• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.164-173
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• 2006

In the electro-hydraulic injector for the common rail Diesel fuel injection system, the injection nozzle is being opened and closed by movement of a injector's needle which is balanced by pressure at the nozzle seat and at the needle control chamber, at the opposite end of the needle. In this study, the piezo actuator was considered as a prime movers in high pressure Diesel injector. Namely a piezo-driven Diesel injector, as a new method driven by piezoelectric energy, has been applied with a purpose to develop the analysis model of the piezo actuator to predict the dynamics characteristics of the hydraulic component(injector) by using the AMESim code. Aimed at simulating the hydraulic behavior of the piezo-driven injector, the circuit model has been developed and verified by comparison with the experimental results. As this research results, we found that the input voltage exerted on piezo stack is the dominant factor which affects on the initial needle behavior of piezo-driven injector than the hydraulic force generated by the constant injection pressure. Also we know the piezo-driven injector has more degrees of freedom in controlling the injection rate with the high pressure than a solenoid-driven injector.

• 한국분무공학회지
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• 제20권1호
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• pp.14-19
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• 2015

Recently, R&D demand for environmental friendly vehicle has rapidly increased due to its global environmental issues such as global warming, energy and economic crisis. Under this situation, the most realistic alternative way for environmental friendly vehicle is a clean diesel vehicle. The common-rail fuel injection system, as key technology of clean diesel vehicle, consists of a high pressure pump, common-rail, high pressure fuel line and electronic control injector. In common-rail high-pressure fuel injection system, high pressure wave of injection system and geometry of injector elements have a major effects on high-pressure fuel spray. Therefore, in this study, the numerical model was developed for analysis about the common-rail fuel pressure pulsation by using AMESim code. We could secure stability of common-rail high-pressure fuel injection system through optimal design of fuel line.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.971-977
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• 2012

고압 인젝터의 성능은 디젤 연소엔진의 동력, 배출물, 연료소모와 직접적인 관계가 있다. 본 논문에서는 솔레노이드 코일과 피에조 세라믹으로 구동되는 커먼레일 디젤 분사용 인젝터의 응답 특성을 AMESim 코드를 사용하여 상대 비교 연구를 수행하였다. 따라서 연료압력, 분공경을 주요 해석변수로 설정하였다. 본 연구를 수행한 결과, 솔레노이드 구동 인젝터에 비해 피에조 구동 인젝터가 상대적으로 더 빠른 응답성과 더 높은 제어성을 가짐을 알 수 있었으며, 특히 다단분사 적용시, 이런 결과가 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제53권1호
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• pp.89-97
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• 2017

Butanol has an ability to improve the ignition quality due to its lower latent heat of vaporization; it has an advantage to reduce a volume of a fuel tank because its energy density is higher than that of ethanol. Also, butanol-diesel oil blending quality is good because butanol has an effect to prevent the phase-separation between two fuels. Even if the blended oil contains water, it can reduce the corrosion of the fuel line. Thus, it is possible to use butanol-diesel oil blended fuel in diesel engine without modification, and it may reduce the environment pollution due to NOx and particulate and the consumption of diesel oil. Therefore, some studies are being advanced whether butanol is adequate as an alternative fuel for diesel engines, and the results of the combustion and exhaust gas emission characteristics are being presented. Though the injection and spray characteristics of butanol are more important in diesel combustion, the has not yet dealt with the matter. In this study, the influence in which differences of physical properties between butanol and diesel oil may affect the injection and spray characteristics such as injection rate, penetration, spray cone angle, spray velocity and process of spray development were examined by using CRDI system, injection rate measuring device and spray visualization system. The results exhibited that the injection and macroscopic spray characteristics of two fuels were nearly the same.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권9호
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• pp.52-59
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• 2007

Fuel injection system greatly affects the performance of a direct injection diesel engine. A common rail injection system was introduced to satisfy the stringent emission standards, low fuel consumption, and low noise in recent years. The performance of a common-rail fuel injection system is strongly influenced by the injector characteristics. The common rail injector has evolved in order to improve its injection performance. The piezo-actuated injector is more suitable for common rail injection system due to its fast response and is expected to replace current solenoid-operated injector. In this study, nonlinear mathematical models are proposed for the solenoid-operated and the piezo-actuated injectors for control applications. Based on these models, the injection rate, which is one of the most important factors for the injection characteristics, is estimated using sliding mode observer. The simulation results and the experimental data show that the proposed sliding mode observers can effectively estimate the injection timing and the injection rate for both common-rail injectors.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.17-25
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• 2013

