• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.68-78
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• 2006

In the past few years, considerable efforts have been directed towards the further development of Urea-SCR(selective catalytic reduction) technique for diesel-driven vehicle. Although urea possesses considerable advantages over Ammonia$(NH_3)$ in terms of toxicity and handling, its necessary decomposition into Ammonia and carbon dioxide complicates the DeNOx process. Moreover, a mobile SCR system has only a short distance between engine exhaust and the catalyst entrance. Hence, this leads to not enough residence times of urea, and therefore evaporation and thermolysis cannot be completed at the catalyst entrance. This may cause high secondary emissions of Ammonia and isocyanic acid from the reducing agent and also leads to the fact that a considerable section of the catalyst may be misused for the purely thermal steps of water evaporation and thermolysis of urea. Hence the key factor to implementation of SCR technology on automobile is fast thermolysis, good mixing of Ammonia and gas, and reducing Ammonia slip. In this context, this study performs three-dimensional numerical simulation of urea injection of heavy-duty diesel engine under various injection pressure, injector locations and number of injector hole. This study employs Eulerian-Lagrangian approach to consider break-up, evaporation and heat and mass-transfer between droplet and exhaust gas with considering thermolysis and the turbulence dispersion effect of droplet. The SCR-monolith brick has been treated as porous medium. The effect of location and number of hole of urea injector on the uniformity of Ammonia concentration distribution and the amount of water at the entrance of SCR-monolith has been examined in detail under various injection pressures. The present results show useful guidelines for the optimum design of urea injector for reducing Ammonia slip and improving DeNOx performance.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.134-142
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• 2011

Although combustion is essential in most energy generation processes, it is one of the major causes of air pollution. Exhaust pipes with circular fin were designed to study the effect of cooling the recirculated exhaust gases (EGR) of Diesel engines on the chemical composition of the exhaust gases and the reduction in the percentages of pollutant emissions. The gases examined in this study were oxides of nitrogen (NOx), carbon dioxide ($CO_2$) and carbon monoxide (CO). In addition, $O_2$ concentration in the exhaust was measured. The designs adopted in this study were about exhaust pipes with solid and hollow fins around them direct surface force measurement in water using a nano size colloidal probe technique. The direct force measurement between colloidal surfaces has been an essential topic in both theories and applications of surface chemistry. As particle size is decreased from micron size down to true Carbon nano Colloid size (<10 nm), surface forces are increasingly important. Nano particles at close proximity or high solids loading are expected to show a different behavior than what can be estimated from continuum and mean field theories. The current tools for directly measuring interaction forces such as a surface force apparatus or atomic force microscopy (AFM) are limited to particles much larger than nano size. This paper use Water and CNC fluid at normal cooling system of EGR. Experimental result showed all good agreement at Re=$2.54{\times}10^4$ by free convection and Re=$3.36{\times}10^4$ by forced air furnace.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.60-69
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회 제트 연소기의 형상 최적화에 대한 실험연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치 및 선회기 베인의 방향이 주요 변수로 검토되었다. 주요 결과로서, pilot 버너 및 연료 노즐의 위치변화는 버너 출구 근처의 최소 유동면적 및 재순환 유동패턴의 변화를 발생시키며, 이로 인하여 선회강도 및 화염형상이 큰 영향을 받게 된다. 선회기 베인 각도의 증가($30^{\circ}$에서 $45^{\circ}$)는 희박가연한계 근처에서 CO 배출량을 크게 저감시킨다. 추가로 정방향 선회형상이 역방향 선회형상에 비해 보다 낮은 CO 및 NOx 배출량을 갖게 됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.54-61
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• 2018

