내연기관 연소음 분석을 통한 가상엔진음 설계에 관한 연구

박형우,지상휘,배명진 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2016 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.6 No.11

It means moving from the scientific advances example, it has been regarded as very important. In particular, it is most closely automobile in everyday life. However, while economic development cars was increasing rapidly resulting in accelerated and was exposed to air pollution, pollution of oil depletion point. This development was due to the environmentally friendly cars was expected to lead the next generation would automotive market. However, the pedestrian casualties and property damage caused by operation at low engine sound is fine. VESS has been developed to solve these problems and apply them. In this paper, we compare the virtual engine sound as gasoline, diesel engine sound, which currently runs were made in-house research the most effective engine sound to the auditory characteristics of a person. Diesel engines on the test results, the overall spectrogram is eoteumyeo energy and harmonics than ever petrol engine, a gasoline engine of human hearing characteristics of the best 3500Hz band was more superior to the diesel engine when compared with the frequency analysis. In MOS TEST was a gasoline engine sound beams high efficiency in terms of the other two cognitive engine sound, in response to the best efficiency of the gasoline engine sound could be obtained the most common parts and, more well-ear hearing response. 과학발전에 있어 예로부터 이동수단은 굉장히 중요하게 여겨왔다. 특히 일상생활에서 가장 밀접한 것이 자동차이다. 그러나 경제적으로 발전하면서 자동차 수는 급격히 증가하였고 이로 인한 석유고갈 시점의 가속화와 대기오염, 환경오염에 노출되었다. 이로 인하여 친환경 자동차가 개발 되었고 향후 차세대 자동차 시장을 주도할 것이라 전망하였다. 그러나 저속 운행 시 엔진소리가 미세하여 보행자들의 인명과 재산피해가 발생한다. 이런 문제점을 해결하기 위해 Virtual Engine Sound System(VESS)가 개발되었고 이를 적용하고 있다. 본 논문에서는 자체적으로 만든 가상 엔진소리와 현재 운행하는 가솔린, 디젤 엔진소리를 비교 분석하여 사람의 청각특성에 가장 효과적인 엔진소리를 연구하였다. 실험결과 스펙트로그램 상에서의 디젤엔진이 가솔린 엔진보다 전체적인 에너지와 하모닉스가 적었으며, 주파수 분석을 통해 비교 하였을 때 사람의 청각특성이 가장 좋은 3500Hz 대역에서의 가솔린 엔진이 디젤엔진보다 월등하게 나타났다. MOS TEST 에서는 휘발유 엔진소리가 다른 두 엔진음보다 인지력측면에서 높은 효율을 보였으며, 가솔린 엔진 사운드가 가장 좋은 효율에 대한 응답으로는 가장 흔한 부분과, 더 귀에 잘 들리는 응답을 얻을 수 있었다.

가솔린엔진 운행자동차 배기 배출물에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환,구영진,박희성 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.5

The purpose of this study is to obtain the basic data of engine tuning inspection by confirming the working possibility of effective engine tuning and identifying the characteristics of tuned engine that are no safety and environmental problems in a driving car of gasoline engine. The actual driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo-intercooler, water-cooled gasoline engine operating under four types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2 and 2-3 was applied to investigate the effects of tuned engine on the characteristics of excess air ratio and exhaust emissions by the low speed idle and acceleration simulation mode inspections. The tuned parts of gasoline engine in a driving car include the intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer. It was found that the measured values of CO emission, THC emissions and excess air ratio by the low speed idle inspection method, and NOX, CO and THC emissions by the acceleration simulation mode inspection method for the gasoline non-tuned and tuned engines of driving car were all satisfied with the inspection standard without any environmental problems. However, the measured values of tuned engine were greater than those of non-tuned engine. 본 연구의 목적은 가솔린엔진 운행자동차에 있어서 안전과 환경에 문제가 없는 효과적인 엔진튜닝의 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진의 특징을 파악하여 엔진튜닝 검사의 기초자료를 확보하는 것이다. 저속 공회전 및 정속 모드 검사에 의해 공기과잉률 및 배기 배출물을 측정해 튜닝엔진의 효과를 조사하기 위하여 4행정, 4기통 DOHC, 터보 인터쿨러, 수냉 가솔린엔진에 대한 비튜닝 및 튜닝 2-1, 2-2, 2-3의 4종류를 실제 운행자동차에 적용하였다. 운행자동차에 대한 가솔린엔진의 튜닝부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기이다. 운행자동차 가솔린 비튜닝 및 튜닝 엔진에 대해 저속 공회전 검사방법에 의한 CO 배출물, THC 배출물 및 공기과잉률과 정속모드 검사방법에 의한 NOX, CO 및 THC 배출물 측정값은 모두 환경에 대한 문제가 없이 검사기준에 만족하였지만, 이 측정값들은 튜닝엔진의 경우가 비튜닝엔진보다 더 증가되었음을 알았다.

