• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.81-89
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• 2014

This study researched on the effect of HP/LP-EGR system to improve fuel consumption of Low Temperature Combustion Engine. Firstly, low temperature combustion engine with HP/LP-EGR system was established using 6.0L wastegate turbocharger HDDI engine. And suppliable EGR rate of the engine was proven to be enough to realize stable low temperature combustion. Then, optimum operating strategy was founded to develop fuel consumption of the engine. Control parameters were HP/LP-EGR valve and IPCV(Intake Pressure Control Valve) duty. Experiments method was that characteristics of the engine were measured and analyzed according to HP/LP-EGR strategies while EGR rate was fixed. Operating range for the strategy were divided into three parts, low load for low temperature combustion, high load for conventional diesel combustion, and transient condition. Finally, with the above strategy of this study, BSFC of the engine was improved about 2% compared to the base engine, and emission level, NOx and PM, met Tier4Final emission regulation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.90-97
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• 2014

The effects of high pressure and low pressure exhaust gas recirculation (HP/LP EGR) portion on diesel engine combustion and emissions characteristics were investigated in a 2.2 L passenger-car diesel engine. The po3rtion of HP/LP EGR was varied from 0 to 1 while fixing the mass flow rate of fresh air. The intake manifold temperature was lowered with the increasing of the portion of LP EGR, which led to the retardation of heat release by pilot injection. The lowered intake manifold temperature also resulted in low nitrogen oxide (NOx) emissions due to decreased in-cylinder temperature and prolonged ignition delay, however, the carbon monoxide (CO) emission showed opposite trend to NOx emissions. The brake specific fuel consumption (BSFC) was decreased as the portion of LP EGR increased due to lowered exhaust manifold pressure by wider open of turbocharger vane. Consequently, the trade-off relationship between NOx and BSFC could be improved by increasing the LP EGR portion.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.81-87
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• 2015

디젤 엔진에서 저압 배기재순환 시스템의 적용을 통한 질소산화물 저감과 연비 향상에 관한 효과를 확인하였다. 엔진의 정상 상태 및 과도 상태에서 시험이 진행되었으며, 차량상사를 통한 NEDC 모드 테스트를 위하여 별도의 제어로직도 개발되었다. 정상 상태의 시험결과에서 저압 배기재순환 시스템은 고압 배기재순환 시스템에 비하여 질소산화물 저감 및 연비 향상에 유리함을 확인하였고, NEDC 모드 테스트 결과로부터 배출가스의 증가없이 연비를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.379-387
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• 2011

최근 디젤엔진에서 엔진성능향상 및 배출가스저감을 위해 저압 EGR시스템에 대하여 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 저압 EGR시스템은 EGR율에 따라 과급압력이 영향을 받지 않기 때문에 PM을 최소 화하면서 $NO_x$를 저감할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 2.0L급 고속직분사방식의 엔진에서 출력 및 연비저하로 EGR적용이 어려운 엔진회전수 2000 rpm, BMEP 1.0 MPa, 과급압력 181.3 kPa인 중부하 운전영역에서 서로 다른 EGR시스템에 따른 엔진성능 및 배출가스 특성을 실험적으로 연구하였다. 그 결과로서 기존의 고압 EGR시스템 또는 배압조절밸브를 사용하는 저압 EGR시스템에 비하여 ETC를 적용한 저압 EGR시스템이 $NO_x$ 배출특성은 큰 차이가 없는 반면에, 연비 및 열효율이 향상되고 PM 저감에 연소효과를 나타내고 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.178-184
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• 2015

According to the regulation on the environment and fuel efficiency is becoming strict, many experiments are conducted to improve efficiency and emission in internal combustion engines. LTC (Low temperature combustion) technology is a promised solution for low emissions but there are a few barriers for the commercial engine. This paper includes optimization that applies LTC method to heavy duty diesel engine. Adequate LTC was applied to low and middle load as adaptability in heavy duty diesel engine, and optimization focused on reduction of fuel consumption was proceeded at high load. Through this research, strategy for practical use of LTC was selected, and fuel consumption has improved on the condition that satisfies the emission regulation at systematic viewpoint.