• 제목/요약/키워드: External combustion engine

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흡기관 분사식 수소 SI기관의 희박과급 적용에 관한 연구 (A Study on the Application of the Lean Boosting in a Hydrogen-fueled Engine with the SI and the External Mixture)

  • 이광주;이종구;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.136-141
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    • 2013
  • In order to achieve simultaneously the ultra-low NOx, the high power and the high efficiency in a hydrogen-fueled engine with SI and the external mixture, the effects of low temperature combustion, performance and exhaust are compared and analyzed by the application of the lean boosting. As the results, the decrease rate of the high temperature in the hydrogen is less decreased than the other fuels by high constant-volume specific heat. However, when the conditions of 1.7bar and ${\Phi}=0.33$ are reached by the lean boosting, the maximum gas temperature of hydrogen is decreased under the temperature of NOx formation and it is possible to stabilize combustion below 2% of COVimep. Also, at that condition, it is feasible to achieve simultaneously NOx-free and the power of gasoline level. Therefore, it is found that the lean boosting is useful in the hydrogen-fueled engine.

배플 길이의 최적화를 위한 연소 안정성 평가 시험 (Stability Rating Tests for Optimization of Axial Baffle Length)

  • 김홍집;이광진;서성현;김승한;한영민;설우석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.69-77
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    • 2005
  • KSR-III 개발과정에서 배플을 장착하여 연소 불안정 현상을 해결한 바 있으나, 추력 및 냉각과 관련된 축방향 길이에 대한 최적화 과정을 거치지는 않았다. 이에 수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 KSR-III에서의 작동조건 하에서 50 mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

KSR-III 로켓엔진의 연소 안정성 평가 (Stability Rating of KSR-III Rocket Engine)

  • 손채훈;김영목
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.95-101
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    • 2004
  • 액체 로켓엔진 개발과정에서 수행되는 여러 가지 시험 중 연소 안정성 평가 시험을 통해, KSR-III 로켓엔진의 연소 안정성을 평가하였다. 안정성 평가시험에서, 엔진이 외부 교란에 의한 압력 진동을 감쇠시켜 본래의 안정한 연소를 회복하는 경우, 그 엔진은 연소 안정 화 능력을 가지고 있다고 판정할 수 있다. 로켓엔진은, 교란의 크기를 예측하기 어려운 외부 섭동에 노출될 수 있으므로, 연소 안정화 가능 여부를 확인하는 것과 더불어 엔진이 갖고 있는 연소 안정화 성능을 정량화하여 파악하는 작업이 필요하다. 이를 위해 몇 가지 주요 인자를 도입하였고, 이를 평가하는 방법을 검토하였다. 성공적으로 완료된 KSR-III 로켓 개발과정에서 로켓엔진의 안정성 확보를 위해 6회의 안정성 평가 시험이 수행되었다. 이를 토대로, 연소 안정화 성능의 정량화 방법을 KSR-III 엔진에 적용하여 엔진의 안정화 성능을 분석하였다.

밸브 타이밍 지각과 과급에 의한 흡기관 분사식 수소기관의 고성능 실현 (The Realization of High Performance in a Hydrogen-Fueled Engine with External Mixture by Retarding Valve Timing and Super Charging)

  • 이광주;허상훈;이종태
    • 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.

연소 안정성 평가 시험을 통한 배플 길이의 안정성 여분 평가

  • 김홍집;이광진;서성현;김승한;한영민;설우석
    • 항공우주기술
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    • 제3권1호
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    • pp.188-196
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    • 2004
  • 수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 50mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

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액체 로켓엔진의 연소 안정성 평가 (Stability Rating of Liquid Propellant Rocket Engine)

  • 손채훈;김영목
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.73-77
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    • 2003
  • 액체 로켓엔진 개발과정에서 수행되는 여러 가지 시험 중 연소 안정성 평가 시험을 통해, KSR-III 로켓엔진의 연소 안정성을 평가하였다. 안정성 평가시험에서, 엔진이 외부 교란에 의한 압력 진통을 감쇠시켜 본래의 안정한 연소로 회복되는 경우, 그 엔진은 연소 안정화 능력을 가지고 있다고 판정할 수 있다. 로켓엔진은, 교란의 크기를 예측하기 어려운 외부 섭동에 노출될 수 있으므로, 엔진의 연소 안정화 가능 여부를 확인하는 것과 더불어 엔진이 갖고 있는 연소 안정화 능력을 정량화하여 파악하는 작업이 필요하다. 이를 위해 몇 가지 인자를 도입하였고, 이를 평가하는 방법을 검토하였다. 성공적으로 완료된 KSR-III 로켓개발과정에서 로켓엔진의 안정성 확보를 위해 5회의 안정성 평가 시험이 수행되었다. 이를 토대로, 앞서 언급한 안정화 능력의 정량화 방법을 KSR-III 엔진에 적용하여 그 엔진의 안정화 성능을 분석하였다.

