더 헤드를 재설계하였다. 재설계된 헤드는 초희박 연소를 구현하기 위해 인젝터와 점화플러그가 헤드 중앙에 장착되는 분무유도방식 연소시스템을 적용하였다. 연료 분사 압력별 연료 분사 시기와 점화 시기의 변경을 통해 연료 소비율과 연소 안정성을 측정하였으며 이를 통해 최적연료 분사시기와 점화시기를 선정하였다.