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- 저자 : 심우찬(Woochan Sim) (검색결과 7 건)
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디젤유 후분사시 촉매특성이 HC slip 저감에 미치는 영향에 관한 연구
심우찬(Woochan Sim),최형수(HyungSu Choi),이홍철(Hongchul Lee),정동훈(Donghoon Jeong),김경운(Kyungwoon Kim),한대곤(Daegon Han) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2010 No.11
One method of burning soot within DPF is catalytic fuel burner which utilizes catalyst’s hydrocarbon (HC) oxidation performance. In this method, exhaust temperature can be raised the level to more than 600 degree by injecting diesel fuel in front of DOC. Because injected diesel fuel can’t be completely combusted by DOC and unburned HCs are formed during incomplete combustion of diesel fuel, HC concentration behind DOC during diesel fuel dosing tends to increase. Increased HC concentration during diesel fuel injection varies with exhaust temperature and can be reduced by applying catalyzed DPF. So, the effect of PGM loading on DPF and exhaust temperature on HC slip during diesel fuel dosing was experimentally investigated. The results from this study show that higher exhaust temperature and catalyzed DPF can significantly reduce HC slip behind DPF. It is also shown that the key to reduce HC slip is not the quantity of PGM loading but applying PGM loading on DPF.
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DOC 전단에 디젤유 분사시 배기가스 물성치 변화에 대한 연구
심우찬(Woochan Sim),최형수(HyungSu Choi),이홍철(Hongchul Lee),정동훈(Donghoon Jeong),김경운(Kyungwoon Kim),한대곤(Daegon Han) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5
One method of burning soot within DPF is catalytic fuel burner which utilizes hydrocarbon(HC) oxidation performance by catalyst. In this method, exhaust temperature can be raised the level to more than 500 degree by injecting diesel fuel in front of DOC. Because injected diesel fuel cannot be completely combusted by DOC and unburned HC are formed during incomplete combustion of diesel fuel, HC concentration behind DPF during diesel fuel dosing tends to increase. HC concentration behind DPF can be reduced by applying additional DOC behind DPF. Thermal efficiency of dosing diesel fuel tends to reduce when flow rate increases. NO₂/NOx ratio decreases during fuel dosing because catalyst reaction rate of HC is faster than that of NO. The position of diesel fuel injection is the important factor of thermal efficiency because that can improve the dispersion of diesel fuel in exhaust gas.
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수치해석을 통한 800cc 가솔린 MPI 터보 SI 엔진 성능 최적화
김승민(Seungmin Kim),심우찬(Woochan Sim),박정수(Jungsoo Park) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.6
대기오염은 지구온난화와 같은 이상현상을 유발하고, 일상생활을 하는데 있어 직,간접적으로 많은 피해를 주고 있다. 대기오염과 밀접한 관계를 형성하고 있는 승용/상용 자동차산업은 대기오염을 줄이기 위한 방법으로 신연소기술을 개발하거나 배출물질을 정화시키기 위하여 후처리장치를 개발함으로써 오염물질을 줄이는데 노력하고 있다. 그리고 현재 가장 크게 주목 받고 있는 전기차와 수소차 등 저공해 자동차산업으로 개편하고 있는 추세이다. 하지만 트랙터와 UTV(Utility Terrain Vehicle)와 같은 비도로용 차량의 경우 특수한 작업환경상 내연기관에 의존하고 있는 상태이다. 주로 디젤엔진을 사용하는 비도로용 차량은 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM)등 오염물질 배출양이 가솔린엔진보다 비교적 높다. 오염물질을 줄이기 위해 후처리장치인 DPF(Diesel Particulate Filter), DOC(Diesel Oxidation Catalyst) 및 SCR(Selective Catalyst Reduction)을 장착하여 배출량을 줄이고 있지만 작업환경상 교체주기가 빠른 비도로용 차량에는 경제적인 측면에서 부담이 되는 실정이다. 이에 디젤엔진보다 낮은 오염물질 배출량과 후처리장치를 사용하는 가솔린엔진으로 대체가 주목받고 있다. 가솔린엔진의 경우 디젤엔진보다 성능 차이가 있지만 Turbocharger을 이용하여 단점을 보완함으로써 경쟁력을 확보하였다. 이번 연구는 비도로용 차량의 디젤엔진을 대체할 가솔린 MPI 터보 SI엔진을 최적화하는데 있다. Gamma Technologies 社의 GT-SUITE을 사용하여 모델링과 시뮬레이션을 진행하였으며, 여러 제약이 있는 Field 실험과 달리 시뮬레이션 기법의 한 방법인 실험계획법(Design of Experiments, DoE)을 통해 여러 변수들의 상관관계를 확인하고, 성능 및 오염배출 물질을 예측가능한 SI Turbulent flow 모델을 통해 가솔린 MPI 터보 엔진을 최적화하였다. [그림 본문 참조]
