• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권9호
• /
• pp.1081-1086
• /
• 2014

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤기관에서 식물성 바이오 연료인 카롤라유(Canola oil)와 디젤연료를 혼합하여 사용하였을 때 바이오디젤 혼합율과 엔진 회전수 변화에 따른 연소 및 배기 배출물 특성을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 엔진 회전수 1,000, 1,500, 2,000(rpm)에서 연소 압력은 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 감소하고, 2500rpm에서는 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가 하였으며, 열 발생율은 바이오디젤 혼합율이 증가 할수록 모두 증가하였다. 연료 소비율은 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 엔진 회전수가 상승할수록 증가하였다. CO 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록, 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 감소하였다. $CO_2$, NOx, 배출물은 엔진 회전수가 상승할수록 바이오디젤 혼합율이 증가할수록 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권2호
• /
• pp.137-143
• /
• 2011

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤엔진에 바이오디젤 혼합 디젤연료를 적용하였을 경우 엔진의 연소특성과 배출물 저감효과를 실험적으로 구한 것이다. 실험 연료는 바이오디젤 20%와 디젤연료 80%(체적분율)를 혼합한 BD20과 저유황디젤연료(ULSD)를 사용하였으며, 연료분사압과 엔진회전수를 변수로하여 실험을 수행하였다. 실험결과 B20과 ULSD 모두 연료분사압력이 증가함에 따라 NOx 배출농도는 증가하고, Soot 배출량은 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 BD20의 경우 ULSD와 비교하여 NOx 배출농도는 다소 증가하였으나, Soot 배출량은 현저하게 감소하였다. 또한, 회전속도가 1000rpm에서 2000rpm으로 증가함에 따라 NOx 배출농도는 감소하고, Soot 배출량은 낮은 분사압력에서 현저히 증가하는 경향을 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제30권3호
• /
• pp.351-358
• /
• 2006

The capability of high pressure injection with small fuel quantify at all engine operating conditions is one of the main feature in common rail fuel injection system, which is used in small and light-duty Diesel engine. The key parameter for the better atomized fuel sprays and multiple injections of this common rail fuel injection control, that can be freely selected irrespective of the engine speed and load is the mechanism controlling the needle energizing and movement in high pressure Diesel injector. In the electro-hydraulic injector, the injection nozzle is being opened and closed by movement of the injector's needle which is balanced by pressure between the nozzle seat and the needle control chamber. This study describes the macroscopic spray structure characteristics of the common rail Diesel injectors with different electric driving method i.e. the solenoid-driven and piezo-driven type. The macroscopic spray characteristics such as spray tip speed. spray tip penetration and spray cone angle were investigated by the high speed spray, which is measured by the back diffusion light illumination method with optical system for the high speed temporal photography in a constant volume chamber pressurized by nitrogen gas. As the results, the prototype piezo-driven injector system was designed and fabricated for the first time in domestic case and the effect of injector's needle response driven by different drive type was compared between the solenoid and piezo-driven injector It was found therefore. that the piezo-driven injector showed faster needle response and had better needle control capability by altering the electric input value than the solenoid-driven injector.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.123-134
• /
• 2012

A typical cooling system of an engine relies on a water pump that circulates the coolant through the system. The pump is typically driven by the crankshaft through a mechanical link with engine starting. In order to reduce the friction and warm-up time of an engine, the clutch-type water pump (CWP) was applied in 2.0 liter diesel vehicle. The clutch-type water pump can force cooling water to supply into an engine by the operation of an electromagnetic clutch equipped as the inner part of pump system. The onset of CWP is decided by temperature of cooling water and engine oil. And, the control logic for an optimal operation of the clutch-type water pump was developed and applied in engine and vehicle tests. In this study, the warm-up time was measured with the conventional water pump and clutch-type water pump in engine tests. And the emission and the fuel consumption were evaluated under NEDC mode in vehicle tests. Also, tests were carried out for the various temperature conditions starting the operation of CWP. From the results of the study, the application of CWP can improve the fuel consumption and $CO_2$ reduction by about 3%.

• 동력기계공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.77-83
• /
• 2014

As the interest on the air pollution is gradually risen up at home and abroad, their vehicle emission regulations have been reinforcing by steps. PM regulation was also reinforced 4times for the last 13years and has been applied to SI vehicles after EURO 5. Additionally, knowing that small particles of PM can easily penetrate deep into lungs PM number was added on the regulation from EURO5+ and is applied to CI vehicles. Also, PN regulation is going to be applied to SI vehicles. But, because the regulation is appled to only a general test mode of each countries that is performed at $25{\pm}5^{\circ}C$, it is unclear whether the regulation can work on the other ambient temperature conditions or not. In this paper, to know that exhaust emission characteristics at the special conditions CI vehicles(CRDi w, w/o DPF) were tested using 5-cycle mode, NEDC mode at 5-ambient temperatures (35, 25, 0, -7 and -15) and the exhaust emission test results were discussed. The results show that the vehicle with DPF emits much low PM(and PM number) on all of the test mode. However, NOx of the other mode was emitted higher than regulation mode. Also. NOx was sharply increased according to decreasing Ambient Temperature.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.2573-2578
• /
• 2014

본 연구는 4실린더 커먼레일 디젤 기관에서 바이오 디젤 혼합 연료를 사용하여 예비 분사시기와 EGR율을 변화시켰을 때 연소 압력과 배기 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 예비 분사 시기와 EGR율은 디젤 기관의 연소 및 배기 배출 특성에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 기관 회전 속도 2,000rpm에서 바이오 디젤 혼합율 20%의 연료를 사용하여 예비 분사 시기와 EGR율에 다양하게 변화를 주어 실험을 하였다. 실험결과, 도시 평균 유효 압력은 예비 분사 시기가 상사점전 BTDC $10^{\circ}$에서 가장 높았으며, 연소 압력과 열 발생율은 동일 예비 분사 시기에서 EGR율에 비례하여 감소하였다. NOx배 출량은 예비 분사시기에 관계없이 EGR율이 증가할수록 큰 폭으로 감소하였으며, 매연(Soot)은 예비 분사 시기 BTDC $20^{\circ}$에서 가장 적게 배출되었다.

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

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.91-99
• /
• 2014

The common-rail injectors are the most critical component of the CRDI diesel engines that dominantly affect engine performances through high pressure injection with exact control. Thus, from now on the advanced combustion technologies for common-rail diesel injection engine require high performance fuel injectors. Accordingly, the previous studies on the numerical and experimental analysis of the diesel injector have focused on a optimum geometry to induce proper injection rate. In this study, computational predictions of performance of the diesel injector have been performed to evaluate internal flow characteristics for various needle lift and the spray pattern at the nozzle exit. To our knowledge, three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model of the internal flow passage of an entire injector duct including injection and return routes has never been studied. In this study, major design parameters concerning internal routes in the injector are optimized by using a CFD analysis and Response Surface Method (RSM). The computational prediction of the internal flow characteristics of the common-rail diesel injector was carried out by using STAR-CCM+7.06 code. In this work, computations were carried out under the assumption that the internal flow passage is a steady-state condition at the maximum needle lift. The design parameters are optimized by using the L16 orthogonal array and polynomial regression, local-approximation characteristics of RSM. Meanwhile, the optimum values are confirmed to be valid in 95% confidence and 5% significance level through analysis of variance (ANOVA). In addition, optimal design and prototype design were confirmed by calculating the injection quantities, resulting in the improvement of the injection performance by more than 54%.