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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강연식
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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최근 승용 디젤 차량은 가솔린 차량에 비해 뛰어난 경제성을 보임과 동시에 단점으로 지목되던 진동과 소음 발생에 대한 문제도 기술이 발달함에 따라 상당부분 개선되며 점유율이 증가하는 추세이다. 하지만 디젤 엔진은 PM(입자상물질)과 NOX(질소산화물)등의 유해 배기가스를 배출하기 때문에 전 세계적으로 디젤 엔진의 배기가스 규제(EURO)를 지정하고 지속적으로 강화함으로써 클린 디젤엔진의 개발을 촉구하고 있다. 이러한 강화되는 배기가스 규제를 만족시키기 위해서는 엔진제어 만으로는 저감의 한계가 있어 DOC, DPF와 LNT, SCR 등과 같은 후처리 시스템의 적용이 불가피하다. 따라서 각 후처리 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 중에서도 요소수를 이용한 Urea-SCR 시스템은 연료 효율의 감소 없이 뛰어난 NOX 저감 성능을 보이는 시스템으로 업계의 이목이 집중되고 있다. 기존의 SCR 시스템에서 사용된 요소수 분사 전략은 α ratio (Ammonia/NOX ratio) 기반의 피드포워드 분사 전략이 주를 이뤘다. 이는 RDE(Real Driving Emissions)와 같은 보다 가혹한 운전 조건에서 충분한 저감 성능을 보이지 못하며 SCR 시스템의 촉매 상태를 고려하지 않기 때문에 저감을 위해 분사하는 요소수 암모니아(NH3)가 오히려 배기가스로 배출되는 NH3 슬립현상이라는 치명적인 문제가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 높은 NOX 저감 성능과 적은 NH3 슬립 성능을 모두 만족시키기 위한 촉매 내 암모니아의 흡착률(θ)기반의 요소수 분사제어 전략을 개발하였다. SCR 시스템 관측기를 통해 촉매 흡착률을 추정하고 엔진 운전조건과 흡착률에 따른 배기가스 배출 특성을 분석하였다. 이를 통해 최적의 흡착률을 맵 기반으로 피드백 분사 제어전략에 적용하였으며 엔진과 차량 실험을 통해 제어기의 성능을 검증하였다.
목차
목 차 ⅰ그 림 목 차 ⅲ표 목 차 v국 문 요 약 viI. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 31.3 연구 목표 5II. Urea-SCR 시스템 모델링 72.1 개요 72.2 DeNOX SCR 시스템 원리 72.2.1 요소수 수용액 분해 반응 82.2.2 DeNOX SCR 시스템 화학 반응 102.3 DeNOX SCR 시스템 모델 설계 122.3.1 NH3 흡착률 변화량 모델 122.3.2 반응속도 모델 132.3.3 반응속도 상수 142.3.4 DeNOX SCR 시스템 모델 15III. Urea-SCR 실험장치 구성 173.1 엔진 실험환경 구성 173.2 엔진 제어장치 구성 19IV. 요소수 수용액 분사 전략 214.1 피드포워드 제어 214.1.1 요소수 수용액 분사량 결정 214.1.2 피드포워드 제어기 엔진 실험 결과 254.2 피드백 제어 304.2.1 피드백 관측기 설계 304.2.2 흡착률 θ 최적화 314.2.3 피드백 제어기 설계 364.2.4 피드백 제어기 엔진 실험 결과 394.2.5 차량 실험환경 구성 424.2.6 피드백 제어기 차량 실험 결과 42Ⅴ. 결론 46참고문헌 48Appendix 52Abstract 75
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