자동차의 엔진에서 불완전 연소는 유해 배기가스 생성의 주요 원인이다. 따라서 본 연구에서는 자동차 엔진에서 불완전 연소를 방지하고 배출되는 배기가스의 양을 줄이기 위하여 흡기 매니폴드에 가스켓 블레이드를 적용하여 유입되는 공기의 유속 증가에 따른 배기가스의 변화를 해석과 실험을 통하여 고찰하였다. 먼저 3D 유동 해석 프로그램을 사용하여 가스켓 블레이드의 개수와 각도에 따른 유동 해석을 수행하였으며, 해석 결과 가스켓 블레이드를 적용한 흡기 매니폴드 출구에서 공기의 평균 유속은 블레이드 개수가 6개와 $30^{\circ}$각도에서 가장 좋게 나타났다. 해석 결과를 기반으로 무부하 엔진 시뮬레이션 시스템에서 가스켓 블레이드가 배기가스에 미치는 영향을 확인하기 위하여 실험을 진행하였으며 엔진 회전수가 2000 rpm에서 4000 rpm으로 증가함에 따라 배기가스인 HC, CO, NOx는 평균적으로 각각 23.4%, 16.5%, 3.8% 감소하였으며 배기가스의 배출량 감소 효과는 점점 줄어드는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.435-442
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• 2021

요소를 이용한 균일용액침전법으로 망간이 첨가된 바륨 헥사알루미네이트를 제조하였다. 합성 후 수세 여부와 건조온도에 따른 영향을 열중량분석, X선 회절분석과 장방출 주사현미경으로 분석하였다. 수세하지 않은 여과단계만 거친 소성촉매가 수세단계를 거친 소성촉매보다 순수한 헥사알루미네이트 상을 얻을 수 있었다. 건조과정 동안 합성 후 잔존한 요소가 전구체에 탈수과정을 도와 주요 금속종인 깁사이트를 순수한 헥사알루미네이트로 변환되기 쉬운 보에마이트로 상변이에 영향을 주었다. 제조된 촉매의 메탄 연소성능 평가는 WO200이 가장 우수하였으며, 모든 촉매연소반응에서 NOx가 배출되지 않았다. 헥사알루미네이트는 최고 CO 배출량을 감소시키는데 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.371-376
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• 2012

본 연구에서는 대형버스 배기가스 테스트 모드인 JE-05 에서 DME와 디젤을 연료로 사용하는 대형 DME버스를 차대동력계, 배기가스 분석기 그리고 PM 측정시스템을 이용하여 대형 DME버스의 연비, 배기가 스특성 그리고 동적 특성에 대해 알아보았다. 대형 DME버스에는 6기통 8,071cc 디젤엔진이 장착되었으며, 현재 운행되고 있는 상용 디젤버스와는 달리 DOC, DPF와 같은 후처리 장치가 없다. 실험 결과, 각 부하에 따른 차량의 속도를 통하여 차량의 동적 특성은 DME와 디젤을 사용했을 때 거의 비슷한 것을 알 수 있었다. NOx, CO와 THC는 DME를 연료로 사용 시 디젤연료에 비해 더 적게 배출되는 것을 확인하였다. 하지만 PM은 DME연료를 사용 시 거의 발생하지 않았는데, 이는 DME가 함산소연료이고 분자구조상 탄소-탄소 결합이 없기 때문이라고 생각된다. $CO_2$는 각 연료 사용 시 비슷하게 발생하였으며, 저위발열량 베이스로 계산된 연비는 DME연료 사용 시 디젤연료보다 약 6.7% 더 낮게 나왔다.

• 한국가스학회지
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• 제18권6호
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• pp.7-13
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• 2014

국내 외에서 대기 오염에 대한 관심은 높은 편이며, 자동차 및 연료 연구자들은 깨끗한 (친환경 대체연료) 연료와 연료 품질에 맞춘 새로운 엔진 설계의 구성, 혁신적인 후처리 시스템 등의 접근을 통하여 차량의 배기가스 배출을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 연구는 다음과 같은 다양한 주요 이슈를 가져오게 된다. PM 배출량이 디젤과 가솔린 차량에 대해 규제해야 하는지 여부와 가솔린 및 LPG 차량이 PM 배출가스 규제에서 무시될 수 있는지 여부이다. 마지막으로 온실 가스 (C$CO_2$, $CH_4$, $N_2O$) 규제가 자동차 배출 규제를 포함하여 논의 것 등이다. 자동차의 온실 가스 및 배출가스(PM)는 환경오염, 건강 악영향 등의 원인으로 많은 문제점을 일으키게 된다. 본 논문에서는 자동차 저온 시동성 및 배출가스에 대해 LPG 연료의 영향을 논의하였다. 또한 본 논문은 시험 온도에 대한 배출가스 특성을 평가하였다. 이때의 시험온도는 시험모드 상의 온도와 국내 겨울철 최저온도를 기준으로 나누어서 실시하였다. 본 연구를 통해 시동성 및 배출가스, 온실가스 배출의 상관관계를 분석하고자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.762-767
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• 2016

