배기열 회수장치를 이용한 엔진의 웜-업 성능에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

엔진이 웜업이 되기 전까지는 윤활유 등의 온도가 정상작동하기 이전이기 때문에 점도가 높은 상태이다. 그로 인해 차량의 연비는 엔진이 웜업되기 전까지는 낮은 연비를 가질 수밖에 없다. 이 문제를 해결하는 방법의 하나로 엔진 구동계의 웝업을 촉진시키기 위하여 배기가스의 열을 이용하는 것이 있다. 배기계에 열교환기를 두고 배기가스가 가진 열에너지를 흡수하여 엔진의 웝업을 빨리 시킴으로 엔진의 효율을 높이고 연비의 향상을 도모하는 것이다.
배기열의 열에너지 회수에 있어 성능변수가 되는 것이 배기가스 유량, 냉각수 유량, 배기가스 온도, 냉각수 온도, 배기가스 배압, 냉각수 배압 등이 있다. 배기가스 온도, 냉각수 온도의 경우에는 임의로 결정할 수 있는 변수가 아니다. 위 변수들은 엔진의 상황에 따라서 유기적으로 변동되는 사항이기 때문에 임의로 결정할 수 없기 때문에 열교환기 형상의 변경을 통해 배기가스와 냉각수의 배압을 변수로 하여 배압에 따른 유량(유속)의 변화를 유도하여 열교환기의 성능을 확인하였다.
배기열 회수장치의 성능을 평가하는 것은 두 가지 방법을 통하여 확인할 수 있다. 첫 번째는 엔진초기시동부터 웜업 완료시간까지의 시간을 측정하여 웜업시간의 단축을 보는 방법이다. 두 번째는 엔진 정속시 배기가스 열 교환량과 냉각수 열 교환량을 확인하여 열 교환 성능을 확인하는 방법이다. 성능평가는 상용가솔린엔진 을 이용하여 진행하였으며 앞서 설명한 두 가지 방법을 통하여 배기열 회수장치의 성능을 평가하였다. 배기가스의 유량, 온도를 제어하기 위하여 idle, 2000rpm과 같이 정속으로 시험을 진행하였다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서론
• 2. 배기열 전달 이론
• 3. 실험장치 및 실험방법
• 4. 실험 결과
• 5. 결론
• References