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자동차 주행저항 개선방안 질문 응답

1. 서론우리의 현실은 산업 전반에 걸쳐 ‘고비용 저효율’ 구조이기 때문에 에너지 효율성이 턱 없이 떨어진다. 한국은 연구개발 및 전문 인력에 투자가 부족하고, 에너지 소비 증가율은 세계 최고수준이다. 이러한 한국에게 유가 급등은 그야말로 직격탄이다. 국제 유가가 천정부지로 뛰지만 국내 업계에서는 속수무책으로 보고만 있는 실정입니다. 그렇다면 에너지를 절약하는 것과 에너지의 효율을 높이는 것 두 가지를 생각해 볼 수 있는데 우리 공학도의 관심사는 에너지 효율 개선에 목표를 두고 있습니다. 현재 우리나라의 자동차 등록대수가 1600만대에 이루고 있고. 차량의 연비를 1%만 개선해도 국가적으로 큰 이익이 될 것으로 예상 하고 있습니다. 또한 연비 개선은 주행 저항을 줄이는 것과 직결 된다고 도 의미를 갖고 있습니다.2. 질문 응답.- 에코타이어 가격 : 12~13만원- 에코타이어는 어떤 것을 선택해야 하나 : 각각 사람마다 원하는 조건이 다르기 때문에 그 조건에 맞추어 사는 것이 바람직하다.- 자동차는 창문을 열고 가는 것이 연비가 좋나 닫는 것이 연비가 좋나 : 시속 80km이하에서는 창문 을 여는 것이 좋고 80km 이상 시에는 창문을 닫고 에어컨을 키는 것이 연비에 효율 적이다.- 투영면적 : 위에서 내려다본 면적- 요철 : 튀어나온 것과 움푹 들어간 것- 분력 힘의 성분 : 한 힘을 두 힘 이상으로 나누는 것- 강판로 : 급격한 경사- 관성 : 운동 상태를 유지하려는 힘- 유선형 구조 채 : 유체 속을 운동할 때 저항을 덜 받도록 만든 물체의 형상.

생활/환경| 2011.10.19| 1페이지| 1,000원| 조회(112)

