자동차에서 윤활을 필요로 하는 부분으로서는 엔진과, 차체 그리고 변속 및 주형장치로 대별되며 엔진만의 윤활을 위해서는 엔진유가 필요하고 차체나 변속 주형장치는 그리이스 및 기어유가 사용된다. 특히 자동차윤활에서 가장 가혹한 조건으로 윤활되고 또한윤활문제로 고심하는 엔진 윤활은 엔진의 구조나 윤활방식 또는 사용연료등엥 따라 윤활상태가 크게 달라질 수도 있으나 윤활이 기본원리와 목적은 대동소이하다. 자동차엔진, 특히 가솔린엔진에서 윤활을 필요로 하는 부분은 베어링, 실린더 및 캠부분등으로 나눌 수가 있으며 이런 부분의 윤활은 극히 가혹한 상태에 놓이게 된다. 따라서 이와 같은 문제들을 고려하면서 가솔린엔진윤활의 제문제점과 엔 진유에 요구되는 성능에 대하여 고찰하여 보고자 한다.
자동차용 가솔린 엔진유의 품질은 엔진성능의 향상과 함께 점진적으로 발전되면서 서비스 수준에 의한 분류로 SA급에서부터 SF급까지 발전되어 왔다. 그러나 지난 1980년에 SF급 오일이 설정된 이후 8년이 지나서 새로운 가솔린 엔진 오일의 규격인 SG급이 1988년에 설정되었다. 본 고에서는 왜 SG급이 필요한가, 또 SF에 비해 어떤면이 얼마나 가혹하게 되었는가에 관하여 자세히 보고자 한다.
가솔린 기관의 체적 효율은 흡기 장치의 효율의 척도로 표현된다. 현재 체적효율은 4행정 가솔린 엔진의 흡기장치의 특성과 공연비 제어를 위한 중요한 파라미터로 사용되고 있다. 체적 효율은 이론적으로 실린더로 흡입 가능한 양에 대한 실제로 실린더로 흡인한 공기량의 비율이다. 체적효율은 엔진회전 속도와 흡기다기관 부압에 따라 결정되는 종속변수이다. 체적 효율은 정상상태와 과도상태와 같은 엔진의 모든 운전조건을 시험하는데 한계와 제약이 매우 크다. 이 논문에서는 선형 알고리즘을 사용하여 체적 효율의 파라미터를 규명하여 선형 다항식 모델을 개발한다. 그리고 실험으로 구한 체적효율 데이터와 다항식 모델을 비교하고 객관적인 타당성을 평가 하였다.
엔진 흡기시스템 중 흡기매니폴드는 가솔린엔진의 성능을 결정하는 매우 중요한 성능 인자이다. 본 연구에서는 1400cc급 가솔린 엔진용 흡기 매니폴드에 대한 유동해석과 리그 실험을 수행하였다. 압력차에 따른 유동 및 유량계수의 해석을 통하여 유동특성을 분석하였으며 실험적 평가를 통하여 공기유량계수의 결과치를 검증하였다. 해석과 실험 결과를 비교 분석하여, 해석값과 실험값의 오차를 확인하였다.
내연기관 연구에 전념하는 모든 사람들의 한결같은 3대 염원은 연비향상, 비출력증대 및 유해 배기가스 성분 감소이다. 이중 비과급 가솔린 기관의 경우 비출력 증대를 위한 4-stroke cycle 엔진에서의 여구는 현지까지 헤아릴 수 없이 많은 연구가 진행되어 발전의 한계에 도달한 느낌 이다. 따라서 이의 실질적인 증대는 시각을 달리하여 2-stroke cycle로의 전환으로서만 가능하리 라 본다. 2-stroke 엔진은 원래 이목적으로 고안된 것이라는 것은 주지의 사실이다. 그러나 이 장치가 비출력면에서 효과적인 가솔린엔진의 경우에서도 현재까지 별로 각광을 받지 못한 것은 다음과 같은 몇가지 두드러진 이유 때문이라고 본다. 첫째 흡입연료의 일부가 소기(scavenging) 과정에서 배기공으로 곧바로 유출됨으로 배기 공해성분을 증가시키고 연료손실에 따른 연비저감 을 초래하는 것이다. 둘째로 crankcase 소기를 이용하는 소형가솔린 2-stroke 엔진에서는 새 공 기의 흡입이 충분치 못하여 일방적으로 높지 않은 소기효율을 고려한 최종 흡입 체적효율은 상당 히 낮아지게 됨으로써 목적하는바의 비출력 증대의 득을 별로 얻지 못함은 물론 잔류가스율이 높아 저부하, 저속도에서 엔진의 구동이 손조롭지 못ㅎ하고 시동이 어려워지는 특성을 나타나게 된다. 따라서 이러한 바람직하지 못한 결과를 감수할 수 있는 경우에는 소형원동기에 주로 2-stroke 가솔린 엔진이 이용되어 왔다. 요사이 이러한 약점들을 타개할 수 있는 고안들이 미국 SAE지에 소개되어 관심을 끌고 있어 이에 대해 요저먹으로 소개하고자 한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권5호
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pp.632-637
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2010
천연가스는 메탄을 주성분으로 하는 청정한 대체연료로 자동차나 트럭 등에 압축천연가스와 액화천연가스 형태로 사용할 수 있다. 그리고, 천연가스만을 사용하는 전소엔진과 가솔린 및 천연가스를 동시에 사용할 수 있는 겸용엔진이 있으며, 특히, 겸용엔진의 경우 두가지 연료를 동시에 사용할 수 있는 것으로 정의할 수 있다. 본 연구에서는 선박용 가솔린 시스템을 인젝터, 레귤레이터, 연료탱크 및 전자제어장치로 구성된 압축 천연가스 겸용시스템으로 전환시켜 연료시스템과 동력값을 비교하였다. 그 결과, 천연가스엔진의 경우 적은 배출가스를 나타내었으며 최대동력은 가솔린엔진과 비교 약 7%정도 감소함을 확인할 수 있었다.
