트랙터 엔진 매개변수가 배기가스 배출량에 미치는 영향

도영우(Young-Woo Do),김완수(Wan-Soo Kim),김용주(Yong-Joo Kim) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11

PEMS를 이용한 콤바인의 배기가스 배출계수 평가

도영우 ( Young-woo Do ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1

최근 전 세계적인 기후변화와 환경문제로 인하여 대기오염물질에 대한 관심이 증가하고 있다. 대기오염물질은 배출계수를 이용하여 관리되고 있으며, 이는 배출량과 부하율(Load factor, LF)을 이용하여 산출할 수 있다. 배출계수 산출을 위해 사용되는 LF는 현재 국가미세먼지정보센터에서 제공하는 비도로이동오염원에 대하여 일괄적으로 적용하고있는 LF(0.48)이 사용된다. 이는 실도로 조건이 아닌 실내시험조건에 의해서 얻어진 값이며 기종, 작업조건 등 다양한 조건을 반영하지 못한다는 한계점이 있다. 따라서, 실제 작업조건에서 수집된 배출량 및 LF 데이터를 이용한 배출계수 분석 및 평가가 중요하며 이를 세분화할 필요가 있다. 하지만, 이때까지 농업기계의 실제 필드 작업 시 데이터를 활용한 배출계수 산출에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 국내 농업용 콤바인의 배출계수 현행화를 위한 기초연구로써, 실제 필드 작업 시 콤바인의 주요 작업인 수확작업에 따른 배출계수 평가 및 분석하는 것이다. 콤바인의 주요 작업에 따른 콤바인의 LF을 측정하고 배출계수를 분석하기 위해 국내 88 kW급 농업용 콤바인을 사용하였다. 필드 시험은 벼 수확작업을 대상으로 수행되었으며, 이때 작업속도는 국내 콤바인 주요 작업속도 범위 수준을 고려하여 3수준(4, 5, 6 km/h)으로 설정하였다. 콤바인 LF은 엔진 토크 및 회전속도를 이용하여 산출하였으며, 이는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 계측하였다. 데이터 수집은 계측기(QuantumX MX840B, HBM, Darmstadt, Germany)를 사용하였다. 실차 조건에서 콤바인 배출량(CO, NOx) 수집을 위하여 이동식 배출가스 측정 장비(Portable Emission Measurement System, PEMS)를 사용하였다. 또한, 배기가스별 배출계수는 수집된 배출량과 실시간 LF을 통해 분석되었다. 분석한 조건별 배출계수는 배출허용기준 (Tier-3, Tier-4)과 국가미세먼지정보센터에서 채택중인 배출계수(CO : 0.071 g/kWh, NOx :0.188g/kWh)와의 비교분석을 통하여 평가되었다. 그 결과, 분석된 CO의 배출계수는 0.2435 g/kWh로써 Tier-3 기준과 비교할 때 기준보다 낮지만 Tier-4 기준과 비교할 때는 기준보다 높은 수치를 보였다. NOx 배출계수는 0.0048 g/kWh로 나타나 Tier-3, Tier-4 와 비교할 때, 모든 조건에서 기준보다 낮은 수치를 보였다. 또한, 현재 국가미세먼지정보센서에서 채택중인 CO, NOx의 배출계수와 산출된 배출계수의 비교에서 산출된 CO의 배출계수는 환경부가 채택한 기준보다 높지만 NOx의 배출계수는 기준보다 낮은 수치를 나타냈다. 본 연구의 결과는 배출계수 현행화를 통해 신뢰성있는 국내 농업기계 배출량 산출이 가능할 것으로 기대된다.

작업 조건에 따른 45 kW급 마늘 수집기의 부하 분석

도영우 ( Young-woo Do ),문석표 ( Seok-pyo Moon ),권승귀 ( Seung-gwi Kwon ),남영조 ( Young-jo Nam ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

