기체분사 LPG MPI엔진에서 흡기 다기관 최적 설계 연구

전원일(Wonil Jeon),천민우(Minwoo Cheon),이대엽(Daeyup Lee) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2020 No.7

기체분사 SI 엔진의 연료공급 방식을 위한 프로판 증발 장치의 연구

전원일(Wonil Jeon),김경수(Kyungsu Kim),최경호(Kyungho Choi),이대엽(Daeyup Lee) 한국가스학회 2020 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.10

LPG(Liquefied petroleum gas) 연료의 주성분 가운데 하나인 propane(C3H8)은 탄소의 수가 적은 저탄소 연료의 특성과 상대적으로 높은 옥탄가를 갖고 있다. 또한 프로판의 ozone depletion potential과 global warming potential이 낮은 것으로 알려져 있다. 프로판 연료를 점화 착화 중대형 엔진에 사용을 하면 기존 부탄 연료와 비교하여 동력 성능 향상을 시킬 수 있고 배출가스 저감을 줄일 수 있는 특성이 있다. 배출가스 허용 기준의 강화에 따라 중대형 엔진의 배출가스 시험에 비정상(transient) 시험 모드에 의한 토크와 회전수를 만족하도록 하고 있어 충분한 연료를 공급할 수 있는 연료 공급 시스템의 구성이 필요하게 된다. 프로판은 낮은 증발 온도를 갖기 때문에 상온 조건에서 일반적인 중소형 배기량의 엔진에 필요한 연료량이 충분할 수 있지만, 배기량이 큰 엔진에서 높은 연료 소모량 및 이에 따른 증발 잠열로 인하여 연료 공급 장치에 공기 중의 수분의 응결이 발생하고 얼음이 형성되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 액체 프로판 연료 공급 시스템을 이용하는 기체 분사 엔진에서 증발량을 측정하여 배기량에 따라 충분한 증발량이 확보되는지를 확인하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이를 이용하여 액체 프로판의 증발량이 부족하게 되면 히터를 사용한 증발 장치를 설계 및 적용의 필요성에 대한 기반 자료로 활용을 할 수 있게 된다. Propane (C3H8), which is one of the main constituents of LPG (Liquefied petroleum gas) fuel, has the characteristics of a low-carbon fuel with a low carbon number and relatively higher octane number. And potentials of destroying the ozone layer and global warming is known to be low. When used in medium to large engines with spark ignition, engine performance can be improved and pollutant emissions lowered relatively compared to butane fuel. Due to gradual reinforcement of emission standard, the exhaust gas test of medium and large engines has to meet the specified torque and revolution using transient test mode. This requires a fuel supply system capable of supplying sufficient amount of fuel fast. Because propane has low evaporation temperature, the amount of fuel required for typical small and medium-sized engines can be sufficient under room temperature conditions. Whereas, for engines with a large displacement with high fuel consumption and thus large latent heat of evaporation, water condensation occurs from the ambient air and ice may be formed in the fuel supply system. In this study, an experiment study was carried out in order to measure the amount of evaporation and investigate whether sufficient amount of propane fuel is evaporated in a gaseous propane fuel supply system. Using this, it becomes possible to design and apply an evaporation device in case that the amount of evaporation for a engine becomes insufficient.

LPG 기체 MPI 공급 방식에 의한 비도로용 엔진의 Stage V 만족 연구

전원일(Wonil Jeon),김경수(Kyoungsul Kim),최경호(Kyungho Choi),이대엽(Daeyup Lee),김봉철(Bongcheol Kim),나평철(Pyungchul Na),이민호(Min-Ho Lee),김현진(Hyun-Jin Kim) 한국연소학회 2021 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2021 No.5

LPG(propane) fuel has environmental advantages of emitting almost no fine particles and relatively lower CO2 compared to diesel and gasoline fuels. A 50 kW class engine was developed by applying gas injection MPI technology that can increase volumetric efficiency compared to the conventional mixer-type fuel supply. Using the results of CFD study of intake manifold, 3D printed intake manifold tested experimentally and fabricated using rapid protyping casting. The performance and exhaust gas tests were performed by the NRTC cycle. This study conclude that the target output performance and exhaust gas standards were satisfactorily satisfied.