Performance of DI diesel engine with high fuel injection method is directly related to the emission characteristics and fuel consumption. At present, diesel injection system with piezo element is replacing conventional solenoid type due to their faster electro-mechanical properties. In this study, it was investigated the sensitivity characteristics regarding internal hydraulic modeling based on the AMESim environment of piezo-driven injector The analytic parameter for this study defined such as In/Out orifice, injection hole's diameter and driven voltage on piezo stack. As the results, it was shown that these parameter influence on a fast response characteristics of piezo-driven injector. Also we found fuel pressure recovery time is faster about 0.1 ms due to larger IN orifice diameter. And larger OUT orifice diameter occurs maximum pressure drop with faster its timing of about 0.2 ms.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.866-873
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• 2017

산업이 발전함에 따라 전 세계적으로 환경오염에 대한 문제가 대두되고 있으며, 자동차 배출가스 규제도 점점 강화되고 있다. 하지만, 배출가스는 단순한 자동차만의 문제가 아닌 연료물성성분에 따른 영향도 받는 것으로 알려져 있으며, 특히, 디젤엔진의 경우 CRDI 엔진이 개발 및 상용화되면서 고성능 엔진은 고성능 연료를 필요로 하고, 그 중 대표적인 것이 연료의 윤활성으로 밝혀진바, 이에 본 연구에서는 연료물성변화가 자동차 주요부품 및 배출가스에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 윤활성이 취약한 연료($651{\mu}m$/품질기준 $400{\mu}m$이하)를 차량에 사용하여 고압펌프 및 인젝터, 매연저감장치 등의 파손이 발생하며, 매연 및 배출가스, 연비가 악화되는 것을 확인하였다. 또한, 파손된 매연저감장치(DPF)를 확인한 결과 철분성분이 다량 검출되었으며 이는 연료에 철분성분이 많이 함유되어 있어, 배출가스에 영향을 미쳐 매연저감장치(DPF)의 처리능력을 초과한 입자상물질의 배출로 인한 파손으로 추정 및 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.217-224
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• 2012

비도로용 차량의 경우 대부분 디젤엔진을 사용하여 엔진의 특성상 PM과 NOx의 배출이 많은 단점이 있다. 승용 및 상용 디젤 차량의 경우 CRDI 및 후처리 장치를 적용하였고 후처리 장치로 DOC/DPF를 장착함으로써 PM은 약 90% 이상 저감 가능하다. 상반관계인 NOx는 EGR 사용을 통해 1차적으로 NOx 배출량을 감소시키고 LNT, LNC, Urea-SCR 등의 DeNOx 시스템으로 NOx의 배출량을 보다 현저히 저감시켜 배기규제를 만족시키고 있다. 본 연구에서는 tier 4 interim 배기규제를 만족하기 위해 56kW급 오프로드 차량으로 연구를 진행하였다. NOx의 감소를 위해 WGT와 전자 제어방식의 HPL EGR 시스템을 적용하였고 CO와 THC, PM 배출가스를 줄이기 위해 DOC와 DPF를 사용하였다. EGR 시스템을 적용하기 위해 각 조건에 대한 기본 실험을 실시하여 EGR map을 작성하였다. 작성된 map을 NRTC 모드에서 시험하여 map의 적용성을 검증하고 tier 4 interim 배기규제 만족여부를 파악하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.962-973
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• 2017

대기오염에 대한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후처리 시스템 등의 연구를 통하여 차량 배기가스 및 온실가스를 감소시키고자 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 각기 다른 차량기술이 적용된 휘발유, 경유, LPG를 연료로 사용하는 7대의 차량을 대상으로 국내 외에서 법적시험모드로 사용되고 있는 도심모드, 고속모드, 급가 감속, 에어컨사용 및 겨울철 특성을 반영한 저온모드에서 온실가스의 배출특성을 확인하고자 하였다. 사용연료에 관계없이 대부분의 온실가스는 저온인 Cold FTP-75 모드에서 가장 안 좋은 결과가 나타나는 경향을 가지고 있다. 각 차량별 온실가스 증가 요인으로는 가솔린 차량인 A차량(2.0 MPI)과 B차량(2.4 GDI)에서는 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순인데 비해 E차량(1.6 T-GDI)은 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속, 저온 조건의 순이다. G차량(LPLi)은 에어컨 사용, 저온, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 가솔린 차량과 다른 특성을 가지고 있다. 경유 차량에 있어서는 A차량(2.0 w/o DPF)과 B차량(2.2 w/ DPF)은 최고속 및 급가 감속, 에어컨 사용, 저온 조건의 순이었고, F차량(1.6 w/ DPF)은 저온, 에어컨 사용, 최고속 및 급가 감속 조건의 순으로 확인되었다. 따라서, 각 연료별로 배출가스 저감 기술을 다르게 적용하여야 효과적인 방법이라고 할 수 있겠다.