[메카트로닉스] 사례연구 - 연소 기관의 모델링과 제어

소개글

[메카트로닉스] 사례연구 - 연소 기관의 모델링과 제어에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론

2.디젤 엔진 부품

3.디젤 엔진 작동원리

4.엔진 제어 시스템 부품

5.엔진 모델링

본문내용

1. 엔진
화학에너지  기계적인 에너지
대부분의 이동수단에 사용되는 장치
2. 2행정 엔진
1 사이클을 완료하는데 2개의 행정을 가지는 기관
1 사이클 동안 크랭크축은 1회전
1. 4행정 엔진
1 사이클을 완료하는데 4개의 행정을 가지는 기관
흡입  압축  팽창(폭발)  배기
1 사이클 동안 크랭크축은 2회전
종류 :  가솔린 엔진 : 점화 플러그를 이용해 연소  디젤 엔진 : 큰 압축비로 온도를 상승시켜 자연발화
디젤 엔진 부품
실린더 : 연료의 연소실
피스톤 : 실린더 내부의 원기둥 모양 부품 : 상하 운동 하여 동력을 생성
흡기밸브 : 피스톤의 하강 행정 시 가스를 실린더 내부로 유입
배기밸브 : 연소된 가스를 배출
연료 분사기 : 엔진에 연료를 분사
터보 충전기 : 배기가스를 이용해 터빈을 돌리고 펌프 구동을 수행하는 압축기를 회전
중간 냉각기 : 압축된 고온의 공기를 냉각시켜 밀도를 높여줌
배기가스 재순환 장치 : 배출된 배기가스 중 일부를 다시 흡기시켜 재순환에 이용하는 장치
디젤 엔진 작동 원리
흡입 행정 : 흡기밸브를 열어 피스톤이 상사점에서 하사점으로 이동하며 공기를 흡입
압축 행정 : 흡기밸브를 닫고 피스톤을 상사점으로 이동하며 공기를 압축
팽창 행정 : 고온의 공기에 연료를 분사시켜 연소 후 피스톤을 아래로 밀어내 회전력을 발생
배기 행정 : 피스톤이 다시 상승하며 연소된 공기를 배출
엔진 모델링
엔진 모델 폐루프 제어
엔진 제어 목표 : 엔진 속력 제어 , 연료 효율
엔진 제어기 (조속기 ) : 연료 공급률 을 결정
Lug 곡선 ( 토크 속력 곡선 ) : 연료 공급률이 일정하다는 가정 하에 엔진 속력  과 토크를 나타낸 곡선
시간 지연 모델 : 러그곡선에서 얻어지는 토크와 실제 엔진의 토크의 차이조절
조속기 기관의 출력에 관계없이 회전수를 일정하게 하는 장치 ∙ 기계식 조속기 (Mechanical Hydraulic Governor)  원심력이 회전속도에 비례 한다는 원리를 이용한 조속기 ∙ 전자식 조속기 (Electrical Hydraulic Governor)  속도감응장치,복원 및 Feed-back 장치 등이 전류 전압의 변화에 감응되는 원리를 이용한 전기장치로 구성된 조속기 ∙ 기계,전기 복합 조속기 (Mechanical & Electrical Hydraulic Governor)  속도 감응장치로 기계식과 전기식을 모두 갖춘 조속기
Lug 곡선 ( 토크 속력 곡선 )
1200 RPM ( 최대 토크 속력 )   토크 최대  연료 소모 최소  연료효율 최대
1200 RPM ~ 정격 속력  회전속력 증가 , 토크는 감소
 부하토크가 커지기 때문
 연료 소모 증가
정격 속력  동력이 최대가 되는 부분
정격 속력 ~ 높은 공회전 속력  부하토크가 지나치게 큰 부분  동력이 저하, 하지만 연료 소모 증가 ( 빠르게 회전하지만  강하게 회전하지는 못함 )
토크 지도 (Torque Map)
 러그 곡선의 변수화된 형태는 연료 공급률의 각 값에 의해 정의된 곡선

일 경우 함수 는 러그곡선을 나타낸다.
러그곡선 아래의 점들을 정의하기 위해
조속기 제어 하에서는 곡선 아래 점은 최대 연료 공급률보다 적은 연료 공급률에 의해 성취된다.
러그 곡선의 한계를 부여하기 위한 정의
 일 경우 최대 연료 공급률 에 대한 토크 속력(러그곡선)
최대 연료 공급률보다 작은 연료 공급률에 대한 변수화된 토크 속력 곡선

키워드

메카트로닉스,   연소기관,   모델링,   제어,   사례연구