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하이브리드 자동차용 엔진 내부의 전자식 수온조절기의 감온성 및 유량제어 정확도 향상을 위한 수치 및 실험적 연구
정수진 ( Soo-jin Jeong ),정진우 ( Jinwoo Jeong ),하승찬 ( Seungchan Ha ) 한국분무공학회 2021 한국액체미립화학회지 Vol.26 No.3
High-efficient HEV Engine cooling systems reflects variable coolant temperature because it can decrease the hydrodynamic frictional losses of lubricated engine parts in light duty conditions. In order to safely raise the operating temperature of passenger cars to a constant higher level, and thus optimize combustion and all accompanying factors, a new thermostat technology was developed : the electronically map-controlled thermostat. In this work, various crystalline plastics such as polyphthalamide (PPA) and polyphenylenesulfide (PPS) mixed with various glass fiber amounts were introduced into plastic fittings of automotive electronic controlled thermostat for the purpose of suppressing influx of coolant into the element and undesirable opening during hot soaking. Skirt was installed around element frame of automotive electronic controlled thermostat for improving thermal sensitivity in terms of response time, hysteresis and melting temperature. To validate the effectiveness and optimum shape of skirt, thermal sensitivity test and three-dimensional CFD simulation have been performed. As a consequence, important improvement in thermal sensitivity with less than 3℃ of maximum coolant temperature between opening and engine inlet was obtained.
통합 제어 밸브 적용 가솔린차량의 냉각수 온도 제어 전략 개발
안영국(Youngkuk An),박진일(Jinil Park),이종화(Jonghwa Lee),최두원(Duwon Choi),하승찬(Seungchan Ha) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
차량 열관리시스템(VTMS)은 보다 엄격한 CO2규제에 대응하고 차량의 성능을 개선하기 위해 채택이 확대되고 있는 기술이다. VTMS 기술 중 하나인 전자식 통합유량밸브(ECV)는 기계식 서머스탯을 대체하여 차량의 냉각시스템을 보다 효과적으로 제어하며, 이를 통해 자동차의 연비향상에 기여하는 시스템이다. ECV 시스템은 엔진 오일 온도와 냉각수 온도를 기계식 시스템보다 높은 온도에서 제어하여 엔진의 마찰손실을 줄이고, 필요 시 즉각적인 밸브 개도 제어를 통해 냉각 유량을 확보해 엔진의 온도를 안정적으로 유지함을 목적으로 한다. 기계식 시스템과 달리 ECV 적용 시스템에서는 전자제어장치와 제어전략이 요구되며 제어전략에 따라 그 성능도 달라지게 된다. 본 연구는 ECV 시스템이 적용된 1L급 가솔린 차량의 온도제어 전략을 수립하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 먼저 차량의 요소별 온도거동을 예측하는 시뮬레이션 환경을 구축한다. 이를 활용하여 다양한 제어전략의 특성 및 결과를 비교, 분석하고 최적제어전략을 도출하고자 한다. 제어 대상 차량은 1L급 가솔린 차량으로 기계식 서머스탯을 제거하고 ECV 시스템을 적용하였으며, 차량시험과 단품시험을 통해 온도 예측 시뮬레이션을 위한 냉각시스템 모델링을 수행한다, 시뮬레이션 성능 및 오차는 차량 모드 주행시험(FTP-7, HWFET)과 실도로 시험 결과를 비교하여 검증하였다. 완성된 시뮬레이션 환경을 활용하여 ECV 시스템의 제어 로직 및 제어변수값에 따른 온도거동을 비교 분석 하였다. 적용된 제어로직은 PID제어와 모델기반 제어이다.