• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.186-192
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• 2017

본 연구에서는 OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 물/벙커 C 오일 비율, 계면활성제 농도 및 조성, 유화 시간, 교반 속도 및 시간, 온도 등을 변화시키면서 유중수적형(water-in-oil, W/O) 에멀젼 연료를 제조하였다. OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 제조한 에멀젼 연료는 벙커 C 오일에 비하여 미세먼지, $NO_2$, CO, $CO_2$ 및 $SO_2$ 등의 연소배기 가스 중의 대기 오염물 방출을 감소시키는데 효과적이며, 특히 계면활성제 조성 OIMS90/NP12 = 4 : 6, 계면활성제 농도 500 ppm, 수분 함량 10%을 사용하여 $80^{\circ}C$에서 제조한 에멀젼 연료가 배기가스 오염물 저감 효과가 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 보일러 효율 측정 시험 결과, 에멀젼 연료가 벙커 C 오일과 비교하여 우수한 디젤 엔진 에너지 효율을 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.24-32
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• 2015

국내외적으로 디젤엔진에 대한 배출가스 규제가 강화되고 있고 다양한 방식의 엔진연소 및 후처리 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 질소산화물(NOx)의 제거방법으로는 HC-SCR, LNT, Urea-SCR 등이 있으며, Urea-SCR은 높은 변환 효율 및 연비특성으로 향후 NOx의 저감을 위한 유력한 기술로 많은 기술개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 요소함량의 변화에 따른 요소수의 물리적/화학적 특성을 조사하고 배출가스의 특성을 분석하였다. 요소함량의 증가에 따른 요소수의 뷰렛, 알데히드, 인산염 함량은 증가하였으며, 배출가스 중 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 입자상물질(PM)의 배출량 변화는 미미하였다. 질소산화물(NOx)의 배출량은 요소함량이 증가함에 따라 감소하였으며, 30.0 wt%이상의 요소수에서는 질소산화물의 저감효율이 80 %이상을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제18권6호
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• pp.7-13
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• 2014

국내 외에서 대기 오염에 대한 관심은 높은 편이며, 자동차 및 연료 연구자들은 깨끗한 (친환경 대체연료) 연료와 연료 품질에 맞춘 새로운 엔진 설계의 구성, 혁신적인 후처리 시스템 등의 접근을 통하여 차량의 배기가스 배출을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 연구는 다음과 같은 다양한 주요 이슈를 가져오게 된다. PM 배출량이 디젤과 가솔린 차량에 대해 규제해야 하는지 여부와 가솔린 및 LPG 차량이 PM 배출가스 규제에서 무시될 수 있는지 여부이다. 마지막으로 온실 가스 (C$CO_2$, $CH_4$, $N_2O$) 규제가 자동차 배출 규제를 포함하여 논의 것 등이다. 자동차의 온실 가스 및 배출가스(PM)는 환경오염, 건강 악영향 등의 원인으로 많은 문제점을 일으키게 된다. 본 논문에서는 자동차 저온 시동성 및 배출가스에 대해 LPG 연료의 영향을 논의하였다. 또한 본 논문은 시험 온도에 대한 배출가스 특성을 평가하였다. 이때의 시험온도는 시험모드 상의 온도와 국내 겨울철 최저온도를 기준으로 나누어서 실시하였다. 본 연구를 통해 시동성 및 배출가스, 온실가스 배출의 상관관계를 분석하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1199-1206
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• 2015

본 연구는 경유와 바이오디젤(대두유) 혼합연료의 디젤엔진 배기특성을 조사하였고, 연료 혼합비는 BD(biodiesel)3, BD5, BD20, BD50 및 BD100이며, 분사압력 조건을 400 bar, 600 bar, 800 bar, 1000 bar 및 1200 bar로 변화시켰다. 그리고 연료 혼합비 및 분사압력에 따른 엔진배출물인 NOx와 Soot의 정량적인 분석을 위해 통계학에 기초한 피어슨 상관계수와 스피어만 상관계수를 이하였다. 본 연구의 결과로서 실험변수인 혼합비와 분사압력에 대한 NOx 및 Soot 발생량의 피어슨 상관계수는 -0.811이며, 스피어만 상관계수는 -0.884로 NOx와 Soot 발생량 관계가 선형적이며, 이것은 trade-off관계를 나타낸다. 또한 각각의 분사압력 조건에서 피어슨 상관계수가 음의 상관 관계를 나타내며 이것은 NOx와 Soot 배출관계가 반비례적인 것을 나타낸다.

• 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.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권6호
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• pp.387-398
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• 2009

The operation condition of recently designed pistons for high power and high speed diesel engine become more severe due to the increment of combustion pressure and temperature. So, in order to overcome high temperature, the application of the mono-metal cast aluminum alloy piston featuring an enclosed cast-in open cooling gallery has increased. In this research, it is developed a PCJ (piston cooling jet) rig tester, described the test procedure and validated the performance of sample piston cooling gallery design. Then the test rig will be used for developing the design technology of piston cooling gallery. The test rig is composed with oil reservoir and pumping system, oil jet system, piston fixing and moving system, collecting oil measuring system, and data measuring and recording system. It will be measured collecting efficiencies under conditions of a few piston positions, oil jet pressures and oil viscosities for a piston cooling gallery. Furthermore, the PCJ rig tester will be used for the optimum design of the oil cooling gallery which being applied to increase the cooling efficiency of pistons in diesel engines satisfying the EURO V emission regulation and the more.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.641-647
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• 2017