운행 가솔린자동차 엔진성능에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환(Myung-whan Bae),구영진(Young Jin Ku),박희성(Hui-seong Park) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.11

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, 터보인터쿨러, 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. The purpose of this study was to analyse the basic data of the engine tuning inspection by confirming the working possibility of effective engine tuning and identifying the characteristics of tuned engine that are no problem with the safety operation and environment in a driving gasoline car. The effects of tuned engine on the characteristics of air/fuel ratio and performance at a wide range of engine speeds were experimentally investigated by the actual driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo- intercooler, water-cooled gasoline engine operating under four types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2 and 2-3. The tuned parts of engine in a driving gasoline car include the intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer. In this experiment, the air-fuel ratio and torque of both non-tuned and tuned engines that one person took on board in the car with a five-speed automatic transmission were measured by the chassis dynamometer(Dynojet 224xLC). It was found that the maximum torque of tuned engine in a driving gasoline car was increased by 103.68% on average, while the maximum output was increased by 119.68% on average in comparison to the non-tuned engine.

가솔린엔진 운행자동차 배기소음에 미치는 튜닝 흡기 및 배기 시스템의 효과에 관한 연구

배명환(Myung-whan Bae),구영진(Young Jin Ku),박희성(Hui-seong Park) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.1

본 연구 목적은 가솔린엔진 운행자동차의 튜닝 특징을 파악하여 안전과 환경에 문제가 없는 엔진튜닝의 효과적인 작업가능성을 확인하고, 튜닝엔진 검사의 기초자료를 확보하기 위하여 저자들의 다른 논문에서 고찰한 성능 및 배기 배출물에 미치는 효과를 기반으로 배기소음 특성을 파악하는 것이다. 소음진동관리법에 따른 운행차 소음측정법에 의해 엔진회전수 및 차량속도에 대한 배기소음 특성에 미치는 튜닝엔진 효과를 조사하기 위하여 4행정, 4기통 DOHC, 터보 인터쿨러, 수냉 가솔린엔진을 5종류의 비튜닝 및 튜닝 2-1, 2-2, 2-3(close), 2-3(open)으로 해 운행자동차에 적용하였다. 가솔린엔진 운행자동차의 튜닝부분은 흡기 다기관, 흡기 파이프, 공기필터, 배기 다기관, 배기 파이프 및 소음기가 포함되었다. 소음진동관리법에 따른 운행차 소음측정법에 의한 비튜닝 및 튜닝 가솔린엔진 운행자동차의 배기소음 측정값이 검사기준에는 모두 만족되었지만, 튜닝에 의해 배기소음이 증가되고 있음을 알았다. The purpose of this study is to identify the characteristics of exhaust noise based on the effects of performance and exhaust emissions discussed in the authors’ other papers to confirm the effective working possibility of engine tuning without problems in safety and the environment, and to obtain the basic data of the tuning engine inspection after investigating the tuning distinctions in a driving car of gasoline engine. The driving car with a four-cycle, four-cylinder DOHC, turbo-intercooler, water-cooled gasoline engine operating under five types of non-tuning, and tuning 2-1, 2-2, 2-3 (close) and 2-3 (open) was applied to investigate the effects of tuning engine on the characteristics of exhaust noises as the functions of engine and vehicle speeds by the noise measurement method of driving cars according to Noise and Vibration Control Act. The intake manifold, intake pipe, air filter, exhaust manifold, exhaust pipe and silencer were included in tuning parts for a driving car of gasoline engine. It was found that the measured values of exhaust noise for a driving car of non-tuning and tuning gasoline engines by the noise measurement method of driving cars according to Noise and Vibration Control Act met all the inspection criteria, but the exhaust noise values by tuning were increased.

