종래 자동차용 엔진유에 요구되었던 주요기능으로서는 마찰부위에서 발생되는 마찰저항이나 마 모를 감소시키는데에 국한하여 연구개발되어 왔었지만 12973년의 석유의기를 계기로 하여 이와 같은 기능외에도 소비에너지를 최소화 할려는 노력의 일환으로서 연비절약형의 엔진유는 물론 내구서어이 양호한 롱라이프(long life)유가 등장되었을뿐만 아니라 날로 심각해져가고 있는 자 동차배기가스에 의한 대기오염과도 적합성을 고겨한 새로운 기능의 엔진유가 개발됨에 따라 이와 관련하여 자동차엔지유를 통해본 연료비절감효과와 그 문제점을 검토해 보고자 한다.
In order to develop a fuel-efficient gasoline engine oil, an experimental study was conducted using an engine dynamometer, a passenger car and the SRV machine. Oil samples with different viscosity were prepared by adding several friction modifiers to select the best one and also to investigate the effect of the viscosity grade. From the study, we have developed engine oils which result in good fuel economy. The viscosity grade of 7.5W/30 was best among the oils investigated with respect to fuel economy and a fatty amine type friction modifier had the good fuel-economy property.
고유가와 자연환경에 대한 관심증대에 따른 선박의 환경규제로 많은 해운회사들이 어려움을 겪고 있으며 그에 따라 선박의 에너지 이용 효율성에 대한 관심이 증대하고 있다. 또한 향후 시간이 흐를수록 이러한 문제들의 중요성과 관심은 점점 증대될 것으로 보인다. 이에 대한 한 방안으로 독일의 Skyssails사가 4년간의 개발로 완성한 스카이세일즈 시스템은 새로운 관심을 가지게 한다. 이는 선박에 대형 연을 달아 연비를 낮추는 시스템으로 현재 유럽의 일부 선박에 실용화되고 있는 기술이다. 이에 따라 연의 활용과 관련이 깊은 국내연안의 날씨 등을 고려하여 동북아 피더네트워크가 발달되어 있는 국내연안에서 Strysail 활용에 대한 검토와 효용을 분석하고, 유류절감비용, 환경비용을 추정하였다. 그 결과 Strysail 시스템이 보조추진기구로써 연비절감과 환경비용절감에 많은 도움이 될 수 있음을 알 수 있었다.
정부는 2009년도에 국내에서 판매된 전체 승용자동차의 평균연비가 $12.27km/{\ell}$로 전년($11.47km/{\ell}$) 대비 7.0% 향상되었다고 발표하였다. 이는 2009년의 평균연비 향상률은 평균에너지소비효율기준이 도입된 이후인 2006년~2008년간의 평균연비 향상률인 연평균 2.4%보다 약 3배 가까이 높은 수치이다. 정부는 또한 7%의 연비 향상으로 인해 연간 6만 toe의 에너지 소비절감(금액으로 환산시 335억 원) 및 16만톤의 $CO_2$ 배출량 저감효과가 있다고 주장하였다. 그러나, 이러한 주장은 리바운드 효과(rebound effect)를 간과하는 주장이다. 리바운드 효과에 따르면, 에너지 저감기술 진보는 에너지 사용량을 높여 에너지 절감의 긍정적 효과를 상쇄하는 경향이 있는 것으로 알려져 있다. 리바운드 효과가 실제로 존재하고 그 크기가 작지 않다면, 연비 향상에 따른 무역수지 개선 또는 환경오염절감의 효과는 실제보다 크지 않을 수 있다. 본 연구는 연비규제시에 발생 가능한 문제점의 존재 여부와 그 크기를 개별(disaggregate) 자료를 사용하여 계량경제학적으로 추정하였다. 분석 결과에 따르면 수송부문에서 리바운드 효과는 존재하고 그 크기가 0.299로 나타났다. 이러한 추정치는 정부에서 만약 이러한 반등 효과를 고려하지 않고 정책목표를 설정할 경우, 에너지 소비, 이산화탄소 배출 및 무역수지 등에서 정부에서 제시한 감축 목표치가 29.9% 미달될 수 있음을 의미한다.
본 연구에서 사용되는 발전기용 커먼레일 디젤엔진은 흡 배기 밸브의 작동을 위해 기계적으로 구동되는 캠축을 이용하고 있으며, 차량 운전조건 알맞게 밸브의 개폐시기가 고정되어 있다. 그러나 발전기용 엔진은 회전속도가 일정하고 부분부하에서 운전된다. 따라서, 발전용 커먼레일 디젤엔진의 최적화 설계를 위해 밸브 타이밍의 변화에 따른 디젤연소와 배출가스의 특성을 고찰하여 연비 측면에서 계산하였다. 디젤엔진의 밸브 타이밍은 흡배기 유동을 변화시킴으로서 연소특성에 영향을 주었으며 발전기의 연비 개선이 가능하다고 판단되었다.
