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피스톤 경량화를 위한 금속복합소재 개발과 기초 특성 평가
백승주(Seungju Beak),이정구(Jungkoo Lee),김지윤(Jiyun Kim),이원혁(Won Rhee),임규철(Gyu Chul Im),이기형(Kihyung Lee) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
점차 강화되는 자동차 배기규제를 대응하기 위해 엔진의 연비향상 및 배출물 저감 기술이 매우 중요한 시점이다. 다양한 배기 저감 기술 중 소재 및 부품의 경량화는 엔진의 효율을 향상시켜 자동차의 연비 및 배기 성능향상을 기대할 수 있다. 일반적으로 자동차의 중량 10%경량화는 약 3.8%연비 향상 효과를 보이는 것으로 알려져 있다. 이러한 자동차 경량화 연구는 다방면에서 수행되고 있으며, 기존 자동차 부품 경량화의 방안으로 신소재 개발을 통해 동등한 수준의 기계적 강도를 갖는 대체 부품 개발에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 엔진의 피스톤은 폭발행정에서 발생되는 고온·고압의 힘을 받아 고속으로 실린더 내부를 왕복운동 하기 때문에 높은 강도와 더불어 경량화가 반드시 필요한 부품이라고 할 수 있다. 기존의 피스톤은 알루미늄(AI) 합금을 사용하여 경량화를 도모하지만, 내마모성이 낮은 문제점 때문에 철강 소재를 사용하여 인서트링의 내마모성을 높이고 있다. 이에 따라, 철강 소재와 알루미늄 합금의 이종소재 접합의 한계로 인하여 계면에서의 기공 혹은 접합 불량 등의 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 본 연구에서는 기존 철강 소재의 인서트 링이 적용된 피스톤의 기초 특성을 평가하고, 이와 동등한 수준의 대체품 개발을 위해 AI복합재료의 소재를 선정하고 그에 대한 특성 평가를 수행하였다. 또한, 기계적 특성을 평가하기 위해 인장강도와 내마모성 및 경도 측정을 진행하였다.
연료 성분별 LPG 엔진 소형차 실제도로 주행 배출가스 특성
정준우(Jun Woo Jeong),백승주(Seungju Beak),이상욱(Sanuk Lee),임윤성(Yunsung Lim),신명환(Myunghwan Shin),길지훈(Jihoon Keel),이종태(Jong-tae Lee),이기형(Kihyung Lee) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
최근 전 세계적으로 자동차의 배기배출물 저감이 중요한 과제로 대두되고 있으며 연비 및 배출가스 규제가 강화되었고 이에 따른 친환경 자동차의 개발이 집중되고 있다. 국내 및 유럽에서는 실내인증모드가 실제도로 주행 특성을 반영하지 못한다고 판단하였으며, 이를 보완하기 위하여 PEMS(Portable Emission Measurement System)장비를 이용한 RDE-LDV(Real Driving Emissions-Light Duty Vehicles) 시험이 디젤 및 가솔린 차량들을 대상으로 수행되었다. 친환경 정책의 일환으로 국내에서는 대기오염물질을 적게 배출하는 LPG(Liquefied Petroleum Gas)연료를 적용한 엔진이 개발되고 있으며, LPG 차량 보급정책이 점차적으로 확대되고 있다. LPG 연료는 부탄과 프로판으로 이루어져 있으며, 동계기간(11월~3월)에 차량의 프로판의 비율을 높여 시동성을 향상시키고 있다. 하지만 LPG차량에 대한 RDE 시험은 부족한 상황이며, 실제도로 주행 시 LPG 연료의 프로판 함유량 차이에 따른 배기 배출물 평가 및 엔진 특성 연구가 필요하다. 본 연구에서는 실제도로 주행 배출가스 측정을 위해 시험차량에 PEMS 장비를 탑재하였다. 동계 및 하계 LPG 연료를 주입하여 시험을 수행하였으며, 실제도로 주행시험에서 취득한 배출가스를 비교분석 하였다. 또한, LPG 엔진의 배출가스 특성과 엔진 제어특성을 분석하기 위해 국내에 시판되고 있는 LPLI(Liquid Phase LPG Injection) 엔진을 선정하여 엔진실험을 수행하였다. 엔진실험은 실제도로 주행시험과 프로판 비율 차이가 배출가스 특성에 미치는 영향을 확인하였다.
요소수의 분무 특성과 관내 분무 거동에 관한 실험적 연구
이정구 ( Jungkoo Lee ),이창기 ( Changki Lee ),우승철 ( Seungchul Woo ),백승주 ( Seungju Beak ),이수홍 ( Soohong Lee ),박성훈 ( Sunghoon Park ),이기형 ( Kihyung Lee ) 한국액체미립화학회 2018 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2018 No.-
As a method of reducing NOx in a diesel vehicle, lean NOx trap (LNT) and selective catalytic reduction (SCR) are mainly used. The Urea-SCR system has been evaluated as the best method of reducing NOx. In the Urea-SCR system, the urea water solution is injected at the upstream of the SCR catalyst. At this time, the urea water solution is hydrolyzed and decomposed into ammonia gas. The ammonia gas reacts with NOx in the SCR catalyst and NOx is converted to water and nitrogen. In order to improve the reduction efficiency, the SCR system should be optimized so that the urea water solution is completely converted to ammonia gas and has a high uniformity distribution. In this study, spray characteristics of urea water solution were analyzed through visualization using high speed camera under various test conditions. In addition, urea water solution was sprayed into a transparent exhaust pipe made with Pyrex tube to analyze spray behavior and wall-wetting phenomenon. In order to observe the influence of the exhaust pipe and the mixer shape, three types of transparent exhaust pipes and two types of SCR mixers were used.