본 연구에서는 터보과급기 테스트 벤치, 실시간용 소프트웨어와 DAQ의 HIL 플랫폼, 그리고 Matlab/ Simulink로 작성한 엔진 모델로 구성된 HIL 시스템을 구축하고, HIL 시스템의 정상 작동 여부를 파악하기 위해 연료 공급량을 단계적으로 변화시키는 시뮬레이션을 수행하였다. 연료 공급량을 1.8944 kg/h와 4.7360 kg/h 사이에서 단계적으로 변화시키고, 시스템이 설정된 목표 공연비 32를 추종하는지 여부를 분석하였다. 시뮬레이션의 결과 연료 공급량을 변화시킨 상태에서 20초 정도의 시간이 경과한 후 설정된 목표 공연비에 정상적으로 수렴하였다. 또한 연료 공급량의 변화에 따라 터빈 베인 듀티비와 압축기의 부스트 압력도 적절하게 변화함을 확인하였다. 따라서 본 시스템은 터보과급기 개발 및 성능 개선에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
In the present study, reduction of harmful exhaust gas in a diesel engine using stratified injection system of dual fuel (diesel fuel and methanol) was tried. The nozzle and fuel injection pump of conventional injection system were remodeled to inject dual fuel in order from the same injector. The quantity of each fuel was controlled by micrometers, which were mounted at rack of injection pumps. The injection ratio of dual fuel was certificated by volumetric ratio in injection quantity test. Cylinder pressure and exhaust gas were measured and analyzed under various supply condition of duel fuel. We confirmed that combustion of dual fuel was performed successful1y by using modified injection system in a D.I. diesel. Soot and NOx are simultaneously reduced by stratified injection without large deterioration of thermal efficiency, but THC and CO are relatively increased.
The electronically controlled diesel engine was converted to dual fuel engine system. Test engine was set up for investigating the power output, thermal efficiency and emissions. ND 13-mode tests were employed for the engine test cycle. The emission result of dual fuel mode meets Euro-4 (K2006) regulation and the engine performance of dual fuel engine was comparable to the performance of diesel engine. To estimate economical efficiency, test vehicles have been operated on a certain driving route repeatedly. Fuel economy, maximum driving distance per refueling and driveability were examined on the road including free ways. Developed vehicle can be operated over 500 km with dual fuel mode and shows 80% of diesel substitution ratio. Driveability of dual fuel mode is similar with that of diesel mode.
Recent studies of a triple flame suggested that the presence of triple point (triple line in this planar configuration) could explain the mechanisms of stable fuel-lean premixed flames with equivalence ratio lower than the flammability limit. In the present study, for better understanding of the stability mechanisms of fuel rich-lean premixed flames, the fuel-rich flames were replaced with hot coils that will provide heat flux into the fuel-lean flames. It is found that the fuel-lean premixed flames could be stabilized without any triple point (triple line): however, the equivalence ratio limit for stable fuel-lean flame in this case is higher than that of the present work with the presence of fuel-rich flames. These results demonstrate that heat flux coming from fuel-rich flames should be considered in order to properly understand the roll of a triple flame for stable fuel rich-lean flames.
This study describes the mathematical equation of drawdown test model and introduces the experimental test apparatus and procedure to estimate the desorption rate ratio of a filter. The characteristics of a hydraulic filtration system of drawdown test were demonstrated by numerical simulation for various properties of filters and operation conditions. Experiments for three kinds of fuel filters were conducted according to the proposed test method. And the test results of desorption rate ratio were compared with those values anticipated in precedent multipass filtration tests. Experimental results revealed the validation of drawdown test method proposed in this study. Domestic fuel filter yielded high desorption rate ratio comparing with other foreign products, which means that the Beta ratio decreases a lot during the test. The results also showed that filtration system model could be developed including desorption rate ratio to estimate the variable Beta ratio in service life.
본 연구에서는 소규모 실험장치(6.6kW)를 이용하여 $NO_x$ 저감방법 중에 가장 효율적인 방법이라 알려진 공기 및 연료의 단계적 연소법 (air and fuel staged combustion)을 이용하여, Fuel-N을 함유하고 있는 연료의 $NO_x$ 의 배출특성을 규명함 은 물론 최적 저 $NO_x$ 연소기술 향상방안을 제시하고자 한다.