Motohawk ECU(Engine Control Unit)에 의한 가솔린기관의 연료분사제어 알고리즘 연구를 통하여 연비를 절감할 수 있는 방안을 연구한다. 실제 차량엔진 ECU는 캘리브레이션 이외의 제어 알고리즘을 변경하여 구현하기가 쉽지 않으므로 상기의 프로토타입 ECU를 활용하여 연료분사제어 로직을 변경해가면서 연료분사와 관련된 여러가지 파라메터의 연구가 가능하다. 또한 프로그래밍은 Matlab과 Simulink로 구현할 수 있어서 최적연비를 얻기 위한 로직의 구현을 실시간으로 할 수 있으며 차량의 특성상 프로그램의 임베딩이 가능하여야 하므로 이러한 목적에 프로토타입 ECU에 의한 로직개발은 많은 장점이 있다. 이러한 ECU를 활용하여 여러 가지 제어 변수에 의한 최적화된 연료분사 로직의 설계 및 미치는 영향을 평가한다.
연비절감 및 조향감 향상을 위한 EHPS 시스템은 엔진 동력 기반의 HPS(Hydraulic Power Steering)시스템과는 달리 탈 엔진형 조향 기술로써 동력원인 BLDC 모터, 고압펌프 일체형 모듈, 상용 HPS 시스템의 기본 유압회로, 조향계 시스템 및 BLDC 모터를 제어하고 최적 조향력을 생성하기 위한 로직이 포함된 ECU로 구성되며. 주요구성 모듈은 펌프부, 모터부, 제어부로 분류된다. 본 논문에서는 펌프부의 외접형 Gear펌프의 시제품 제작하였고 구동토크 측정실험의 Data를 통해 기존 EHPS용 Gear펌프와 비교평가를 하였다.
지구 화석연료의 고갈로 불안정한 고유가 시대를 살아가는 현대인들에게 자동차 연비는 소비자들이 자동차를 구매할 때 반드시 고려하고 있는 필수 조건이 되었다. 또한 자동차 연비향상 문제는 이산화탄소 배출로 인한 환경문제와도 직접적인 연관이 있다. 연료펌프는 연료탱크로부터 직접적인 펌핑을 통해 유체를 전달하는 장치이며 전동 모터에 의해 구동 된다. 본 논문에서는 연료펌프 전동 시스템인 모터와 제어기를 개발 하였다. 한편 모터를 제어하기 위해서는 회전자의 위치 검출이 필요한데 그 방법으로는 Hall 센서, 엔코더, 리졸버 등을 사용하게 된다. 하지만 연료펌프의 내부는 고온, 고압의 환경 조건이다. 이에 따라 센서리스 제어 방식을 선택 하였으며, 센서를 제거하여 비용절감이 되는 부분에서 본 논문의 주제와도 부합 된다.
현재 건설기계에 있어서 연비 절감에 대하여 유압 기기나 엔진의 에너지 손실 저감에 대한 대책이 있었으나 이것만으로는 한계가 있어 대폭적인 방안을 모색하는데 있어서 동력 시스템의 재검토가 필요한 시점이다. 더불어 자동차와 마찬가지로 건설기계에서도 배기가스 저감이나 연비 저감은 매우 중요한 과제이다. 그 해결책으로서 현재 자동차에서 개발된 하이브리드 시스템의 적용이 매우 유용하다 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 하이브리드 동력 시스템을 건설기계에 적용한 내용을 소개하고 있다. 건설기계의 하이브리드 동력 시스템을 구성하는 엔진, 발전기, 모터, 배터리, 커패시터 등의 전력전자 기기와 전동 유압을 구성하는 전동 유압 기기를 모델화 하여 하이브리드 동력 시스템을 적용한 건설기계의 기본적인 구조와 제어 성능을 파악하고 방식별 하이브리드 시스템의 성능을 비교하였다.
본 연구는 "교통부문의 연료소비와 대기오염저감을 위한 연구"의 일환으로 승용차부문에 있어서 연료소비 절감을 위한 기술을 도출하여, 장랴 우리나라 혹은 개발도상국에서의 교통부문의 에너지 소비에 대한 영향을 최소화할 수 있는 정책을 고안연구하는데 있다. 이를 위하여 우리나라의 과거 30년간의 자동차공업의 성장과정과 기술개발 과정 및 국산 승용차에 대한 연료소비에 관련된 항목들의 개선사항을 구체적으로 살펴보고, 그외 연비향상을 위한 차량기술에 대해 조사하여 앞으로 국산승용차에 채택 가능한 기술들을 도출하여 보고자 한다.하여 보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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