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800㏄ MPI Turbo SI엔진의 성능 및 배출가스에 대한 수치적 연구
김승민(Seungmin Kim),심우찬(Woochan Sim),한명훈(Myunghoon Han),박정수(Jungsoo Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM) 등 이들의 공통점은 대기오염을 유발하는 대표적인 오염물질이다. 대기오염은 지구온난화와 같은 이상현상을 유발하여 일상생활을 하는데 있어 직, 간접적으로 피해를 주고 있다. 오염물질을 배출 제한하기 위하여 전세계는 Euro6나 Tier-5등 규제들을 적용시키고 있다. 특히 많은 연관이 있는 승용/상용 자동차산업의 경우 오염물질 배출 규제에 대응해야 하는 과제에 직면해 있으며, 규제에 충족하기 위하여 엔진 다운사이즈, 신 연소기술 및 후처리장치 개발연구 등 오염 배출 물질을 줄이기 위한 노력을 하고 있다. 또는 내연기관을 주로 다루었던 자동차산업이 저공해차량으로(친환경적으로) 평가되는 전기자동차 사업으로 전환하고 있는 추세이다. 반면 승용/상용차와 달리 트랙터와 같은 농업용 차량이나 UTV(Utility Terrain Vehicle)와 같은 비도로용 차량은 작업환경 특성상 내연기관을 주로 사용하고 있으며, 승용/상용 자동차산업에 비해 낮은 오염물질 배출규제를 적용 받고 있다. 대기오염 심각성으로 비도로용 차량에도 승용/상용 자동차산업과 같이 비슷한 수준의 규제로 강화되고 있는 추세이다. 또한 비도로용 차량에도 전동화(Electrification)를 접목하기 위해 노력 중이나 작업환경에서 원하는 요구에 미치지 못하고 있는 실정이다. 따라서 비도로용 차량에는 아직까지 내연기관이 주된 역할을 하고 있다. 특히 비도로용 차량은 작업 특성상 높은 출력과 연료경제성에 중점을 두어 디젤엔진을 주된 기관으로 사용하고 있다. 하지만 디젤엔진은 질소산화물(NOx), 미세먼지(PM) 등 오염물질 배출량이 가솔린 엔진보다 비교적 높은 편이다. 디젤엔진은 배출가스 저감을 위하여 DPF(Diesel Particulate filter), DOC(Diesel Oxidation Catalyst) 및 SCR(Selective Catalyst Reduction) 후처리장치를 장착하지만, 혹독한 작업환경으로 인해 교체주기가 빠른 비도로용 차량에는 고가의 후처리 장치는 부담이 된다. 이에 따라 디젤엔진과 달리 오염물질 배출 제어가 용이하고, 후처리장치에 가격 경쟁력이 있는 가솔린엔진으로 대체가 주목받고 있다. 디젤엔진 보다 성능에서 차이가 있는 가솔린엔진의 단점을 보완하기 위하여 터보차저를 장착하는 방법을 사용한다. 이번 연구는 비도로용 차량에 사용될 Turbocharger가 장착된 MPI(Multi Point Injection) Turbo SI엔진을 최적화하는데 있다. 가솔린 MPI 터보 엔진을 시뮬레이션 방법을 통한 실험계획법(Design Of Experiments, DoE)을 사용하여 최적화하였다. 상황에 따라 여러 제약이 있는 Field 실험과 달리 다양한 영역 그리고 여러 변수들의 관계를 확인할 수 있는 DoE 기법은 MPI 터보 엔진을 최적화하는데 용이하며, Knock 현상과 같은 제반 사항들을 고려할 수 있다. Gamma Technologies 社의 GT-Power을 사용하여 1D-modeling을 진행하였고, 성능 및 오염배출 물질을 예측할 수 있는 SITurb 연소모델을 사용하여 800cc WGT 가 장착된 가솔린 MPI Turbo SI엔진을 대상으로 연구를 진행하였다. 실제 엔진 대상으로 한 실험 데이터와 1D-model의 해석 결과 데이터를 비교하여 오차범위 5%이내의 신뢰도 있는 모델을 구현하였으며, 1600RPM부터 5500RPM의 WOT(Wide Open Throttle) 기준이다. 또한 SITurb 연소모델을 사용함으로써 Spark-Ignition 엔진의 이상 연소현상인 Knock 현상을 예측하여 각 운전영역에서의 보다 정확한 최적화를 진행하였다. 향후, 본 연구 결과를 통해 도출된 데이터를 기반으로, 3D CFD 시뮬레이션을 이용하여 엔진 데이터의 보다 정확한 최적화 가능성을 검토해보고자 한다.
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DPF 특성이 강제재생시 DPF 내부온도에 미치는 영향에 관한 연구
박찬엽(Chanyoub Park),최형수(Hyungsu Choi),심우찬(Woochan Sim),이홍철(Hongchul Lee),김경운(Kyungwoon Kim),천승호(Sungho Cheon),한대곤(Daegon Han) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2009 No.11
The effect of DPF characteristics, such as material and cell density, on the internal temperature of DPF during active regeneration was investigated by using DPF test rig. DPF was regenerated by direct fuel injection into the exhaust gas in the upstream of DOC and exhaust gas in front of DPF was heated up to 650℃ by controlling the quantity of injected fuel. Because thermal conductivity of SiC DPF is superior to that of cordierite DPF, radial thermal gradient and maximum DPF temperature of SiC DPF was much lower than those of cordierite DPF during active regeneration in case of the same soot loading and cell density condition. However, the difference of cell density in SiC DPF had little effect on thermal properties during active regeneration. That means that the material of DPF is a key factor to influence thermal properties of DPF during regeneration.
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