Recently domestic wood pellet boilers are installed in rural and forestry houses. The fuel price per lower heating value of wood pellet is about 20 % lower than that of heating oil on July 2010. In spite of lower price of wood pellet, a few user of wood pellet boiler complain expensive fuel cost. One of this reason is inaccurate or improper air-fuel ratio setting of wood pellet boiler. O2 concentration of flue gas of domestic wood pellet boiler is about 9.7 % and there are few domestic wood pellet boiler which can control air-fuel ratio automatically. We tested a domestic wood pellet boiler in changing boiler thermal output and air-fuel ratio. The nominal boiler thermal output is 25 kW (21 500 kcal/h). We measured thermal efficiency and flue gas concentrations such as CO and NOx at each boiler thermal load with various air-fuel ratio. The results show that if air flow rate is the same as full load and part load, thermal efficiency of part load of 40 % drops about 7.7 %p compared to boiler full load case.
Three-way catalyst converter, cleaning up the exhaust gas contamination of SI engine, has the best efficiency when A/F ratio is near the stoichiometry . The feedback control using oxygen sensors in the exhaust manifold has limits caused by the system delays. So the accurate measurement of air flow rate to an engine is essential to control the fuel injection rate especially on transient condition like the rapid throttle opening and closing. To measure the rapid change of flow rates. the air flow meter for the engine requires quick response, flow reversal detection, and linearity . Tjhe proposed integration type air flow meter (IFM), composed of an ultrasonic flow meter with an integration circuit, has significantly improved the measurement accuracy of air mass inducted through the throttle body. The proposed control method estimated the air mass at the cylinder port using the measured air mass at the throttle . For the fuel dynamic model, the two constant fuel model is introduced . The control parameters from air and fuel dynamics are tuned to minimize the excursion of the air fuel ratio. As a result A/F ratio excursion can be reduced within 5% when throttle rapidly opens and closes at the various engine conditions.
The purpose of this paper is to study the possibility of practical use of gasoline-methanol mixed fuel as an alternative fuel of gasoline engines in the light of engine performances and harmful exhaust emissions as well as mixings and separations of the mixed fuels. When the methanol of 99.8% purity is mixed with super or regular gasoline available on the market today, the experimental results obtained without modifying carburetor in this study are as follows; 1.The separation ratio depends upon the gasoline-methanol mixing ratio only, regardless of fuel temperature and fuel additives for preventing separation of phase. 2.The critical absorption ratio is affected by the gasoline-methanol mixing ratio, its temperature and the quantity of fuel additives. 3.Concerning the distillation temperature, the initial point of all sorts of fuels is almost same,but 10% point and 35-60% point of mixed fuels are lower than those of gasoline only. 4.In case of throttle valve opening set, engine output using the mixed fuels is decreased compared to gasoline, but thermal efficiency is increased as a consequence of decreasing specific energy consumption. 5.In case of fixed load test, thermal efficiency is increased at low engine speed even under low part-load as well as under comparatively high part-load including full load. 6.CO and NOx emissions are reduced remarkably with the mixed fuels.
Diesel-Fueled HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition) Engine is an advanced combustion process explained as a premixed charge of diesel fuel and air is admitted into the cylinder and compression ignited. It has possibility to reduce NOx by spontaneous auto-ignition at multiple points that allows very lean combustion resulting in low combustion temperatures. Also PM could be reduced by the premixed combustion and no fuel-rich zones. But HCCI couldn't be realized because of the difficulties in vaporizing the diesel, control of combustion phase directly. To solve these problems, new fuel injection strategy, explained as the pilot fuel injection to promote ignition near TDC following the main fuel injection at the extremely advanced timing, is applied during the compression ratio is varied from 18.9:1 to 27.7:1 This is not a pilot fuel to promote the ignition but also the direct control method of the combustion phase. Experimental result shows the pilot fuel injection promote the ignition and the compression ignition of the HCCI engine is achieved as compression ratio becomes higher. Also there is an optimal pilot fuel injection timing for the HCCI combustion. NOx is reduced more than 90% compared to DI-Diesel case but PM and THC emission needs more investigation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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