작업장에서 근로자들이 엔진오일 등 각종 오일에 피부가 폭로되었을 때 이것을 쉽게 세척하기 위하여 일반적으로 솔벤트를 사용한다. 그러나 솔벤트를 사용하면 피부를 건조하게 만들 뿐만 아니라 오일에 함유되어 있는 각종 성분들을 피부내에 흡수되는 것을 촉진시킬 수 있어서 이에대한 대처방법이 요구된다. 특히 폐가솔닐엔진오일데는 방향족탄화수소(PAHs)와 같은 물질이 함유되어 있어 체내에 흡수되면 발암물질로 대사되어 표적장기(피부와 폐조직)에서 DNA adducts를 높은 수준으로 형성한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 식물기름에서 구할 수 있는 d-라이모닌(Limonene)를 세척제로 사용하여 폐가솔린엔진오일의 폭로로 인하여 형성되는 DNA adducts를 $^{32}P-postlabeling방법으로 분석함으로써 d-라이모닌의 세척효과를 평가하고자 하였다. HDC(ICR) Br 자성마우스의 견갑골 부위에 있는 털을 제거하고 그 부위에 폐가솔린엔진오일을 폭로시키고 1시간과 8시간이 지난 다음에 d-라이모닌으로 각각 세척을 하였다. 마지막 폭로를 마치고 24시간이 지난 다음에 실험동물을 희생시켜 표적장기(폭로된 피부와 폐)에서 시료를 채취하였다. 먼저 시료에서 DNA를 분리하여 가수분해한 다음에 $^{32}P-postlabeling하여 DNA adducts를 분리하였다. 폐가솔린엔진오일만 폭로시킨 그룹의 피부와 폐조직에 형성된 DNA adducts가 각각 30.3$\pm$3.7과 15.7$\pm$2.4로서 대조군(2.5$\pm$1.0과 1.4$\pm$0.4)에 비하여 통계적으로 유의하게 높았고 (p<0.01), 또한 폐조직에서 보다 피부조직에서 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.01). 폐가솔린엔진오일을 폭로시킨 후에 d-라이모닌으로 세척한 그룹에서는 피부와 폐조직에 형성된 DNA adducts가 통계적으로 유의하게 감소하였는데(p<0.01), 8시간 보다는 1시간이 지난 다음에 세척한 그룹에서 DNA adducts의 감소현상이 더 크게 나타났다. 결론적으로 피부에 폭로된 폐가솔린 엔진오일을 d-라이모닌으로 세척하면 폐가솔닐엔진오일내에 함유된 발암물질이 체내흡수되는 것이 억제되고, 피부와 폐조직 모두에서 DNA adducts의 형성을 감소시킬 수 있으며, 폐오일이 폭로된 후 빨리 세척하는 것이 더 효과적임을 증명하였다.
본 연구의 목적은 운행자동차에 있어서 안전운행과 환경에 문제가 없는 효과적인 엔진튜닝의 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진의 특징을 파악하여 엔진튜닝 검사의 기초자료를 분석하는 것이다. 비튜닝 및 튜닝 엔진 2-1, 2-2, 2-3의 4종류에 대한 넓은 범위의 엔진회전수 하에서 4행정, 4기통 DOHC, 터보 인터쿨러, 수냉 가솔린엔진의 실제 운행자동차를 사용하여 공연비 및 성능 특성에 미치는 튜닝엔진의 효과를 실험적으로 조사했다. 운행 가솔린자동차에 대한 엔진의 튜닝 부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기를 포함한다. 1인이 탑승한 5단 자동변속기를 갖는 운행 가솔린자동차 비튜닝 및 튜닝 엔진의 공연비 및 토크는 차대 동력계(Dynojet 224xLC)에 의하여 실험에 의해 측정하였다. 운행 가솔린자동차 튜닝엔진의 최대 토크는 비튜닝엔진보다 평균 103.68% 만큼 증가되었고, 튜닝엔진의 최대 출력은 비튜닝엔진보다도 평균 119.68% 만큼 증가되었음을 알았다.
가솔린 엔진용 전자 제어 에뮬레이션 시스템은 엔진의 운전 상태를 알려 주는 각종 센서로 감지한 정보를 A/D변환기를 통해 마이크로프로세서에 입력시키고, 이 정보를 이용하여 운전 상태를 분석한 후 엔진이 푤요로 하는 연료량, 점화시기, 배기가스의 재순환량, 공회전수 등을 전자적으로 제어하여 엔진의 최적제어를 실현시킴으로서 연료소비율 및 배기가스 중 공해물질 함량을 감소시키기 위한 장치이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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