최근 밭작물 기계 개발의 필요성이 높아지고 있으나, 마늘 수확 작업의 기계화율은 43.8%에 머물고 있어 마늘 수확 기계 개발의 필요성이 증대되고 있다. 국내 일부 제조사에서는 마늘 수집기를 개발하여 상용화하였으나, 기존에 개발된 마늘 수집기는 경험적인 방법에 의해 설계되어 동력 최적화 및 최적 설계를 위한 기초 데이터 확보가 필요하다. 본 연구는 마늘 수집기의 최적 설계를 위한 기초연구로써, 마늘 수집기의 작업 부하를 계측 및 분석하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 45 kW급 마늘 자주식 수집기를 사용하였으며, 사용된 수집기는 마늘을 수집하는 수집부, 이물질을 분리하는 이송부, 크롤러 형태의 주행부로 구성된다. 필드 실험은 아스팔트와 토양 조건에서 수행되었으며, 토양에서는 굴취 깊이를 3수준(8.5, 10, 13 cm)으로 나누어 실험을 수행하였다. 마늘 수집기 부하계측시스템은 크롤러의 스프로킷 토크 측정용 토크센서, 스프로킷 회전속도 측정용 엔코더, 주행속도 측정용 GPS, 데이터 수집용 계측기로 구성되었다. 필드 실험 결과, 아스팔트 조건에서 수집기의 좌우 스프로킷의 평균 토크값은 431 Nm로 나타났다. 수집작업시 굴취깊이가 8.5cm, 10, 13 cm에서 각각 평균 토크값은 710, 775, 780 Nm로 나타났다. 이는, 아스팔트 노면조건에서의 단순주행 대비 약 65~81% 높은 수치이다. 또한, 굴취 깊이별 우측 스프로킷의 평균 토크값은 각 경심(8.5, 10, 13 cm)에서 좌측 대비 각각 35, 71, 56% 높게 나타났으며, 이는 수집기 플랫폼의 엔진, 운전석 등 주요 부품의 무게 배분 등에 의한 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 향후 플랫폼 동력분배 개선 및 최적 설계 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

다양한 경운 작업기별 트랙터의 견인 성능 평가

방경인 ( Gyeong-in Bang ),도영우 ( Young-woo Do ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

트랙터는 농작업을 위해 부착작업기를 견인하거나, PTO를 통해 작업기에 동력을 공급하는 역할을 하는 농업 동력원으로 사용된다. 트랙터의 견인 성능은 트랙터의 핵심 성능 지표이며, 현행 트랙터 견인 성능은 아스팔트 노면 조건에서 평가되고 있다. 이는, 실제 경운 작업에 따른 트랙터 견인 성능과는 큰 차이를 보이며, 실작업 조건을 반영하기 어렵다. 따라서, 본 연구의 목적은 트랙터의 견인 성능 데이터베이스 구축을 위한 기초연구로써, 국내 토양조건에서 다양한 경운작업기를 이용한 농작업에 따른 트랙터 견인 성능을 평가하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 트랙터 견인 성능 평가를 위하여 78 kW급 대형 트랙터(S07, TYM Co. Ltd., Korea)를 사용하였다. 트랙터의 견인 성능 계측 시스템은 차축 토크를 측정하기 위한 전륜 휠 토크미터(MW_15 kNm, MANNER Sensortelemetrie GmbH, Germany) 및 후륜 토크미터(MW_30 kNm, MANNER Sensortelemetrie GmbH, Germany), 견인력을 측정하기 위한 육분력계(DACELL, UU-T2, Korea), 주행속도를 측정하기 위한 GPS (18x 5Hz, Garmin, USA), 데이터 수집용 계측기(CRONOS compact CRC-400-11, IMC, Germany)로 구성되었으며, 엔진 토크 및 회전속도는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 계측하였다. 경운 작업기는 경폭 2.8m인 Moldboard plow (WJSP-8, Woongjin Machinery Co. Ltd., Korea), 경폭 2.095m인 Subsoiler (WHDP 500, Wecanglobal Co. Ltd., Korea), 경폭 2.8m인 Chisel plow (DWP 900, Daewoen machinery Co. Ltd., Korea)를 사용하였다. 작업 단수는 Moldboard plow와 Chisel plow는 M3 Low (7.09 km/h), Subsoiler는 L3 Low (2.38 km/h)로 설정하였다. 트랙터 경운 성능은 실 작업 시 발생한 데이터를 기반으로 견인력, 견인동력, 견인효율, 견인계수를 이용하여 평가되었다. 그 결과, 슬립률 및 견인력 및 견인 계수는 Subsoiler, Moldboard plow, Chisel plow 순으로 높게 나타났다. 특히 견인 계수는 Subsoiler, Moldboard plow, Chisel plow에서 각각 0.51, 0.48, 0.23 순으로 나타났으며 견인 효율은 Moldboard plow, Chisel plow, Subsoiler에서 각각 66.3%, 46.5%, 45.6%로 나타났다. 본 연구의 결과는 국내 토양조건에서 다양한 경운 작업기 종류별 트랙터 견인 성능 평가를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 연구에서는 국내 다양한 토양 조건별 견인 성능 데이터를 수집하고 신뢰성 있는 DB 구축에 관한 연구를 지속할 예정이다.