가솔린 직분사 엔진에서 연료 성분 변화 및 윤활유 혼합에 따른 입자상물질 배출 특성

신종희(Jonghee Shin),이호승(Hoseung Yi),박성욱(Sungwook Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

가솔린 직분사 엔진은 실린더 내에 연료를 직접 분사하여 연소실을 냉각시키므로 압축비와 체적 효율이 좋고 열손실이 적다. 그러나 연료 증발 시간이 짧아 불균질한 혼합기가 발생하게 되고 이러한 불균질 혼합기는 확산 화염의 원인이 되어 많은 입자상물질을 배출한다. 또한 피스톤-실린더-링 틈새를 통해 유입되는 윤활유가 함께 연소하면서 입자상물질 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가솔린 직분사 엔진에서 윤활유 혼합에 따른 입자상물질 배출 특성에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구에 사용한 엔진은 398cc, 압축비 10.5의 단기통 가솔린 직분사 엔진으로, AC모터를 사용하여 엔진의 속도를 일정하게 유지하였다. 흡기는 유량 조절기와 챔버를 이용하여 일정한 유량을 공급하였고, 산소센서로 측정한 람다값을 기반으로 분사기간을 제어하였다. 연료 분사시기는 NI compactRIO를 사용하여 흡기 행정 사이로 설정하였고, 연료 분사 압력은 공기압축식 펌프를 사용하여 최대 350bar까지 가압하여 연료 레일에 공급하는 방식으로 조절하였다. 점화시기는 연료 분사 시기, 분사압력 별 엔진출력이 최대가 되는 시기로 설정하였다. 입자상물질은 Pegasor사의 PPS-M, 가스상 배출물은 HORIBA사의 MEXA-9100, 입자상 물질 분포도는 EEPS를 사용하여 측정하였다. 실험 연료는 상용 가솔린과 인돌렌을 기본 연료로 하여 상용 엔진윤활유(5W20)를 각각 0, 1wt% 첨가한 4종류의 연료를 사용하였다. 실험 결과, 순수 인돌렌의 경우 가솔린에 비해 대부분의 분사시기 및 분사압력에서 입자상물질 및 배기 배출물이 많이 나타났다. 도시평균유효압력의 경우 순수 가솔린이 인돌렌보다 더 크게 나타났다. 가솔린과 인돌렌에 윤활유를 혼합한 경우 전반적으로 입자상물질 배출량이 증가하는 경향을 보였으며, 인돌렌 혼합유가 가솔린에 비해 더 많은 배기 배출량을 보였다.

2L 급 가솔린엔진에서 엔진인캡슐레이션 적용에 따른 엔진 냉각수 및 오일 온도 특성

신윤섭 ( Yunsub Sin ),한상욱 ( Sangwook Han ),김충희 ( Chunghui Kim ),김현철 ( Hyunchul Kim ),이기동 ( Kidong Lee ) 한국액체미립화학회 2016 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2016 No.-

In this paper, an experiment was conducted in order to understand the coolant and oil temperature characteristics with engine encapsulation in a 2L-class gasoline engine. The test condition was general operating condition for 2L-class gasoline vehicle. The results showed that warm-up characteristics of coolant and engine oil temperature were similar between the base engine and encapsulation applied engine. On the other hand, the coolant and engine oil temperature of the encapsulation applied engine were higher at the cool down condition.

RE-EV용 고효율 가솔린 엔진발전시스템 성능 개선

구본석(Bonseok Koo),오광철(Kwangchul Oh),원장혁(Janghyeok Won),서호철(Hocheol Suh),장성욱(Sungwook Jang),안호상(Hosang Ahn),이종덕(Jongdeok Lee) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2015 No.11

본 논문에 는 RE-EV에 적합한 엔진으로 최대한 가볍고 작은 사이즈로 RE-EV엔진 개발을 목표로 하였다. RE-EV 엔진은 엔진룸 공간 제약이 따르므로 엔진의 크기와 무게를 줄이기 위해 실린더 수를 줄이고, 기통당 배기량을 늘리는 방법으로 2기통의 엔진을 설계하였으며, 실린더 방향으로 크기를 줄이기 위해 OHV(Over Head Valve)로 설계하였다. 또한 흡기 맥동 시험을 진행하였으며, 흡기 구성에 따른 장치들의 전체 압력 변동과 공기량 변동에 대한 결과를 종합하여 엔진에 최적화된 흡기관을 구성하였다. 흡기관이 변경 된 엔진 시제품을 제작하여 엔진의 기본 성능 평가인 출력특성, 연비, 배출가스 분석을 진행하였다. 흡기관 변경에 따라서 연료량 및 점화시기 조정을 위한 엔진 제어기(ECU) 맵핑을 수행하였다.

