• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.21-27
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• 2015

현행 배기가스규제인 유로6을 대응하기 위해선 질소산화물과 메탄의 배출량을 크게 저감시켜야 하는 실정이다. 본 연구에서는 부분부하운전조건에서 밸브오버랩 감소가 수소-천연가스엔진의 연소 및 배기특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 각 연료와 기존캠 및 밸브오버랩이 감소된 변경캠에 대하여 연소 및 배기특성을 분석하였다. 실험결과 변경캠을 사용하였을 때 열효율이 감소하고 연료유량이 증가하였다. 열효율 감소로 인하여 메탄과 이산화탄소의 배출량은 증가하였다. 희박한 운전조건에서 질소산화물 배출량은 기존캠 대비 감소하였다. 동일한 연료 및 운전조건에서는 효율과 배기특성에 악영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.106-112
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• 2013

Compression ratio is an important factor affecting engine performance and emission characteristics since thermal efficiency of spark ignition engine can be theoretically improved by increasing compression ratio. In order to evaluate the effect of compression ratio change in HCNG engine, natural gas engine was employed using HCNG30 (CNG 70 vol%, hydrogen 30 vol%). Combustion and emission characteristics of CNG and HCNG fuel was analyzed with respect to the change of compression ratio at each operating condition. The results showed that thermal efficiency improved and $CH_4$, $CO_2$ emission decreased with the increase in compression ratio while $NO_x$ emissions were decreased at a certain excess air ratio condition. Higher thermal efficiency and further reduction of exhaust emissions can be achieved by the increase of compression ratio and the retard of spark timing.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-12
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• 2013

자동차 배기가스 규제가 강화됨에 따라 천연가스에 수소를 첨가하는 수소-천연가스 혼합연료(HCNG)를 기존의 압축천연가스(CNG) 엔진에 적용하려는 많은 연구들이 진행되고 있다. 그러나 수소의 높은 연소 속도로 인한 역화, 조기착화, 노킹(knocking) 등의 이상연소 발생 가능성은 엔진의 가열 또는 열효율 및 출력의 저하를 야기하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 CNG 연료에 수소를 일정 부분 혼합한 HCNG 연료를 기존의 CNG 엔진에 적용하여 희박연소 한계 확장을 통해 연소 성능 개선을 확인하고, CNG와 HCNG 연료의 노킹 특성을 파악하고자 하였다. 공기과잉율의 변화에 따른 노킹 발생 조건을 관찰함으로써 HCNG 연료의 적용성 및 노킹마진을 평가하고자 하였다. HCNG 연료 사용 시 최적운전조건에서 노킹 문제없이 엔진을 운전할 수 있었으나 노킹이 일어날 수 있는 가능성이 높아져 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.8-14
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• 2013

천연가스에 수소를 첨가하는 수소-천연가스 혼합연료 (HCNG) 엔진 기술은 수소의 빠른 화염속도와 넓은 가연범위를 이용하여 출력 및 배기성능을 최적화하는 기술로서 희박연소 한계를 증가시킴으로써 열효율의 개선은 물론 유해배출물의 저감을 얻을 수 있다. 그러나 과급장치를 사용하는 희박연소 엔진의 경우 전부하 운전조건에서 희박연소 한계의 증가는 충분한 공기량을 공급할 수 있도록 과급용량의 증가가 선결되어야 구현될 수 있다. 본 연구에서는 HCNG 엔진 개발의 일환으로 과급시스템의 변경에 의한 엔진의 출력특성을 파악하고, 과급용량 증대의 적용가능성을 검토하고자 하였다. 터보차저가 과급압력의 증대 보다는 유량이 증가된 영역에서 효율이 높게 설계된 경우 농후한 혼합기 조건에서는 과급압력이 감소되더라도 제원상의 출력을 만족하며 효율적인 운전이 가능하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.40-46
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• 2015

이론공연비방식 엔진은 삼원촉매를 이용하여 유해배기가스를 매우 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 삼원촉매는 높은 정화효율을 보이는 공연비범위가 좁기 때문에 엔진에서의 공연비 제어가 매우 중요하다. 본 연구에서는 삼원촉매 성능을 평가하기 위하여 다양한 운전영역에서 삼원촉매의 전환효율을 비교 분석하였다. 최적의 전환효율을 보이는 당량비를 확인하기 위하여 당량비 제어값 변화에 의한 전환효율을 살펴보았다. 실험결과 당량비 제어를 통하여 각 운전조건에서 NMHC, CH4, CO 및 NOx의 전환효율이 95%이상 나타내는 최적 운전조건을 찾을 수 있었다. 동등한 배기가스 온도 조건에서는 출력이 증가할수록 최적당량비가 선형적으로 증가하는 경향을 보였다.