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승용 디젤 엔진의 후처리 시스템 적용에 따른 나노입자 배출 맵 구축 및 저감특성에 관한 연구
Study of Particle Emission Contour Construction & Characteristics and Reduction Efficiency of Exhaust-Treatment System of Diesel Engine

고아현    (고려대학교 기계공학부   ); 황인구    (고려대학교 기계공학부   ); 명차리    (고려대학교 기계공학부   ); 박심수    (고려대학교 기계공학부   ); 최회명    (차세대융합기술연구원  );
  • 초록

    본 연구는 승용 디젤엔진의 입자상 물질 배출특성에 관한 것으로써, 엔진에서 배출된 입자상 물질이 배기관 및 후처리장치인 디젤산화촉매와 매연여과장치를 통과할 때의 특성 변화를 파악하기 위하여 후처리장치 각각 전 후단 및 배기관에서 직접 측정하였다. 또한 다양한 엔진회전속도 및 부하조건에서 측정함으로써 입자상 물질 배출 맵을 구축하였으며, 디젤산화촉매 및 매연여과장치의 입자상 물질 저감효과에 대해 평가하였다. 뿐만 아니라 배기재순환율과 연료분사시기를 변경시켜 입자상 물질의 배출특성 변화를 파악하였다. 모든 시험에서 입자상 물질을 5~1000nm 크기까지 측정할 수 있는 DMS500을 이용하였다.


    In this study, we mainly focused on the PM (Particulate Matter) emission characteristics of a diesel engine. To analyze particle behavior in the tail-pipe, particle emission was measured on the engine-out (downstream of turbocharger), each upstream and downstream both of DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and DPF (Diesel Particulate Filter). Moreover, particle emission contours on each sampling point were constructed. The reduction efficiency of particle number concentration and mass through the DOC and DPF was studied. Parameters such as EGR (Exhaust Gas Recirculation) and the main injection timing were varied in part load conditions and evaluated using the engine-out emissions. The DMS500 (Differential Mobility Spectrometer) was used as a particle measurement instrument that can measure particle concentrations from 5 nm to 1000 nm. Nano-particles of sizes less than 30 nm were reduced by oxidation or coagulated with solid particles in the tail-pipe and DOC. The DPF has a very high filtration efficiency over all operating conditions except during natural regeneration of DPF.


  • 주제어

    입자상물질 .   매연여과장치 .   배기재순환 .   고속입자상물질 측정 장치 .   핵화모드 .   축적모드.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Choi, N. H., Kim, K. S., Jang, B. J. and Kim, K. A., 2005, "Defining the Mechanism of Pulmonary Diseases Induced by Air-Borne Particulate Matters and Development of Treatment Methods," KOSEF. 
    2. Anderson, J., Giechaskiel, B., Munoz-Bueno, R., Sandbach, E. and Dilara, P., 2007, "Particle Measurement Programme(PMP) Light-Duty Inter- Laboratory Correlation Exercise(ILCE-LD) Final Report" 
    3. Symonds, J. P. R., Reavell, K. St. J., Olfert, J. S., Campbell, B. W. and Swift, S. J., 2007, "Diesel Soot Mass Calculation in Real-Time with a Differential Mobility Spectrometer," Journal of Aerosol Science. 
    4. Ohara, E., Mizuno, Y., Miyairi, Y., Mizutani, T., Yuuki, K., Noguchi, Y., Hiramatsu, T., Makino, M., Takahashi, A. and Sakai, H., 2007, "Filtration Behavior of Diesel Particulate Filters (1)," SAE 2007-01-0921. 
    5. Mizutani, T., Kaneda, A., Ichikawa, S., Miyairi, Y., Ohara, E., Takahashi, A., Yuuki, K., Matsuda, H., and Kurachi, H., 2007, "Filtration Behavior of Diesel Particulate Filters (2)," SAE 2007-01-0923. 
    6. Park, S., 2008, "Nano-Particle Emission Characteristics in Light Duty Vehicles," 1st International PM Symposium, Korea University. 
    7. Premchand, K. C., Johnson, J. H. and Yang, S.-L., Triana, A. P. and Baumgard, K. J., 2007, "A Study of the Filtration and Oxidation Characteristics of a Diesel OxidationCatalyst and a Catalyzed Particulate Filter," SAE 2007-01-1123. 
    8. Lee, J., Cho, G., Kim, H. and Jeong, Y., 2007, "A Study on PM Regeneration Characteristics of Diesel Passenger Vehicle with Passive Regeneration DPF System," Trans. of the KSME(B), Vol 31, no. 2, pp. 188-194.     
    9. Abd-Alla, G. H., 2002, "Using Exhaust Gas Recirculation in Internal Combustion Engines: A Review," Energy Conversion & Management, 43, pp. 1027-1042. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Park, Su-Han ; Cha, June-Pyo ; Kwon, Seok-Ju ; Park, Sung-Wook ; Lee, Chang-Sik 2011. "Effect of Ethanol Content on Fine Soot Particle Emission from a Diesel-Ethanol Blended Fuel Diesel Engine" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 35(12): 1359~1365   

 저자의 다른 논문

  • 고아현 (4)

    1. 2012 "Cooled EGR 시스템의 EGR률과 연료분사시기가 소형 디젤엔진의 배기 배출물 특성에 미치는 영향에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 20 (3): 7~12    
    2. 2012 "승용디젤엔진의 연료분사 제어를 통한 LNT 촉매의 NOx 저감 특성에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 20 (4): 150~155    
    3. 2014 "승용 디젤 엔진의 배기가스재순환 및 연료 분사 압력 제어전략에 따른 연소, 입자상 물질 및 질소 산화물 배출 특성에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 22 (7): 8~15    
  • 황인구 (5)

  • 명차리 (10)

  • 박심수 (16)

  • 최회명 (1)

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