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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박승원 (국민대학교, 국민대학교 자동차공학전문대학원)

지도교수
이성욱
발행연도
2017
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

승용 디젤 기관에서 Passive LNT-SCR 시스템의 NOx 저감 특성에 관한 실험적 연구
박승원 ,  박기영 ,  이성욱 대한기계학회 논문집 B권 2018.06 학술저널

2017

乘用 디젤機關에서 Passive LNT-SCR 시스템의 NOx 低減特性에 관한 實驗的 硏究
박승원 2017.01 학위논문

2016

乘用 디젤기관 機關에서 Passive LNT-SCR 시스템의 NOx 低減特性에 관한 實驗的 硏究
박승원 ,  이성욱 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2016.11 학술대회자료

초록· 키워드

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화석연료의 고갈 위험과 지구온난화 등 환경오염 문제가 전 세계적인 이슈로 대두되면서 자동차 기관의 연구가 연비 절감과 배출가스 저감의 목적으로 많은 연구가 진행되고 있다.
자동차 배출가스로 인한 피해를 최소화하기 위하여 자동차의 배기가스를 규제하는 법안을 만들었고 규제 수준이 점점 더 강화됨에 따라 열효율이 높고 연료소비율 및 CO2 배출량이 적은 디젤기관이 규제를 만족하기 위한 현실적인 대안으로 부각되고 있다. 하지만 디젤 기관의 배기가스 중 입자상물질과 질소산화물이 다량 배출되는 단점을 가지고 있어 현재 시행중인 EURO Ⅵ 규제 및 EURO Ⅵ 이후의 배기가스 규제를 만족시키기 위해서는 추가적인 De-NOX 시스템의 도입은 필수적일 것이다.
디젤엔진에서 발생하는 NOx의 저감을 위해 사용되는 방법 중에서 대표적 기술은 LNT와 SCR 시스템이 있다.
LNT 시스템은 Lean NOx Trap으로 NOx를 촉매에 흡장하여 저감하는 시스템이다. 흡장된 NOx는 촉매의 Regeneration 시 환원되어 배출된다. LNT는 연료만으로 Regeneration을 진행하지만 NOx와 NH3이 Slip되는 단점을 가지고 있다.
SCR 시스템은 HC-SCR과 Urea-SCR로 나눠지게 되며 Urea-SCR 시스템의 효율은 이론상 100%에 가까운 높은 NOx 저감효율을 보이지만 환원제인 NH3를 지속적으로 공급해야하는 불편함이 있다. 따라서, NOX 저감기술인 LNT와 SCR을 결합하여 LNT시스템에서 Regeneration 시 발생하는 NH3를 SCR시스템의 환원제로 이용하여 높은 NOx 저감성능 및 환원제 공급장치가 필요 없는 시스템의 경량화와 비용 절감등의 효과를 가져올 수 있는 Passive LNT-SCR 시스템 개발이 주목받고 있다.
본 연구에서는 기관 회전속도 및 부하에 따른 기관 실험을 통해 EURO Ⅵ 규제 및 그 이후의 배기규제를 만족할 수 있도록 NOx 저감률을 극대화하면서 Regeneration시 발행하는 Fuel Penalty를 최소화하는 Passive LNT-SCR 시스템의 최적화를 목적으로 한다.

목차

목 차 ⅰ
List of tables ⅲ
List of figures ⅳ
국 문 요 약 ⅷ
Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 연구의 개요 및 목적 3
Ⅱ. 이론적 배경 4
2.1 디젤기관의 유해배출물의 생성 원리 4
2.1.1 입자상물질(PM) 5
2.1.2 질소산화물(NOx) 7
2.1.3 황산화물(SOx) 14
2.1.4 알데히드 14
2.2 디젤기관의 배출가스 저감 기술 15
2.2.1 엔진 시스템 15
2.2.2 연료 품질 개선 21
2.2.3 후처리 시스템 21
2.3 SCR 시스템 28
2.3.1 SCR 시스템의 NOx 저감 원리 29
2.3.2 NOx 저감효율에 영향을 미치는 인자 32
2.3.3 LNT-SCR의 NOx 저감 원리와 종류 34
2.4 LNT-SCR 시스템의 연구 및 개발 동향 36
Ⅲ. 실험장치 및 방법 39
3.1 실험장치의 구성 39
3.1.1 대상기관 39
3.1.2 주변장치 42
3.1.3 LNT-SCR 시스템 45
3.2 실험방법 및 조건 50
3.2.1 실험조건 50
3.2.2 실험방법 52
Ⅳ. 결과 및 고찰 54
4.1 실험조건에 따른 NOx 저감특성 54
4.2 실험조건에 따른 Fuel penalty의 특성 60
4.3 실험결과에 따른 LNT-SCR 시스템의 구동전략 63
Ⅴ. 결 론 64
Reference 65
Abstract 70

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