In this study, a computer analysis has been developed for predicting the pipe pressure of the intake and exhaust manifold in a single cylinder engine. To get the boundary conditions for a numerical analysis, one dimensional and unsteady gas dynamic calculation is performed by using the MOC(Method Of Characteristic). The main numerical parameters are the variation of the exhaust pipe diameters to calculate the pulsating flow when the intake and exhaust valves are working. As the results of numerical analysis, the shapes and distributions of the exhaust pipe pressures were influenced strongly on the cylinder pressure. As the exhaust pipe diameter is decreased, the amplitude of exhaust pressure is large and the cylinder pressure was showed low in the region of intake valve opening time.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.5
no.2
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pp.183-196
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1997
Gas flow field within the cylinder which is called a tumble flow is important factor in improving lean combustion stability. In this study, steady state flow tests were performed to quantify tumble ratio of flowfields generated by a tumble intensifying valve(TIV). In addition, velocity and fluctuation profiles in an intake port and flowfields in th cylinder were inspected using a hotwire anemometer and a laser light sheet method with various TIV configurations. These experimental results show that installated TIV has a great effect on flow field distribution in an intake port and test effects enhance a tumble flow in the cylinder.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.3
no.6
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pp.134-144
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1995
The solenoid actuated hydrogen injector and the capacitive peak-hold type driving circuit were designed and made, and the hydrogen supply system for in-cylinder injection was constructed with these. The performance of the injector was investigated through measuring the pintle lift profiles and the injection quantities, and the performance of the hydrogen supply system was confirmed through the experiments at the single cylinder engine. The injection quantity increased linearly as the duration of driving signal increased. At the single cylinder engine, the hydrogen injector was operated stably. The hydrogen flow rate of the injector with the peak-hold type driving circuit could be controlled precisely at high engine speed or low load condition only with the variation of signal duration.
In this research, a numerical simulation for the acoustic sounds around a two-dimensional circular cylinder in a uniform flaw was developed, using the finite difference lattice Boltzmann model. We examine the boundary condition, which is determined by the distribution function concerning density, velocity, and internal energy at the boundary node. Pressure variation, due to the emission of the acoustic waves, is very small, but we can detect this periodic variation in the region far from the cylinder. Daple-like emission of acoustic waves is seen, and these waves travel with the speed of sound, and are synchronized with the frequency of the lift on the cylinder, due to the Karman vortex street. It is also apparent that the size of the sound pressure is proportional to the central distance to the circular cylinder. The lattice BGK model for compressible fluids is shown to be a powerful tool for the simulation of gas flaws.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.12
no.1
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pp.122-129
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2004
Finite element analysis was performed to analyze structural safety of a new heavy-duty direct injection diesel engine. A half section of the in-line 6-cylinder engine was selected as a computational domain. A mapping method was used to project heat transfer coefficients from CFD results of engine coolant flow onto the FE model. The accurate setting of thermal boundary condition on the FE model was expected to result in improved prediction of temperature, cylinder bore distortion, and stresses. Characteristics of high cycle fatigue were investigated by assuming the engine was operated under the following five loading conditions repeatedly; assembly force, assembly force with thermal loading, alternating maximum gas pressure loading at each cylinder combined with assembly force and thermal loading. Distribution of fatigue safety factor was calculated by using it Haigh diagram in which the maximum and the minimum stresses were selected from the five loading cases.
Pischinger, M.;Salber, W.;Staay, F.V.D.;Baumgarten, H.;Kemper, H.