에어컨, 응답, 질문, 타이어, 자동차 주행저항 개선

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자동차의 주행저항

자동차의 주행저항 개선방안 조장 : 양진영 발표자 : 손진원 조원 :2A: 전용빈 , 이석호 , 정소라 2B : 조준래 , 양진영 1A: 김현준 , 이승훈 , 임창현 , 황택호 1B: 김성진 , 백영훈 , 최우영목차 1. 서론 2. 본론 -(1) 이론적 배경 -(2) 주행 저항의 종류 -(3) 개선방안 3. 결론1. 서론 에너지를 절약 하는 것 한국 고비용 저 효율 구조 에너지의 효율을 높이는 것 연비 효율 개선 주행 저항 개선2. 본론 - 이론 적 배경 정의 : 주행저항이란 차량이 주행할 때 받는 저항을 말한다 . 구름저항 (Rolling Resistance) 등판저항 (Climbing Resistance 공기 저항 (Aerodynamic Resistance) 가속저항 (Acceleration Resistance) Total 주행저항구름 저항 (Rolling resistance, Rr ) 1. 타이어 접지부의 변형에 의해 발생하는 저항 2. 노면이 변형하기 때문에 발생하는 저항 3. 노면이 평활 하지 않는 경우에 생기는 저항 4. 타이어에서 발생하는 소음 등에 의한 손실 5. 베어링 등의 마찰에 의한 저항 바퀴가 수평노면을 굴러가는 경우 발생하는 저항으로 노면의 굴곡 , 타이어 접지부 변형 , 타이어와 노면의 마찰 손실에서 발생하며 바퀴에 걸리는 차량 하중을 말 한다 .공기저항 (Air resistance, Ra) - 자동차 공기저항은 압력저항이 주된 것 이지만 그 중 형상저항이 전체 60% 를 차지한다 형상 저항 : 차체형상에 의해 결정되며 전 투영면적 에 적용되는 풍압에 의해 크게 작용하는 것을 말한다 . 2. 유로저항 : 고속이 되면 차체를 들어 올리려는 힘이 발 생 하는데 이것을 유로저항이라 한다 . 3. 마찰 저항 : 공기의 점성 때문에 차체표면과 공기 사이 에 발생하는 저항을 말한다 . 4. 표면 저항 : 차체 표면에 있는 요철이나 돌기 등에 의해 발생하는 저항을 말한다 . 5. 내부저항 : 엔진 냉각 및 차량 실내 환기를 위해 들어오 는 공기 흐름에 의해 발생하는 것을 말한다 .등판저항 (Gradient resistance, Rg ) - 자동차가 경사면을 올라갈 때 차량 중량에 의해 경사 면에서 평행하게 작용하는 분력힘의 성분이다 . 2. 강판로 에서는 등판저항의 반대로 되며 구름저항이나 공기 저항 보다 등판저항의 절대치가 크게 되고 차량 속도도 빨라지게 된다 . 1. 경사면의 수직성분에 구름저항 계수를 곱한 것은 등판시 구름 저항계수가 되지만 그 수직 값이 일반적으로 작기 때문에 구름저항의 구배에 의한 것 은 무시하는 것이 보통이다 .가속저항 ( Acceleraion resistance, Ri ) - 자동차의 주행속도를 변화시키는데 필요한 힘을 가속저항 이라 하며 , 자동차의 관성을 이기는 힘이므로 관성저항 이라고도 할 수 있다 . 1. 차량 구동계 회전부의 회전 속도를 상승시키는 힘 2. 회전 부분을 삭제하고 차량의 가속 부분만 고려한 힘 회전부분 에 상당 중량은 차량 변속비에 따라 상이하고 저속시에 중요한 인자가 된다 .개선 방안 (1) - 공기저항 유선형 디자인 구조체를 차량 전면에 장착한다 . 장착 시 공기 저항이 감소하여 에너지 절약 및 엔진출력 효율성을 높이고 압력 판과 원형 공기 튜브의 내장 구성요소들은 차량 충돌 시 충격 에너지를 흡수하여 차량 탑승자와 차량을 보호한다 . 부가적으로는 탑승자에게 안전감 있는 주행성을 주어 일석 이조의 효과를 낼 수있다 . 매끄럽고 연속적인 표면이 필요하다 . 차량의 하부 또한 상부면 만큼이나 중요하여 하부코팅을 우선적으로 생각해 볼 수 있다 . 앞으로 더욱더 자동차 하부에 쓰이는 재료를 심도 있게 개발한다면 주행개선에 큰 도움을 줄 것으로 예상된다 . - 마찰항력개선 방안 (2) 압력항력을 줄이기 위해서는 부착유동을 가능한 한 뒤로 유지해야 하고 이는 예리한 코너 혹은 면이 없는 연속적인 표면윤곽을 갖는 것을 의미한다 . 항력을 감소시키기 위해서는 박리기포의 크기를 감소시키고 안정화시키는 것이 필요하다 . 가장 효율적인 안정화 방법중의 하나는 앞 스크린 헤더 레일에 편향기 혹은 유도판을 도입하는 것이다 . - 압력항력 - 항력- 구름 저항 개선 방안 (3) 공기압 증강 : 코너링 및 제동 성능이 저하되는 결점이 있지만 타이어의 공기압 을 높이는 것 만으로도 연비향상에 도움이 된다 . 에코타이어 장작 : 친환경 기술 적용되어 연비가 5.5% 향상 , 1 년 2 만㎞ 주행 기준 약 188.29㎏ 의 이산화탄소 발생량을 감소시킨다 . 타이어 하나를 바꾸는 것만으로도 연료를 절약하고 환경을 깨끗하게 만들 수 있는 셈이다3. 결론 1. 자동차를 유선형 디자인 구조체로 변형 2. 에코타이어 장작 , 타이어 공기압 증강 3. 한국이 에너지 효율에 개선해야 할 것 - 정부의 에너지 절약 켐페인 - 각 산업체의 에너지 효율 개선 - 참고문헌 - 1. 김항우 저 골든벨 출판사 타이어공학 2. 김상섭 저 진샘 미디어출판사 차량동역학감사합니다 .{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2011.10.19| 13페이지| 1,000원| 조회(398)

베어링, 공기저항, 표면저항, 자동차 주행저항 개선, 유로저항

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5조 논문(완본 판)