디젤엔진은 다른 엔진과 비교했을 때 열효율이 높고 다양한 연료를 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 대기오염을 유발하는 배기배출물이 발생한다는 단점도 가지고 있다. 따라서 전 세계적으로 디젤엔진을 사용하는 승용차 및 상용차, 선박 등에 대한 국제규정인 EU Euro 6, IMO MEPC Tier 3 및 US EPA Tier 4 등의 대기환경오염법이 더욱 엄격해져가고 있다. 본 연구에서는 경유를 사용하는 발전용 4행정 디젤엔진을 실험 대상으로 하였으며, 유용성 Ca계 유기금속화합물을 경유에 투입하여 실험 결과를 비교, 분석하였다. Ryu et al. 논문에서는 2행정 디젤엔진에 연료첨가제를 적용했던 연구결과를 발표하였다. 본 논문에서는 4행정 디젤엔진에 연료첨가제를 투입하여 엔진의 성능 및 배기배출물 개선에 대해서 실험을 실시하였다. 본 연구를 통해서 2행정과 4행정 디젤엔진 모두에 연료첨가제를 적용하여 그 결과를 고찰해 볼 수 있었으며 유용성 Ca계 유기금속화합물 연료첨가제가 디젤엔진의 성능(연료소비율, 배기온도) 및 배기배출물(질소 산화물, 일산화탄소)을 개선시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권4호
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• pp.421-428
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• 2007

This paper investigates the combustion and emission characteristics of a compression ignition engine fueled with neat and blended Shell's gas-to-liquid (GTL) fuel, which was derived from natural gas through the Fischer-Tropsch process. The experiments were conducted in a 6-cylinder DI diesel engine with pump timing settings of $6^{\circ},\;9^{\circ}\;and\;12^{\circ}$crank angle before TDC over ECE R49 and US 13-mode cycles separately and compared to a conventional diesel fuel. The results show that GTL exhibited almost the same power and torque output, improved fuel economy and effective thermal efficiency. It was found that GTL displayed lower peak in-cylinder combustion pressure and maximum heat release rate (HRR), the timings of the peak pressure and the maximum HRR were generally delayed, and the combustion durations were almost equivalent for diesel and GTL under the same speed-load condition. The results also indicate that, compared to diesel fuel, GTL blends showed a trend forward decreasing four regulated emissions simultaneously and a higher GTL fraction in blends contributing to further reductions in the emissions. In particular and on average, neat GTL significantly reduced HC, CO, NOx and PM by 16.4%, 17.8%, 18.3% and 32.4%, respectively, for all cases.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.59-65
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• 2014

Diesel engines have the superior combustion efficiency and fuel economy that they are widely used for industry, heavyduty vehicles, etc. However, its exhaust emissions have become the major concerns due to their environmental impacts. Moreover, the depletion of fossil fuels is the main issue. Therefore, it is important to look for alternative sources of energy. Bio-diesel is one of the ideal energy which has proved to be ecofriendly for more than fossil fuels. The experimental tests analysed the engine performance and emission characteristics of a diesel engine using diesel and biodiesel blended of BD25, BD45 and BD65, in order to study the use of clean fuel to meet the increasingly stringent emission regulations. The engine performance was examined by using engine dynamometer while an exhaust gas analyzer was used to examine the emission characteristics. The effect of biodiesel on engine performance were lower to diesel through comparing their HP and torque but fuel consumption was slightly increased because of biodiesel has lower heating value and higher density than diesel. However, due to the better lubricity, the brake thermal efficiency of biodiesel was higher than diesel. The emission characteristics were strongly affected by the blending ratio of diesel and biodiesel. The results showed that the smoke opacity, hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) emissions decreased while the nitrogen oxides (NOX) slightly increased.