기관동력 및 연료․공기량측정

소개

기관동력 및 연료․공기량측정

목차

1. 서론 1

2. 이론 1

3. 실험장치 4
가. 실험엔진 4
나. 동력계 6
다. 전자저울 6
라. 공기유량계 6
마. 경사마노미터 10

4. 실험방법 11
가. 엔진가동 전 11
1) 기관상태 11
2) 동력계 및 주변장치 11
나. 실 험 12
다. 실험 후 12

5. 실험결과 및 고찰 13
가. 엔진 속도변화에 따른 제동동력, 제동토크 13
나. 마찰동력 13
다. 도시동력 13
라. 기계효율 16
마. 체적효율 16
바. Bmep, Imep 18
사. BSFC, ISFC 18
아. 제동열효율, 도시열효율 18

6. 결론 22

7. 참고문헌 23

본문내용

1. 서론

기관은 열에너지를 일로 변환하는 기계이다. 따라서 가장 기본적인 척도는 토크 및 회전속도와 이들에 의해 정해지는 축출력과 변환 효율을 대변하는 연료소비율이다. 그러나 기관은 가장 복잡한 종합기계의 하나로 말하고 있는 것과 같이 단순히 연비만으로 평가할 수 없다. 이 출력과 연비는 여러 가지 현상이나 성능 특성을 종합한 결과 이므로 그것을 파내려가지 않으면 기관의 참성능을 평가할 수 없고, 또 효율적인 개발도 불가능 하다.
따라서 본 실험은 기관의 특성을 이해하기 위해 기본적인 평가항목에 대해 실험을 통해 이해하고자 한다. 엔진 동력계를 사용하여 LPG엔진의 동력측정용으로 사용하고, 동력계 제어기에 부착되어있는 측정 장비들을 이용하여 엔진속도, 토크, 파워 및 엔진이 소모하는 연료․공기량을 측정하고자 한다. 엔진에서 소모되는 연료․공기량 및 엔진 속도와 토크 데이터를 이용하여 여러 가지 엔진성능들을 계산하고자 한다.







2. 이론

우선 실험에서는 동력계 제어기에 나타나는 기관변수인 기관 회전수, 토크, 파워 등을 측정할 것이다. 엄밀하게는 회전수와 토크를 측정하여 이들 값으로부터 파워를 계산하게 된다. 엔진의 토크는 어떻게 측정되는지 동력계 원리를 생각하면 된다.

Torque = P․R
P : Weight imbalance
R : Moment arm of the dynamometer

기관의 속도는 60개 치차기어를 사용하여 측정 가능하다. 이 측정장비는 기어에 의해 발생되는 주파수를 측정하게 된다. 전기전압으로 바뀌는 주파수는 전기신호를 주는 상태로 해석되어져 제어기에서 쉽게 값을 읽을 수 있다. 기관의 파워는 측정되어지는 속도와 토크값을 이용하여 계산된 값을 보여주게 된다. 이 계산에 사용되어지는 계산은



이때 파워의 단위는 Hp이고, N은 rpm, T는 lb-ft이다.

그리고 마찰동력은 제동동력과 경험식에 의해 구할 수 있다.

경험식

이런 값들은 기관의 제동마력과 도시마력, 마찰마력 등을 계산할 수 있다. 그리고 제동마력과 도시마력을 이용하여 기계효율을 구할 수 있다. 식은 아래와 같다.

참고자료

· 1) 김응서, 자동차 가솔린 기관, 세문사, pp. 95, 1999
· 2) John B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, pp. 49, 1988
· 3) 양희준 외 2명 공저, 신편 내연기관, 진영사, pp. 117, 1998
· 4) 김종철 외5 공저, 현대 내연기관, 배명사, pp. 116～117, 1996
· 5) 이성렬, 내연기관, 보성각, pp. 118, 2004
· 6) 김응서, 자동차 가솔린 기관, 세문사, pp. 118, 1999
· 7) 이영주, 홍성준, “흡기포트압력을 이용한 SI 엔진의 체적효율 및 토크 성능 분석,” 대한기계공학회논문집, 제16권, 제7호, pp. 1408～1418, 1992