Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.14
no.3
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pp.276-282
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2003
A hydrogen enriched CNG engine can be stably operated at ultra lean condition and reduce emission extremely. It also has advantage to increase gradually the use of hydrogen for the coming hydrogen-energy age. In this studies, the combustion and emission characteristics of heavy-duty hydrogen-CNG engine were investigated to verify the enhancement of performance by enriched hydrogen into natural gas. The results showed that a hydrogen-CNG engine could achieve ultra lean operation and low emission, while power was reduced by the decrease of intake air flow.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.37
no.6
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pp.607-614
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2013
Nowadays, automotive manufacturers have developed various technologies to improve fuel economy and reduce harmful emissions. The ultra-lean direct injection engine is a promising technology because it has the advantage of improving thermal efficiency through the deliberate control of fuel and ignition. This study aims to investigate the development of a spray-guided-type lean-burn LPG direct injection engine through the redesign of the combustion system. This engine uses a central-injection-type cylinder head in which the injector is installed adjacent to the spark plug. Fuel consumption and combustion stability were estimated depending on the ignition timing and injection timing at various air-fuel ratios. The optimal injection timing and ignition timing were based on the best fuel consumption and combustion stability.
Some catalytic reactors for industrial/generation gas turbines were reviewed and investigated to understand the current status and future prospect for ultra low NOx catalytic gas turbine combustor. Catalytic reactor which was applied to 1${\sim}$10MW class gas turbine has achieved the ultra low emission corresponding to less than 3ppm NOx and 10ppm CO. But the durability and sizing flexibility of catalyst is needed to improve the catalyst performance for commercial gas turbine operation.
Park, Cheol Woong;Lee, Sun Youp;Yi, Ui Hyung;Lee, Jang Hee
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.39
no.9
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pp.727-734
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2015
Recently, because of the increased oil prices globally, there have been studies investigating the improvement of fuel-conversion efficiency in internal combustion engines. The improvements realized in thermal efficiency using lean combustion are essential because they enable us to realize higher thermal efficiency in gasoline engines because lean combustion leads to an increase in the heat-capacity ratio and a reduction of the combustion temperature. Gasoline direct injection (GDI) engines enable lean combustion by injecting fuel directly into the cylinder and controlling the combustion parameters precisely. However, the extension of the flammability limit and the stabilization of lean combustion are required for the commercialization of GDI engines. The reduction characteristics of three-way catalysts (TWC) for lean combustion engines are somewhat limited owing to the high excess air ratio and low exhaust gas temperature. Therefore, in the present study, we assess the reaction of exhaust gases and their production in terms of the development of efficient TWCs for lean-burn GDI engines at 2000 rpm / BMEP 2 bar operating conditions, which are frequently used when evaluating the fuel consumption in passenger vehicles. At the lean-combustion operating point, $NO_2$ was produced during combustion and the ratio of $NO_2$ increased, while that of $N_2O$ decreased as the excess air ratio increased.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.24
no.2
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pp.136-141
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2013
In order to achieve simultaneously the ultra-low NOx, the high power and the high efficiency in a hydrogen-fueled engine with SI and the external mixture, the effects of low temperature combustion, performance and exhaust are compared and analyzed by the application of the lean boosting. As the results, the decrease rate of the high temperature in the hydrogen is less decreased than the other fuels by high constant-volume specific heat. However, when the conditions of 1.7bar and ${\Phi}=0.33$ are reached by the lean boosting, the maximum gas temperature of hydrogen is decreased under the temperature of NOx formation and it is possible to stabilize combustion below 2% of COVimep. Also, at that condition, it is feasible to achieve simultaneously NOx-free and the power of gasoline level. Therefore, it is found that the lean boosting is useful in the hydrogen-fueled engine.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.6
no.1
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pp.23-34
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1995
In order to realize the ultra lean burn, the method of hydrogen supplement in gasoline engine has been examined and analyzed. A small quantity of hydrogen gas was supplied and mixed with gasoline fuel in the intake manifold. As the results, lean limit was extended to fuel-air equivalence ratio 0.35 which normal combustion was impossible by gasoline fuel. The NO and CO were remarkably decreased, and thermal efficiency and torque were increased. It was also found that by considering cycle variation, emission characteristics, torque and thermal efficiency, suitable operate region of hydrogen supplemented gasoline engine was equivalence ratio 0.5.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.12
no.2
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pp.131-139
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1996
The developent of ceramic combustor is being increased beca- use of the excellent physical properties of ceramic material, that is, high-resistant strength, high emissivity power and high corrosin-resistance. Ceramic combustor has been interested in the application of ultra-lean combustion for low NO$_{x}$ emission and gaseuos waste incineration with good combustion. This experimental study was conducted to investigate the combustion and emission characteristics of wall recess type ceramic combustor with equivalence ratio, mixture flow velocity and wall recess depth as parameters. The results in this study are as follows: 1. Wall recess played a important role to extend flame stability region. 2. The peak temperature of gas was peoportional to equivalence ratio, mixture flow velocity and wall recess depth. 3. The static pressure of mixing chamber and inlet temperature depended on the position of flame zone. 4. NO reduction was achieved by lean mixture without lower combustibility.y.
In general, the stratified charge for direct injection gasoline engine should be introduced to achieve ultra-lean combustion scheme. In order to apply the concept of stratified charge into direct injection gasoline engine, a reflector was adapted on cylinder head. An installation of the reflector in front of the injector nozzle leads the mixture to be rich near spark plug. Therefore, the mixture near the spark plug is locally ich to ignite while the lean mixture is wholly introduced into the combustion chamber. In this paper, the characteristics of combustion is analyzed with the variations of injection pressure and load in a stratified-charge direct injection single cylinder gasoline engine.
This experimental study was carried out to obtain both low emissions and high thermal efficiency by rapid bulk combustion. Two kinds of experiments were conducted to obtain fundamental data on the operation of a RI engine by a radical ignition method. First, the basic experiments were conducted to confirm rapid bulk combustion by using a radical ignition method in a constant volume chamber (CVC). In this experiment, the combustion velocity was much higher than that of a conventional method. Next, to investigate the desirable condition of engine operation using radical ignition, an applied experiment was conducted in an actual engine based on the basic experiment results obtained from CVC condition. A sub-chamber-type diesel engine was reconstructed using a SPI type engine with controlled injection duration and spark timing, and finally, converted to a RI engine. In this study, the operation characteristics of the RI engine were examined according to the sub-chamber's specifications such as the sub-chamber volume and the diameter and number of passage holes. These experimental results showed that the RI engine operated successfully and was affected by the ratio of the passage hole area to the sub-chamber volume.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.27
no.1
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pp.106-113
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2016
Lean burn engine, classified into port injection and direct injection, is recognized as a promising way to meet better fuel economy. Especially, LPG direct injection engine is becoming increasingly popular due to their potential for improved fuel economy and emissions. Also, LPDi engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. However, LPDi engine has many difficulties to be solved, such as complexity of injection control mode (fuel injection timing, injection rate), fuel injection pressure, spark timing, unburned hydrocarbon and restricted power. This study is investigated to the influence of spark timing, fuel injection position and fuel injection rate on the combustion stability of LPDi engine. Piston shape is constituted the bowl type piston. The characteristics of combustion is analyzed with the variations of spark timing, fuel injection position and fuel injection rate (early injection, late injection) in a LPDi engine.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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