• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.161-168
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• 2016

CNG engine has been used as a transportation because of higher thermal efficiency and lower CO2 and particulate matter. However its out put power is decreased due to cylinder-to-cylinder variation during the supply of air-fuel mixture to the each cylinder. It also causes noise and vibration. So in this study, 1D engine simulation model was validated by comparison with experiment data and 3D CFD simulation was conducted to steady-state flow analysis about each manifold geometry. Then, the effects of various intake manifold geometries on variation were evaluated by using 1D-3D coupling analysis at engine speed of 2100 rpm range in 12 L CNG engine. As a result, variation was improved about 4 % though 3D CFD analysis and there was a variation within 3 % using 1D-3D coupling analysis.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.91-97
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• 2023

오래된 디젤 엔진을 탑재하고 있는 노후화된 건설용 기계 및 차량들은 보통 수명이 길기 때문에 최신의 배기 규제와는 동떨어진 수준의 유해한 배출가스를 계속 배출하고 있다. 따라서 이러한 구형 디젤 엔진을 최신 배기 규제를 만족하는 엔진으로 대체할 수 있다면 대기질 개선에 도움이 될 것으로 기대되는데, 건설 현장에서 손쉽게 구할 수 있는 프로판 연료를 적용한 엔진이 적합한 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 6.8리터 CNG 엔진을 베이스로 프로판 전용 엔진을 개발하였으며, 가스 전용 인젝터, 배기가스재순환(EGR), 강화된 촉매 등의 기술이 적용되었다. 그 결과 동급의 디젤 엔진 출력 및 토크를 확보하는 한편 최신 배출가스 규제인 Stage-V 수준에서 질소산화물은 절반 수준에 해당하는 배출가스 성능을 달성하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.494-502
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• 2011

바이모달 저상굴절 트램은 자동운전으로 일반도로와 전용구간을 주행할 수 있는 고무차륜방식의 저상굴절 차량으로서, 철도의 정시성과 버스의 접근성을 동시에 구현할 수 있는 신교통수단이다. 바이모달 트램은 전자기 궤도를 사용한 자동운전, 전차륜 조향과 함께 CNG 엔진과 리튬 폴리머 배터리 팩을 사용한 친환경 직렬형 하이브리드 추진시스템을 사용한다. 본 논문에서는 바이모달 트램의 직렬형 하이브리드 추진시스템 개발에 대해 기술하고 시험선및 일반도로에서 수행된 시험 결과를 분석한다. 또한 바이모달 트램 추진장치의 튜닝 및 시험데이터 취득을 위해 개발된 계측장비의 구성 및 동작방식에 대해 설명한다. 시작차량에 설치된 계측장비의 데이터를 기초로 전용 시험 선과 일반도로에서 주행시 직렬형 하이브리드 추진시스템의 동작을 확인하며, 차량의 연비 및 엔진 효율을 계산한다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권4호
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• pp.5-11
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• 2008

The RI gasoline engine haying a sub-chamber had a high cycle variation due to the difficulty of the residual gas scavenge in the sub-chamber. To solve this problem and improve the combustion performance of RI engine, we devised a method to inject directly CNG fuel into the sub-chamber. A DI diesel engine of single cylinder was converted into a RI-CNG engine and an electronic control unit for the engine was manufactured. In this study, the combustion characteristics of the RI-CNG engine were investigated with the injection timings and air excess ratios at the load conditions of 50% throttle open rate and 1700rpm. As the results from this study, the RI-CNG engine worked reliably under the condition of the ignitable lean limit of $\lambda=1.7$ by showing the $COV_{imep}$ below about 5%. And the highest thermal efficiency could be obtained in the injection timing that produced the high imep and the low $COV_{imep}$ at the same time. The CO emission concentration indicated very low values and the THC and $NO_x$ showed an opposite pattern. With a view to improving the thermal efficiency and reducing the harmful emissions, the proper control region of the ignition timing and the mixture ratio were nearly ATDC $20^{\circ}\sim50^{\circ}$ and $\lambda=1.4$ respectively.