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엔진 연결봉 베어링의 운동 궤적 해석 (Analysis of Journal Locus in a Connecting Rod Bearing)

  • 조명래;정진영;한동철
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1997년도 제25회 춘계학술대회
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    • pp.183-189
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    • 1997
  • This paper presents the motion of dynamically loaded journal in the connecting rod bearing of reciprocating internal combustion engine. Journal motions in engine bearings have been composed of two components, which was rotational and translational motion. Early study of journal locus in engine bearing had been performed on each motion. This paper has been considered two motions simultaneously. Reynolds equation including the squeeze effect has been analyzed using the ADI method, and real engine bearing and crankshaft system has been considered to calculate the cyclic external force. The equations of journal motion have been derived and then the numerical integration of these equations performed by 4th order Runge-Kutta method. This paper gives various journal orbits in connecting rod bearing depending on cyclic external forces, rotating speeds, and bearing parameters.

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엔진 연결봉 베어링의 운동 궤적 해석 (Analysis of Journal Locus in a Connecting Rod Bearing)

  • 조명래;정진영;한동철
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.17-23
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    • 1998
  • This paper presents the motion of dynamically loaded journal in the connecting rod bearing of reciprocation internal combustion engine. Journal motions in engine bearings have been composed of two components, which was rotational and translational motion. Early study of journal locus in engine bearing had been performed on each motion. This paper has been considered two motions simultaneously. Reynolds equation including the squeeze effect has been analyzed using the ADI method, and real engine bearing and crankshaft system has been considered to calculate the cyclic external force. The equations are performed by 4th order Runge-Kutta method. This paper gives various journal orbits in connecting rod bearing depending on cyclic external forces, rotation speeds, and bearing parameters.

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외부혼합 와류분사기를 장착한 액체로켓엔진용 축소형 연소기 개발 (Development of Sub-scale Combustor for a Liquid Rocket Engine Using Swirl Injector with External Mixing)

  • 한영민;김승한;서성현;이광진;김종규;설우석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.102-111
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    • 2004
  • 본 논문에서는 와류분사기를 가진 액체로켓엔진용 축소형 연소기의 설계/제작/시험에 대해 기술하였다. 와류분사기는 내부에 액체산소 외부에 케로신을 공급하여 노즐 외부에서 혼합하는 구조를 가지고 있다. 축소형 연소기는 분사기 헤드, 삭마 냉각방식의 내열재 연소실 그리고 물냉각 노즐로 구성되어 있다. 분사기 헤드는 18 개의 주 분사기, 하나의 중앙 분사기, 연료 메니폴드, 산화제 메니폴드 그리고 추진제 분배기 등으로 구성되어 있다. 축소형 연소기 제작 후 수류시험 및 점화시험을 거쳐 설계점 및 탈설계점에서의 연소시험을 성공적으로 수행하였다. 연소시험결과 분사기 차압은 수류시험시의 값과 비슷하였고 연소효율은 목표치보다 높게 나왔으며, 정상연소시 동압의 진폭은 규격조건을 만족하였고 고주파 연소 불안정은 발생하지 않았다.

저온 디젤 연소에서 T90 온도가 배기가스에 미치는 영향 (The Effect of T90 Temperature on Exhaust Emissions in Low-temperature Diesel Combustion)

  • 한만배
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.72-77
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    • 2011
  • This study is to investigate the effect of the distillation temperature in ultra low sulfur diesel fuel on exhaust emissions in the low-temperature diesel combustion with 1.9L common rail direct injection diesel engine. Low temperature diesel combustion was achieved by adopting an external high EGR rate with a strategic injection control. The engine was operated at 1500 rpm 2.6 bar BMEP. The 90% distillation recovery temperature (T90) was $270^{\circ}C$ and $340^{\circ}C$ for the respective cetane number (CN) 30 and 55. It was found that there exists no distinctive discrepancy on exhaust emissions with regards to the different T90s. The high CN (CN55) fuels follow the similar trend of exhaust emissions as observed in CN30 fuels' except that high T90 fuel (CN55-T340) produced higher PM compared to low T90 fuel (CN55-T270). This may come from that high T90 plays an active role in aggravating the degree of fuel-air mixture preparedness before ignition.