디젤 엔진은 가솔린기관에 비해 강력한 파워와 연료의 경제성 및 $CO_2$ 배출양이 적어 상용차뿐만 아니라 일반승용차에서도 시장의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 디젤 엔진의 연소특성상 국부적인 고온반응 영역에서 질소산화물과 확산연소 영역에서 입자상물질이 많이 배출되므로 엄격해진 배기규제를 충족시키기 위해서 자동차와 선박등 촉매후처리장치 장착의 비중이 점차 증가하고 있다. 그 중 입자상물질 저감장치로써 입자상물질필터가 장착되어 왔으나 PM중 약 50%가 연료와 엔진오일에서 석출된 재 성분이 침적되면 필터를 손상시키므로 고온의 연소방식이 아닌 세정제를 이용한 제거기술이 절실히 필요하다. 이 연구의 목적은 디젤 엔진용 촉매코팅된 디젤입자상물질필터에 침적된 재를 세정을 함에 있어서 촉매의 물질의 물리화학적인 특성을 연구하는 것이다. 30분 동안 세정제에 담근 S4 샘플은 침투력이 강한 성분으로 인하여 입자들끼리 응집되고 수축되었다. 재에 침투력이 강한 침투제와 물과 기름을 혼합시켜주는 계면활성제 성분이 적절하게 제조된 S1 샘플의 세정특성이 가장 좋았다. 침투제인 수산화칼륨과 규산나트륨 성분이 첨가된 S4 샘플의 와쉬코트 손실률은 약 13%로 증가하였다. 촉매코팅된 디젤입자상물질필터의 와쉬코트 손실률이 약 13% 이하조건에서 유해가스 성분을 저감시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.112-118
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• 2018

화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 $CO_2$ 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성이 된다. LNT와 urea-SCR 촉매는 디젤엔진에서 NOx를 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 소형과 중 대형 디젤기관에 많이 사용되고 있는 Cu SCR 촉매의 NOx 저감 성능 향상을 목적으로 한다. $5Cu-2ZrO_2$/Zeolyst(Si/Al=13.7)SCR 촉매는 $5Cu-2ZrO_2$/93Zeolite(Si/Al=2.9) 촉매에 비해 촉매온도 $300^{\circ}C$ 이상에서 약 5-50% 수준으로 de-NOx 성능이 높았다. Zeolite는 zeolyst에 비해 금속의 분산도가 낮고 평균 입경이 커짐에 따라 촉매의 반응속도가 저하되었다. 10wt% Cu가 담지된 $10Cu-2ZrO_2$/88Zeolyst 촉매는 $200^{\circ}C$에서 40%, $350^{\circ}C$에서 약 65%로 NOx 정화성능이 가장 높았고, Cu의 이온이 제올라이트의 결정화합물인 Al과의 이온교환율이 증가함에 따라 다른 촉매에 비해 20-40% de-NOx 성능이 향상되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.118-124
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• 2011

To reach the Euro-6 regulations of PM and $NO_x$ for light-duty diesel vehicles, it will be necessary to apply the CDPF and the de-$NO_x$ catalyst. The described system consists of a catalytic configuration, where the CDPF is placed downstream of the diesel engine and followed by a urea injection unit and a urea-SCR catalyst. One of the advantages of this system configuration is that, in this way, the SCR catalyst is protected from PM, and both white PM and deposits become reduced. In the urea-SCR system, the injection control of reductant is the most important thing in order to have good performance of $NO_x$ reduction. The ideal ratio of $NH_3$ molecules to $NO_x$ molecules is 1:1 based on $NH_3$ consumption and having $NH_3$ available for reaction of all of the exhaust $NO_x$. However, under the too low and too high temperature condition, the $NO_x$ reduction efficiency become slower, due to temperature window of SCR catalyst. And space velocity also affects to $NO_x$ conversion efficiency. In this paper, rig-tests were performed to evaluate the effects of $NO_x$ and $NH_3$ concentrations, gas temperature and space velocity on the $NO_x$ conversion efficiency of the urea-SCR system. And vehicle test was performed to verify control strategy of reductatnt injection. The developed control strategy of reductant injection was improved over all $NO_x$ reduction efficiency and $NH_3$ consumption in urea-SCR system. Results of this paper contribute to develop urea-SCR system for light-duty vehicles to meet Euro-5 emission regulations.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.281-290
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• 2018

최근 선진국을 중심으로 고연비-저배출 내연기관 (디젤) 자동차 보급의 필요성이 대두되면서 기존 촉매후처리 장치의 저온성능 강화를 위한 기술적 방안들이 시급히 요구되고 있다. 본 논문에서는 디젤엔진 배출 탄소입자상 물질의 연소반응에 있어 연료함유 촉매(Fuel-Borne Catalyst)와 페로브스카이트(Perovskite)의 복합촉매 시스템이 보이는 상용모델촉매 대비 우수한 저온 연소성능과 이의 Perovskite 촉매 조성에 대한 의존성에 관해 논하였다. Fe/Ce 계열 연료함유 촉매가 A-site 원소(La)에 K이 부분치환되고, B-site 금속이 Fe인 Perovskite 촉매와 복합화될 때 상대적으로 우수한 저온 연소성능 개선효과가 관찰되었다. 이를 관찰하기 위해 연료함유 촉매가 함유되거나 함유하지 않은 탄소 입자상 물질과 다양한 조성의 La 계열 Perovskite 촉매를 혼합한 고정층에 대한 온도상승 산화반응 실험(Temperature-Programmed Oxidation)을 수행하였으며, 이산화탄소 생성과 질소산화물 농도 저하 패턴의 연동특성을 통해 두 촉매의 상호 연계작용을 유추하였다.