• 한국가스학회지
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• 제21권2호
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• pp.20-25
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• 2017

압축 천연가스에 수소를 혼합한 HCNG 연료를 사용하는 HCNG 버스에 대해 WHVC 차량시험 결과를 토대로 연료 경제성 및 $CO_2$ 배출특성을 분석하였다. 동급 CNG 버스 및 디젤버스 시험결과와 비교하여 HCNG 버스의 연비 개선효과와 $CO_2$ 저감효과를 고찰하였다. $CO_2$ 배출특성은 탄소배출계수에 따른 연료효과와 연비에 의한 효과로 분석하였다. 분석결과 HCNG 버스는 CNG 버스 보다 연비는 11.5% 개선되었고 디젤버스와는 동등수준을 보이는 것으로 나타났다. 또한 $CO_2$ 배출 특성으로 HCNG 버스는 CNG 버스에 비해 20.4% 개선효과가 있고 디젤버스에 비해 34.5% 향상되는 것으로 분석되었다. 이산화탄소 배출특성은 연료성분에 따른 탄소배출계수와 엔진성능에 따른 연비에 영향을 받는 것으로 귀결되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.473-479
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• 2013

본 연구에서는 천연가스 70%, 수소 30%의 조성비를 가진 HCNG연료와 천연가스를 각각 대형천연가스엔진에 공급하여 실험을 수행하였다. 고압축비의 수소-천연가스(HCNG)엔진의 배기특성을 살펴보기 위하여 부분부하조건에서 공기과잉률 변화에 따른 각 연료의 배출가스를 분석하였다. 실험결과 압축비가 증가함에 따라 열효율이 향상되었으며 그로인해 $CO_2$ 배출량은 감소하였다. 낮은 배기가스온도에 의하여 산화가 활발히 이루어지 못해 CO의 배출량이 증가하였다. 동일한 공기과잉률에서 압축비가 증가하면 $NO_x$의 배출량이 증가하였다. 하지만 ${\lambda}$=1.9이상의 영역에서는 MBT 점화시기가 동일해지기 때문에 압축비의 영향을 받지 않았다.

• 한국기계가공학회지
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• 제8권2호
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• pp.83-89
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• 2009

An air-fuel ratio control is essential in reducing hazardous exhaust emissions from a compressed natural gas(CNG) engine, and can be accomplished by accurate control of gas injection flow. In this study, theoretical research was conducted on injection characteristics of a solenoid gas injector, and injection experiments for calibration and analysis were performed. Various factors for gas injection flow such as injection pressure, gas temperature, and supply voltage are studied. A dynamic flow equation of the natural gas was proposed on the basis of flow dynamics theories and results of the injection experiment. The verification of the dynamic flow equation of the solenoid injector was carried out with a large CNG-engine applied to an urban bus. Air-fuel ratio control experiments were conducted in both steady and transient state. Results of injection experiments for the solenoid injector and the CNG-engine was proved the control method proposed herein to be effective.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.195-201
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• 1998

This study aims at the optimal design of rotors and the development of screw type Supercharger of CNG-fueled engine for commercial vehicle. Based on the new rotor profile, an advanced oil free type Supercharger has been developed, which can achieve higher adiabatic efficiency and lower manufacturing cost. The performance test of screw type Supercharger has achieved high volumetric efficiency and the durability on the bench of performance test has also been established in the compact body.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.58-62
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• 2008

본 연구에서는 직렬 6기통 압축천연가스 엔진의 피스톤에 대한 3차원 모델링을 수행하여 정상상태에서의 온도분포 및 그에 따른 열응력과 변형을 예측하고, 이를 기존의 해석결과와 비교 검토를 통하여 피스톤의 유한요소해석의 기준을 구축하고자 한다. 또한 냉각시스템의 성능이 피스톤의 열부하에 미치는 영향을 평가하기 위하여 냉각수 온도의 변화에 따른 피스톤의 온도분포 및 열응력 분포 그리고 그에 따른 변형을 분석하였다. 분석결과 피스톤의 최고 온도는 크라운부의 중앙에서 나타났고, 피스톤의 크라운 하부에서 최대 열응력이 발생하였다.