엔진발전사와 엔진별 특징

소개글

엔진발전사와 엔진별 특징에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<엔진발전사>
1. 기화기엔진
2. TBI,MPI
3. 로터리엔진, 층상급기엔진
4. Lean-Burn E/G
5. GDI

<가속전자 진동에너지를 이용한 핵물리학적 연소>
1)COV (연소균일성)
2) 출력 증가
3) 연비 향상
4) NVH 개선
5) 유해 배기가스 감소

본문내용

바꾸어 운전하는 것과 동일한 상황이라는 것이다.실제의 운전에서 운전자가 느끼는 감은 이 최고압력변동 (Combustion Of Variation as Pmax)이다.전자터보 VID는 이 연소변동을 42%까지 줄여준다. 이 효과는 엔진의 진동과 소음을 획기적으로 격감시키고 연소손실을 출력으로 변환하여 토오크를 향상시킨다. VID 전자터보의 출력향상/연비절감/NVH개선등은 모두 이 원리에서 입증된다.
2) 출력 증가
* 연소시 압축비 상승
VID 전자터보는 연료증가 없이 엔진출력이 증가된다. 고주파 가연소 행정시 혼합기의 팽창 즉, 앞에서 설명한 압력 상승효과는 기계식 터보챠저의 기능과 같으므로 VID를 전자터보라고도 한다. 내연기관의 효율은 압축비와 직접적인 관계가 있으며 압축비가 높을수록 출력은 커진다. VID 전자터보의 출력증가는 이 원리를 이용 하였다. 일반적으로 압축비를 한계이상으로 증가시킬경우 노킹, 유해배기가스 증가등의 문제가 수반되지만 VID에서는 이러한 문제들이 쉽게 해결된다. 전자터보 VID는 노킹의 원인인 난연소현상을 층류연소로 바꾸어 줌으로서 연소시 일어나는 노킹현상을 미연에 방지시켜 줍니다.
3) 연비 향상
* 적은 연료에서 큰 힘 유도 및 과잉연료공급 억제
출력의 증가는 연료절감에도 기여하게 된다. 가솔린 엔진은 공기와 연료의 중량비율이 14.7:1일때 이론상 100%의 완전연소가 이루어 진다. 그러나 실제 운전혼합비는 7:1(한랭시동), 12:1(가속상태), 14.7:1(정속운전또는 IDLE상태)그리고 19:1(린번엔진의 정속경부하운전상태)등으로 변화한다. 엑셀레이터 페달의 상태에 따른 혼합비는 이미 ECU에 상수로서 입력되어 있으며 외기온도, 배기상태등에 따른 혼합비 오차를 몇몇센서로부터 보정하고 있다. 이때 최종의 보정을 위한 센서는 O2센서(배기다기관이 장착된 점화플러그모양)이다. O2 센서는 배기가스중의 산소유무를 감지하여 연료분사량을 조절하게 되는데 산소가 검출되면 연료부족으로 인식하여 연료를 증량하고 산소가 검출되지 않으면 연료과다로서 분사 감량을 수행하게 된다. 그러나 NON-VID엔진(보통엔진)의 배기중에는 산소와 함께 미량의 불완전 연소된 연료 성분이 항상 포함되어 있다. 이렇게 불완전 연소된 미량의 연료성분이 있음에도 불구하고 산소만 검출되면 ECU는 더욱 연료를 증가시켜 연료손실을 가중 시킨다. 특히 가속상태인 12:1의 공연비상황에서는 그 정도가 더욱 심해진다. 전자터보 VID는 모든 혼합기가 이온 활성화결합을 이루므로 화염이 중도에 소실되어 발생하는 불완전 연소를 미연에 방지 한다. 즉, 산소와 연료를 화학적으로 완전히 결합시켜 연료분자의 미연소배출을 사전에 억제한다. 이것은 O2 센서에서 무의미한 연료증가를 더이상 지시하지 않도록 작용하고 자기 압력상승에의한 혼합기의 과대인입을 제어하는 과정으로서, 이 결과 연료를 절감하게 되는 것이다. 캬부레터 엔진에서의 전자터보 VID는 흡기의 활성화 및 체적상승으로 과농의 혼합기 인입이근본적으로 억제 되며 이러한 반복작용으로 연료가 절감 된다.