LFG 엔진의 흡기관에서 물분사에 의한 NOx 저감의 해석

천민우(Minwoo Cheon),전원일(Wonil Jeon),이대엽(Daeyup Lee) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2020 No.7

매립지가스 희박 연소 흡기관 분사 SI 엔진의 구성

김경수(Kyungsu Kim),최경호(Kyungho Choi),전원일(Wonil Jeon),신한길(Hangil Choi),이준호(Junho Lee),이대엽(Daeyup Lee) 한국가스학회 2020 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.10

쓰레기 매립지에 발생하는 매립지 가스(Landfill gas)를 대기중으로 방출할 경우에 지구온난화지수(global warming potential)가 높은 메탄가스의 배출로 인하여 기후변화의 악화를 초래하게 된다. 매립지 가스에 함유 되어 있는 메탄을 내연기관의 연료로 활용하여 발전을 하고 이산화탄소 형태로 배출하여 기존 전력 생산에서 발생하는 이산화탄소도 대체하게 되면 온난화지수를 낮추는데 기여할 수 있게 된다. 매립지가스를 내연기관을 이용한 발전용 연료로 사용하기 위해서는 엔진의 열효율을 높이는 것이 중요하기 때문에 기존의 믹서를 이용한 연료 공급 방식보다는 실린더별로 흡기포트에서 전자 제어 인젝터를 이용하여 기체 분사를 하는 방식의 연료공급 시스템을 사용할 수 있도록 엔진을 구성하였다. 전자 제어 기체 분사 연료를 하게 되면 매립지가스의 연료 성분의 변화에 따른 에너지 변동 및 이에 따른 부하 변동 발생에 따른 엔진의 출력 제어 특성도 좋아지게 되어 발전의 품질도 향상이 되게 된다. 매립지가스를 희박연소 조건에서 점화를 하기 위해서는 이론 공연비 혼합기의 점화보다는 더 높은 점화 에너지가 필요하게 되어 점화 에너지 향상을 위한 연구도 중요하다. 이를 위하여 본 연구에서는 매립지가스를 희박연소하는 점화착화 엔진의 구성 연구를 수행하였다. In case that landfill gas generated at landfill sites is released into the atmosphere, climate change becomes worse due to the emission of methane gas with a high global warming potential. If the methane contained in the landfill gas is used as energy for the internal combustion engine to generate electricity and is discharged in the form of carbon dioxide, which may replace the carbon dioxide generated from normal electricity generation, it can contribute to lower the global warming potential. In order to use landfill gas as a fuel for power generation using an internal combustion engine, it is important to increase the thermal efficiency of the engine. Thus , it is better to use gas injection with electronically controlled injector at the intake port for each cylinder rather than the conventional fuel supply method using a mixer. When a fuel supply system with electronically controlled gaseous injection is used, energy fluctuations due to changes in fuel components of the landfill gas and consequently control characteristics according to load fluctuations accordingly are improved. In order to ignite the landfill gas under lean burn conditions, higher ignition energy than the spark ignition of the theoretical air-fuel ratio mixture is required, thus spark ignition system for a higher ignition energy is also important. For this, in this study, a study on the construction of an spark ignition engine that is fueled by landfill gas was conducted.

불꽃점화 엔진의 흡기관 분사를 위한 매립지가스 분사량의 측정 및 계산

김경수(Kyoungsu Kim),최경호(Kyungho Choi),전원일(Wonil Jeon),김바다(Bada Kim),이대엽(Daeyup Lee) 한국가스학회 2021 한국가스학회지 Vol.25 No.4

