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수소-천연가스엔진에서 밸브오버랩 감소가 배기특성에 미치는 영향
Effect of Reduced Valve Overlap on Emission Characteristics of Hydrogen-Compressed Natural Gas Engine 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.39 no.1 = no.352, 2015년, pp.21 - 27  

이성원 (한국기계연구원) ,  임기훈 (한국기계연구원) ,  박철웅 (한국기계연구원) ,  최영 (한국기계연구원) ,  김창기 (한국기계연구원)

초록
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현행 배기가스규제인 유로6을 대응하기 위해선 질소산화물메탄의 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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to meet the current emission regulations (EURO-6), it is necessary to significantly reduce $CH_4$ and $NO_X$ emissions. This study investigated the effect of a reduction in the valve overlap on the combustion and emission characteristics of a hydrogen-compressed natura...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 전부하 운전조건에서는 탄화수소계 배출량 감소효과를 보였으나 상대적으로 터보차져에 의한 흡입공기압과 공기량이 낮은 부분부하 운전조건에서 밸브오버랩 감소에 의한 잔류가스 증가가 미치는 영향을 반드시 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 HCNG엔진 기술개발의 일환으로 변경된 캠을 적용한 엔진에서 밸브오버랩의 감소가 부분부하 운전조건에서 배기가스 배출량에 미치는 영향을 평가하여 밸브오버랩의 변경 적용가능성을 검토 하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유로6을 대응하기 위한 방법은 무엇인가? 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.
대형버스 및 상용차의 배출가스에 의한 환경오염과 이산화탄소와 같은 온실가스를 저감하기 위한 장치는 무엇인가? 대형버스 및 상용차의 배출가스에 의한 환경오염과 이산화탄소와 같은 온실가스를 저감하기 위하여 후처리 장치는 필수적인 요소가 되었다. 하지만 배기가스 규제가 강화됨에 따라 더욱 높은 전환효율을 요구받게 되면 귀금속 사용량 증가에 의하여 후처리장치의 비용이 상승하게 될 것이다.
후처리 장치가 높은 전환효율을 받게 될 경우 어떤 현상이 일어나는가? 대형버스 및 상용차의 배출가스에 의한 환경오염과 이산화탄소와 같은 온실가스를 저감하기 위하여 후처리 장치는 필수적인 요소가 되었다. 하지만 배기가스 규제가 강화됨에 따라 더욱 높은 전환효율을 요구받게 되면 귀금속 사용량 증가에 의하여 후처리장치의 비용이 상승하게 될 것이다. 또한 후처리장치의 전환효율을 무한정 증가 시킬 수 없기 때문에 후처리장치에만 의존해서는 배기가스 규제를 대비하기 어려운 실정이다.
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참고문헌 (12)

  1. Jahirui, M. I., Masjuki, H. H., Saidur, R., Kalam, M. A., Jayed, M. H. and Wazed, M. A., 2001, "Comparative Engine Performance and Emission Analysis of CNG and Gasoline in a Retrofitted Car Engine," Applied Thermal Engineering, Vol. 30, pp. 2219-2226. 

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  3. Collier, K., Mulligan, N., Shin, D. and Brandon, S., 2005, "Emission Results from the New Development of A Dedicated Hydrogen-Enriched Natural Gas Heavvy Duty Engine," SAE Technical Paper, 2005-01-0235. 

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  8. Bauer, C. G. and Forest, T. W., 2001, "Effect of Hydrogen Addition on the Performance of Methan-Fuled Vehicle," International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 26, pp. 55-70. 

  9. Park, C. W., Kim, C. G., Choi, Y., Won, S. Y. and Lee, S. Y., 2011, "A Study on the $NO_x$ Emission Characteristics of HCNG Engine," Transaction of KSAE, Vol. 19, No. 4, pp. 78-83. 

  10. Wang, X., Zhang, H., Yao, B., Lei, Y., Sun, X., Wang, D. and Ge, Y., 2012, "Experimental Study on Factors Affecting Lean Combustion Limit of SI Engine Fueled with Compressed Natural Gas and Hydrogen Blends," Energy, Vol. 38, No. 1, pp. 58-65. 

  11. Park, C., Kim, C., Choi, Y., Won, S. and Moriyoshi, Y., 2011, "The Influence of Hydrogen on the Performance and Emission Characteristics of a Heavy Duty Natural Gas Engine," International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, No. 5, pp. 3739-3745. 

  12. Heywood, J. B., 1988, "Internal Combustion Engine Fundamentals," MCGraw-Hill 

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