International Journal of Automotive Technology
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v.1
no.1
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pp.17-25
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2000
The electromechanical valve train (EMV) technology allows for a reduction in fuel consumption while operating under a stoichiometric air-fuel-ratio and preserves the ability to use conventional exhaust gas aftertreatment technology with a 3-way-catalyst. Compared with an engine with a camshaft-driven valve train, the variable valve timing concept makes possible an additional optimization of cold start, warm-up and transient operation. In contrast with the conventionally throttled engine, optimized control of load and in-cylinder gas movement can be used for each individual cylinder and engine cycle. A load control strategy using a "Late Intake Valve Open" (LIO) provides a reduction in start-up HC emissions of approximately 60%. Due to reduced wall-wetting, the LIO control strategy improves the transition from start to idle. "Late Exhaust Valve Open" (LEO) timing during the exhaust stroke leads to exhaust gas afterburning and, thereby, results in high exhaust gas temperatures and low HC emissions. Vehicle investigations have demonstrated an improved accuracy of the air-fuel-ratio during transient operation. Results in the New European Driving Cycle have confirmed a reduction in fuel consumption of more than 15% while meeting EURO IV emission limits.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.18
no.2
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pp.104-112
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1994
The scavenging efficiency has a great influence on the performance of a diesel engine, especially slow two-stroke diesel engines which are usually used as a marine propulsion power plant. And this is greatly affected by the conditions in the cylinder, scavenging manifold and exhaust manifold during the gas exchange process. There are many factors to affect on the scavenging efficiency and these factors interact each other very complicatedly. Therefore the simulation program of the gas exchange process is very useful to improve and predict the scavenging efficiency, due to the high costs associated with redesign and testing. In this paper, a three-zone scavenging model for two-stroke uniflow engines was developed to link a control-volume-type engine simulation program for performance prediction of long-stroke marine engines. In this model it was attempted to simulate the three different regions perceived to exist inside the cylinder during scavenging, namely the air, mixing and combystion products regions, by modeling each region as a seperate control volume. Finally the scavenging efficiency was compared with three type of scavenging modes, that is, pure displacement, partial mixing and prefect mixing.
The effects of recirculated exhaust gas on the characteristics of NOx and soot emissions under a wide range of engine loads were experimentally investigated by using a four-cycle, four-cylinder, sw irl chamber type, water-cooled diesel engine operating at three engine speeds. The purpose of this study was to develop the EGR-control system for reducing NOx and soot emissions simultaneously in diesel engines. The EGR system is used to reduce NOx emissions, and a novel diesel soot removal device with a cylinder-type scrubber for the experiment system was specially designed and manufactured to reduce soot contents in the recirculated exhaust gas to the intake system of the engine. The experiments were performed at the fixed fuel injection timing of 4$^{\circ}$ ATDC regardless of experimental conditions. It was found that soot emissions in exhaust gases were reduced by 20 to 70% when the scrubber was applied in the range of the experimental conditions, and that NOx emissions decreased markedly, especially at higher loads, while soot emissions increased owing to the decrease in intake and exhaust oxygen concentrations, and the increase in equivalence ratio as the EGR rate is elevated.
Kim, Young-Hun;Kim, Jung-Yeob;Lee, Jae-Wook;Song, Jae-Young
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.42
no.2
s.140
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pp.142-150
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2005
Recently, the gas transportation system for CNG(Compressed Natural Gas) has been developed and several innovative approaches are presented from the aspects of commercial demand. In this study, a new type of 20ft container shape CNG tank with two and four cylinder intersections by using the intersecting spheres has been proposed. And the structural analysis of CNG tank with Mildsteel, API High Tensile Steel, Al-alloy and FRP has been carried out to compare the different types of pressure vessels of materials used. The analysis result shows that the proposed intersectional cylindrical type of CNG tank can be applied to the gas transportation system. And further study on the commercial analysis and associated equipments should be carried out for the practical applications.
Eco-friendly policies proposed by the government of The Republic of Korea have encouraged the use of eco-friendly vehicles. Hydrogen vehicles have exhibited the highest growth rate, although the current number of registered vehicles is low. In hydrogen vehicles, a thermally activated pressure relief device (TPRD) is installed to prevent explosions in the hydrogen gas cylinder. When discharged due to low ignition energy, hydrogen gas readily forms a jet flame. The risks induced by such jet flames were analyzed through a numerical analysis. Jet flames can activate TPRDs installed in nearby hydrogen gas cylinders. As a result, high-voltage cables exposed in the lower area of a vehicle can ignite within seconds. There was a 9.5-kW/m2 area around the vehicle (which can result in casualties) at a distance of ~5 m from the hydrogen gas cylinder, and a 37.5-kW/m2 area (which can cause significant damage) in the form of an inverted triangle toward the lower section of the vehicle. We believe that the risk factors analyzed herein should be considered for addressing accidents in hydrogen vehicles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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