가솔린기관에서 운전조건 따른 바이오에탄올 연료의 연소 및 배기배출물 특성

윤승현(Seunghyun Yoon),하성용(Sungyong Ha) 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2014 No.5

The combustion and exhaust emission characteristics in a spark ignition engine (SI engine) with variation of the bioethanol-gasoline blending ratio and the excess air-fuel ratio were investigated in this research. To investigate the influence of the excess air ratio and ethanol blends, the combustion characteristics such as the cylinder pressure, rate of heat release(ROHR), and fuel consumption rate were analyzed. In addition, the reduction effects of exhaust emissions such as carbon monoxide (CO), unburned hydrocarbon (HC), and oxides of nitrogen (NOx) were compared with those of gasoline fuel under the various excess-air ratios. The results showed that the peak combustion pressures and the ROHR of bioethanol fuel cases were slightly higher than those of gasoline fuel at all test ranges. As compared with gasoline fuel (G100) at each given excess air ratio, BSFC of bio-ethanol was increased. The CO, HC, NOx emissions of bio-ethanol fuel were lower than those of gasoline fuel under overall experimental conditions.

GDI 엔진의 흡기계 정상상태 유동 특성에 관한 연구

李珉湖,尹俊圭,車京玉 明知大學校 産業技術硏究所 2004 産業技術硏究所論文集 Vol.23 No.-

Lean burn gasoline engine, classified into port injection and direct injection, is recognized as a promising way to meet better fuel economy. Especially, gasoline direct injection engine is becoming increasingly popular due to their potential for improved fuel economy and emissions. Also, GDI engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. However, GDI engine has many difficulties to be solved, such as complexity of injection control mode(fuel injection timing, injection rate), fuel injection pressure, spark timing, unburned hydrocarbon and restricted power. This study aims to develope fundamental key techniques for the lean burn in GDI engine. The techniques in this study include intake port design (SCV) and test method. Experimental is applied to investigate the effects of swirl control valves to improve the engine performance and emission, efficiency in GDI engine.

바이오알코올 혼합연료의 엔진오일 희석특성에 대한 실험적 연구

김현준(HyunJun Kim),이호길(HoKil Lee),오세두(SeDoo Oh),김신(Shin Kim) 한국트라이볼로지학회 2016 한국윤활학회지(윤활학회지) Vol.32 No.6

Engine oil plays an important role in the mechanical lubrication and cooling of a vehicle engine. Recently, engine development has focused on the adoption of gasoline direct injection (GDI) and turbocharging methodology to achieve high-power and high-speed performance. However, oil dilution is a problem for GDI engines. Oil dilution occurs owing to high-pressure fuel injection into the combustion chamber when the engine is cold. The chemical components of engine oil are currently developed to accommodate gasoline fuel; however, bio-alcohol mixtures have become a recent trend in fuel development. Bio-alcohol fuels are alternatives to fossil fuels that can reduce vehicle emissions levels and greenhouse gas pollution. Therefore, the chemical components of engine oil should be improved to accommodate bio-alcohol fuels. This study employs a 2.0 L turbo-gas direct injection (T-GDI) engine in an experiment that dilutes oil with fuel. The experiment utilizes a variety of fuels, including sub-octane gasoline fuel (E0) and a bio-alcohol fuel mixture (Ethanol E3~E7). The results show that the lowest amount of oil dilution occurs when using E3 fuel. Analyzing the diluted engine oil by measuring density and moisture with respect to kinematic viscosity shows that the lowest values of these parameters occur when testing E3 fuel. The reason is confirmed to influence the vapor pressure of the low concentration bio-alcohol-fuel mixture.