쓰레기 매립지에 발생하는 매립지가스(Landfill gas)를 대기 중으로 방출할 경우에 매립지가스에서 많은 부분을 차지하고 있는 지구온난화 지수(global warming potential)가 높은 메탄가스를 배출하게 되어 기후변화에 악영향을 주게 되고, 매립지가스에 함유되어 있는 메탄을 내연기관의 연료로 활용하여 연소하여 발전을 하게 되면 이산화탄소 형태로 대기 중으로 배출하게 되어 온난화 지수를 낮추는 데도 기여를 할 수 있게 된다. 따라서 매립지가스를 내연기관을 이용한 발전용 연료로 사용하기 위해서 엔진의 열효율을 높이는 것이 중요하기 때문에 기존의 믹서 방식 기술을 이용한 연료공급 방식보다는 실린더별로 흡기포트에서 전자 제어 인젝터를 이용하여 기체 분사를 하는 방식의 연료공급 시스템을 사용하는 것이 필요하게 된다. 따라서 전자 제어 기체 분사 방식 기술을 이용하기 위해서는 매립지가스의 사용 조건에 따른 질량 유량을 정확히 측정하는 것이 중요하게 된다. 이를 위하여 본 연구에서는 매립지가스를 기체 분사할 경우에 분사량을 측정 및 계산하는 연구를 수행하였다. When the landfill gas generated at the landfill site is released into the atmosphere, methane gas with a high global warming potential is emitted, which adversely affects climate change. When methane contained in landfill gas is used as fuel for internal combustion engines and burned to generate electricity, it is emitted into the atmosphere in the form of carbon dioxide, which can contribute to lowering the global warming potential. Therefore, in order to use the landfill gas as fuel for power generation using an internal combustion engine, it is important to increase the thermal efficiency of the engine. Thus, it is necessary to use a fuel supply system in which gas is injected using an electronically controlled injector at an intake port for each cylinder rather than a fuel supply technology using the conventional mixer technology. In order to use the electronically controlled gas injection method, it is important to accurately measure the mass flow rate according to the conditions of using landfill gas. For this, a study was conducted to measure the injection amount and calculate them in order for the intake port gas injection of landfill gas.

1D 라이다와 머신러닝을 활용한 팔레트 홀 중심 측정기 개발

김경수(Kyoungsu Kim),최경호(Kyungho Choi),전원일(Wonil Jeon),우상하(Sangha Woo),이대엽(Daeyup Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11

Since it is important to measure and recognize the center position of a pallet hole in unmanned logistics equipment such as an autonomous forklift, devices were made in this work to predict the center of the hole using a one-dimensional lidar and a performance evaluation was performed. The hole boundaries were predicted using the support vector machine classifier from the data measured using 1 D lidar, from which the hole center coordinates were estimated. As a result of the study, it can be seen that it shows high accuracy even with a small training data set. And, it is possible to recognize and predict the center of the pallet hole with high accuracy using a low-cost lidar.

자동차용 전자식 수온조절기의 감온성능 향상을 위한 그래핀 소재의 적용

김서규(SeoKyu Kim),김용정(YongJeong Kim),정희화(Heehwa Joung),전원일(Wonil Jeon),정진우(Jinwoo Jeong),정수진(SooJin Jeong) 한국자동차공학회 2016 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2016 No.11

In this work, graphene platelets were introduced into wax of automotive electronic controlled thermostat for the purpose of enhancing the thermal-conductive and improving response performance. Graphene content in ranging from 10 to 20% was added into and mixed with wax for investigating the effect of graphene contents on the performance of automotive electronic controlled thermostat in terms of response time, hysteresis and melting temperature. The experimental results revealed that graphene content in wax contributed to a reduction of response time and hysteresis of automotive electronic controlled thermostat. As a consequence, important improvement in thermal sensitivity , full lift, melting temperature and hysteresis were obtained. We hope that this study may help further the translation of nano-fluid technology from small-scale research laboratories to industrial application in the automotive sector.

TGDI엔진용 전자식 수온조절기의 감온성능 향상을 위한 그래핀 소재의 적용

김서규(SeoKyu Kim),김용정(YongJeong Kim),정희화(Heehwa Joung),전원일(Wonil Jeon),정진우(Jinwoo Jeong),정수진(SooJin Jeong) 한국자동차공학회 2017 한국 자동차공학회논문집 Vol.25 No.1