4) NVH 개선
* 피스톤 편향운동 억제
NVH 란 Noise, Vibration, Harshness의 이니셜로서 자동차의 소음, 진동등의 성능을 평가하는 주요 용어이다. 전자터보 VID는 NVH를 획기적으로 개선시킨다. 엔진운전상태의 NVH 발생 주 원인은 연소과정에서 발생되는 연소음및 사이클당 연소변동(Combustion Of Variation), 회전체의 회전에 의한 기계소음, 벨브및 인젝터류의 부가장치구동에 의한 불균형등 이다. 이중 연소과정에서 발생되는 소음과 진동은 엔진 NVH에 큰 영향을 미친다. VID 전자터보가 장착되지 않은 일반엔진은 점화원 부근에서부터 화염이 전파되면서 연소압력을 피스톤으로 전달하는데 이때 편향현상이 발생한다. 편향이란 피스톤의 중심을 일정하게 누르는것이 아니라 피스톤 측면부터 불균일한 압력이 다발적으로 발생하는것으로서 이때 피스톤은 상하 응력뿐 아니라 좌우의 횡응력과 비틀림 응력을 동시에 받게 된다. 이로서 엔진전체는 연소불균일과 피스톤의 응력전달경로에서 많은 NVH를 발생시킨다. 전자터보 VID는 연소과정의 편향및 불균일 연소를 획기적으로 해소시켰다. 이것은 혼합기가 이온화및 활성화상태로서 연소실내의 층류연소를 이루고 연소압력이 실린더내에 균일분포되기 때문에 피스톤의 측방응력이 해소되고 사이클당 연소변동(Combustion Of Variation)이 급감하여 피스톤은 상하의 압축응력을 균일하게 받으므로 엔진의 회전을 더욱 원활하고 조용하게 된다.실질적 압축비의 상승에 따라 출력이 증가함에도 불구하고 오히려 정숙성을 지니고 노킹존에서 멀어지는것도 바로 이 층류연소에 기인하는 것 이라고 할수있다.
5) 유해 배기가스 감소
* 연료분자와 산소분자의 균등한 결합
전자터보 VID는 유해배기가스의 발생을 근본적으로 억제 한다. 내연기관에서 발생되는 3대 유해 배기가스는 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), Nox(산화질소)이다. 이중 CO(일산화탄소) 및 HC(탄화수소)의 발생원인은 연료의 불완전연소이다. 전자터보 VID는 활성화상태의 연료를 연소시키므로 완전연소를 유도하기 때문에 미연소에 의한 배기가스(CO, HC)의 발생을 현저히 줄여준다. NOx(산화질소)의 발생원인은 연소시 발생되는 고열이다. 이 열은 대기중의 질소(N2, 약79%)를 산화시키는데 이 결과물(NOx)이 인체에 유해함은 물론 열역학적으로도 흡열반응이기 때문에 엔진의 출력을 감소시키는 큰 원인이 된다. 특히 NOx는 고온 연소나 고속운전시에 많이 발생되는데 DOHC 엔진의 경우는 그 문제가 더욱 심각하다('98. 3. 16 중앙일보 보도)그러나 전자터보 VID는 매 싸이클마다의 연소평형을 실현하여 엔진의 최고연소온도를낮춤으로서 NOx(산화질소)의 발생을 사전에 차단한다. 전자터보 VID는 연료를 활성화시켜 반응면적및 반응성을 증가시키고 화염전파속도를 평활하게 유지하여 층류연소를 유도하므로 난연소에 의한 이상압력증가를 억제하고 최고연소온도를 낮추어 준다. 이것을 냉연소라 하는데 이 결과 NOx의 증가를 사전에 차단 하는 것이다.

키워드

엔진,   엔진발전사,   출력,   디젤,   가솔린,   분사방식,   기화기,   DOHC