고혈압 환자에서 발관전 Clonidine 의 투여가 발관시 혈압 및 맥박수에 미치는 영향

김세연,김흥대,도영우,석제홍 대한마취과학회 1994 Korean Journal of Anesthesiology Vol.27 No.1

Increases in heart rate (HR) and blood pressure (BP) are common during light planes of anesthesia at the end of operation and just prior to extubation. This study was undertaken to investigate and compare HR and BP responses to endotracheal extubation during light general anesthesia with and without prior intravenous administration of clonidine. Eighty hypertensive patients aged 45-65 yr were undergoing a variety of operations. In this study, the BP of hypertensive patients was well controlled on antihypertensive regimens before anesthesia. Anesthesia was induced by the injection of thiopental sodium, diazepam, fentanyl and vecuronium, and maintained with enflurane (0.8-2.5 per cent) and nitrous oxide (50 per cent) in oxygen. Patients were randomly divided into two groups of 40 each with regard to management of endotracheal extubation at the end of operation. Patients in clonidine group received an izv injection of clonidine (0.75 ug/kg) 30 min. prior to extubation. One minute prior to extubation, baseline arterial BP and HR were recoreded. Single measurement of systolic and diastolic BP and HR were obtained during the study and were recorded at 30 seconds, 1 min., 2 min., 3 min., 4 min. and 5 min. after extubation, and upon entrance to the postanesthetic recovery room (6-10 min. after extubation). Patients in control group received no injection prior to extubation, but were otherwise treated similarly and had data recorded at the same times as those in clonidine group. The results were as follows ; 1) No significant differences were noted in BP and HR prior to clonidine administration between patients in the two groups. 2) Thirty seconds after extubation, both BP and HR increased significantly in both group (p$lt; 0.05) but the increasing rate in clonidine group was significantly less than in control group (p$lt;0.05). 3) Patients in control and clonidine group sustained a significant elevation in both BP and HR which persisted for 3 and 1 min after extubation (p$lt;0.05), respectively. 4) Changes in both BP and HR in patients of clonidine group became significantly less than control group every time intervals after extubation (p$lt;0.05). In conclusion, the result of this study demonstrate that iv injection of clonidine (0.75 ㎍/kg) administered 30 min. before endotracheal extubation prevents increases in BP and HR before and after extubation and in the recovery room. The data suggest that iv clonidine injection prior to extubation should be of advantage to patients with hypertension who may not be able to tolerate the increased hemodynamics which usually accompany endotracheal extubation.

후두 마스크와 기관내 튜브의 발관시 혈압 및 맥박수 변화의 비교

송선옥,박수형,김흥대,도영우 대한마취과학회 1993 Korean Journal of Anesthesiology Vol.26 No.6

When the endotracheal tube is removed, blood pressure elevates and heart rate increases. In order to evaluate the hemodynamic changes after removal of a new developed device-laryngeal mask airway, we measured the change of the systolic & diastolic blood pressure and heart rate of 120 patients undergoing general anesthesia. The results were elevation of blood pressure and heart rate after extubation or removal on both groups immediately. But the degree of changes were 18.7±1.6% in the endotracheal tube groups and 12.3±1.4% in the laryngeal mask airway groups in systolic blood pressure respectively. Therefore the degree of changes of the laryngeal mask airway groups was significantly small (p$lt;0.05). The comparison of the change of diastolic blood pressure was not significant. The degree of the change in heart rate was 19.6±2.8% in the endotracheal tube groups and 9.2±2.2% in the laryngeal mask airway groups. Therefore the degree of the ehange in blood pressure and heart rate of the laryngeal mask airway growas significantly small (p$lt;0.05).