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PZEV 대응 증발가스 흡착필터의 부탄 흡탈착 능력 평가

Butane Working Capacity Evaluation of HC Adsorption Filter for Evaporative Gas to Satisfy PZEV Regulation

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.17 no.4, 2009년, pp.133 - 138  

김덕중 (국민대학교 자동차공학전문대학원) ,  이기수 (자동차부품연구원) ,  김현철 (자동차부품연구원) ,  허형석 (자동차부품연구원) ,  나병철 (자동차부품연구원) ,  최승배 ((주)만앤휴멜동우) ,  나완용 (신성대학교) ,  조용석 (국민대학교 자동차공학전문대학원)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The continued rise in the number of automobiles on the roads is prompting air pollution to emerge as a serious problem due to the harmful exhaust gas emissions throughout the world. Specifically, based on the exhaust gas regulation in North America represented by PZEV, the regulation on evaporative ...

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문제 정의

  • 본 연구는 지식경제부가 지원하는 핵심기반기술개발사업의 일환으로 수행되었다. 도움을 주신 관계자 여러분께 감사하는 바이다.
  • 본 연구는 지식경제부가 지원하는 핵심기반기술개발사업의 일환으로 수행되었다. 도움을 주신 관계자 여러분께 감사하는 바이다.
  • 본 연구에서는 PZEV 규제 대응 흡기계 증발가스 저감을 위해 개발된 HC 흡착필터의 형상 변경을 통한 흡착 성능 및 흡착필터의 장착이 엔진 출력에 미치는 영향을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 증발가스 저감을 위해 개발된 HC 흡착필터를 에어크리너 필터 위에 덧붙이는 방식을 채택하여 HC 흡착필터 형상 변경을 통한 흡착성능 및 HC 흡착필터 장착이 엔진 출력에 미치는 영향을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PZEV 규제 대응 흡기계 증발가스 저감을 위해 개발된 HC 흡착필터의 형상 변경을 통한 흡착 성능 및 흡착필터의 장착이 엔진 출력에 미치는 영향을 분석한 결과는? 1) HC 흡착필터의 흡탈착 성능 시험을 하기 위하여 BWC 시험 규격인 ASTM D5228-92(2000) 시험방법을 토대로 시험조건 및 시험 방법을 재정립하였다. 2) 흡착필터 형상이 다른 총 3종류의 HC 흡착필터를 대상으로 흡착 성능 시험 결과 중 평균 흡착량은 주름진 형이 19.8 g, 판 형이 21.5 g, 벌집 형의 HC 흡착필터가 26.4 g의 흡착 성능을 나타냈다. HC 흡착필터 중 초기 모델인 주름진 형에 비해 개선된 판 형은 두께를 크게 감소시켰음에도 불구하고 조밀한 구조로 제작함으로써 흡착 성능은 동등 이상의결과가 나왔다. 벌집형의 HC흡착 필터의 흡착 성능이 가장 높게 나왔는데, 이는 흡착필터 형상을 벌집 모양으로 개선함과 동시에 나노크기 및 기공구조로 설계한 분말을 활성탄의 원료로 이용하여 마이크로 크기로 성장시킨 구형의 복합물인 나노 탄소복합체를 사용함으로 인하여 증발가스의 흡착성능이 높아진 것으로 나타났다. 3) 공기 유량에 따른 HC 흡착필터 전, 후의 차압을측정하였으며 측정 결과 흡착필터 중 흡착성능을 높이기 위하여 좀 더 조밀한 구조를 가진 판 형태의 차압이 가장 크게 발생하였으며 주름진 형태 와 벌집 형태의 HC 흡착필터는 동등한 결과를 나타냈다. 4) HC 흡착필터 장착이 엔진 출력에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 3.3L 가솔린엔진을 대상으로 흡착필터 장착 전, 후의 엔진 동력성능영향도 평가를 하였으며, 그 결과 HC 흡착필터 장착으로 인한 흡기 저항이 엔진 출력에 미치는 영향은 극히 적은 것으로 나타났다.
개발된 HC 흡착필터의 단점은? 3L 엔진의 에어크리너 어셈블리에 장착 할 수 있도록 간단한 구조로 제작되었다. 개발된 HC 흡착필터는 효과적으로 증발가스를 흡착시킬 수 있는 반면에 흡기저항을 유발하는 단점을 가지고 있다. HC 흡착필터 형상에 따라 주름진 형(Corrugated Type), 판 형(Plate Type), 벌집 형(Honeycomb Type)으로 나뉘며 HC 흡착필터 사양을 Table 1에 나타내었다.
HC 흡착필터는 어떻게 구분되나? 1에 나타내었다. HC 흡착필터는 흡착 작용을 하는 기본 물질에 따라 활성탄소계와 Zeolite계로 구분하며 활성탄소계는 활성탄을 필터에 도포 하거나 활성 탄소섬유를 직접 사용하기도 한다.1)
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참고문헌 (7)

  1. S. H. Han, H. Y. Kim, E. S. Kim and S. W. Yang, 'Development of a Evaporative Emission Reduction Device in the Air Intake System,' Spring Conference Proceedings, KSAE, pp.118-123, 2006 

  2. K. Maeda, K. Oda, M. Honda, S. Kiyomiya, T. Nishimoto, T. Ooi, Y. Mochizuki, N. Kato and M. Takeyama, 'Development of a Hydrocarbon Adsorption Filter,' SAE 2003-01-0565, 2003 

  3. H. Itakura, T. Kato, N. Kato and T. Nishimoto, 'Analysis of the HC Behavior in the Air Intake System While Vehicle is Parked,' SAE 2004-01-0141, 2004 

  4. H. Itakura, N. Kato and T. Kohama, 'Studies on Carbon Canisters to Satisfy LEVII EVAP Regulations,' SAE 2000-01-0895, 2000 

  5. J. Lebowitz, J. Lovette, C. Chan and D. Frich, 'Activated Carbon Coated Polymeric Foam for Hydrocarbon Vapor Adsorption,' SAE 2005-01-1103, 2005 

  6. G.H. Choi, K.S. Cho, Y.J. Chung, J.M. Kim, R.W. Dibble and S.B. Han, 'Activated Carbon Canister Performance for a Spark Ignition Engine,' Int. J. Automotive Technology, Vol.7, No.1, pp.9-15, 2006 

  7. ASTM D5228-92(2000), Standard Test Method for Determination of Butane Working Capacity of Activated Carbon, ASTM, 2005 

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