자동차의 주행저항 개선 방안how to improve running resistance양진영, 전용빈, 이석호, 손진원, 정소라, 조준래, 김현준,이승훈, 임창현, 황택호, 김성진, 백영훈, 최우영Yang Jinyeong, Jeon Yongbin, Lee Seokho, Son Jinwon, Jeong Sora, Joe Junrae, Kim Hyeonjun,Lee Seunghun, Yim Changhyeon, Hwang Taekho, Kim Seongjin, Back Yeonghun, Choe UyeongAbstract본 논문에서는 자동차 주행저항에 대한 개선 및 방안에 대해 알아본다. 주행저항의 대표적인 4가지를 파악한다. 첫 번째는 바퀴가 수평노면을 굴러가는 경우 발생하는 저항인 구름저항, 자동차의 주행을 방해하는 공기의 저항로서 대부분 압력저항인 공기저항, 자동차가 경사면을 올라갈 때 차량 중량에 의한 저항인 등판저항, 자동차의 주행속도를 변화시키는데 필요한 힘을 가속저항에 대해 파악한다. 이에 대해 주행저항 개선 방안을 조사한다.키워드 : 자동차, 주행저항, 개선, 방안Keyword : Car, Running Resistance, Improvement, Measures1. 서론우리의 현실은 산업 전반에 걸쳐 ‘고비용 저효율’ 구조이기 때문에 에너지 효율성이 턱 없이 떨어진다. 한국은 연구개발 및 전문 인력에 투자가 부족하고, 에너지 소비 증가율은 세계 최고수준이다. 이러한 한국에게 유가 급등은 그야말로 직격탄이다. 국제 유가가 천정부지로 뛰지만 국내 업계에서는 속수무책으로 보고만 있는 실정입니다.그렇다면 에너지를 절약하는 것과 에너지의 효율을 높이는 것 두 가지를 생각해 볼 수 있는데 우리 공학도의 관심사는 에너지 효율 개선에 목표를 두고 있습니다. 현재 우리나라의 자동차 등록대수가 1600만대에 이루고 있고. 차량의 연비를 1%만 개선해도 국가적으로 큰 이익이 될 것으로 예상 하고 있습니다. 또한 연비 개선은 주행 저항을 줄이는 것과 직결 된다고 도 의미를 갖고 있습니다.2. 본론2-1. 정의주행저항이란 차량이 주행할 때 받는 저항을 말한다.Total 주행저항은 공기저항, 구름저항, 등판저항, 관성저항의 합으로 나타낸다.2-2. 범위설정공기 저항력은 F= 0.5*C*A**V으로 표현되는데, 이중에서 전면투영면적 A와, 항력계수만이 우리가 개선 할 수 있는 영역이라 하겠다.2) 주행저항의 종류주행저항종류 : 차량 주행을 방해하는 측으로 작용하는 힘의 총칭으로서 구름저항, 공기저항, 등판저항, 가속저항의 4가지로 구성된다. 자동차의 운동 중 저항의 대표적인 것은 바람의 저항이다.바람의 저항은 속도의 제곱에 비례하게 된다. 따라서 고속을 달리기 위해서 스포츠카는 내부 거주 공간을 희생해 가면서 납작하고 유선형을 선택하게 된다. 버스와 같이 뭉뚝한 형태로는 빨리 달릴 수 없다.차량이 주행 할 때는 반드시 저항을 받게 되어 있는데 이것을 주행저항 (Running resistance)이라고 하며 이 저항이 커지면 큰 출력이 필요하고 반대로 저항이 적으면 작은 출력으로도 주행이 가능하게 된다.주행저항(Fresist) = Froll + Faero + Fclimb + FaccFroll : 구름저항 (Rolling Resistance)Faero : 공기저항 (Aerodynamic Resistance)Fclimb : 등판저항 (Climbing Resistance)Facc : 가속저항 (Acceleration Resistance)■ 구름저항(Rolling resistance, Rr)바퀴가 수평노면을 굴러가는 경우 발생하는 저항으로 노면의 굴곡, 타이어 접지부 변형, 타이어와 노면의 마찰 손실에서 발생하며 바퀴에 걸리는 차량 하중에 비례한다.□ 바퀴가 수평노면을 전동하는 경우 발생하는 저항과 에너지 손실에 의한 것으로 다음과 같은 저항 및 손실로 표현된다.- 타이어 접지부의 변형에 의해 발생하는 저항- 노면이 변형하기 때문에 발생하는 저항- 노면이 평활하지 않는 경우에 생기는 저항- 타이어에서 발생하는 소음 등에 의한 손실- 베어링 등의 마찰에 의한 저항□ 구름저항은 여러 가지 원인에 의해 발생하기 때문에 바퀴에 걸리는 하중, 노면 상태 및 주행속도에 따라 변하지만 일반적으로 하중에 비례하여 속도에 영향은 받지 않는다고 본다.□ 구름저항 계수가 타이어의 공기압에 의해 변하는 것은 공기압이 낮을수록 타이어 변형이 커지고, 타이어 변형이 커지면 전동할 때의 변형과 복원에 의한 에너지 손실이 커진다. 또한 접지부에 있어서 타이어가 노면에서 미끄러지기 때문에 마찰에 의한 손실이 커지며 구름저항 계수는 타이어가 새것, 타어어 내압이 작을 때, 차속이 증가할 때 크게 된다. 고속이 되면 급격히 증가 되어 스탠팅 웨이브가 발생한다.■ 공기저항(Air resistance, Ra)자동차의 주행을 방해하는 공기의 저항로서 대부분 압력저항이며, 차체의 형상에 따라 기류의 박리에 의해 발생하는 맴돌이 형상 저항과 자동차가 양력에 의한 유도저항이다. 공기저항은 자동차의 투영면적과 주행속도의 곱에 비례한다.자동차 공기저항은 압력저항이 주된 것이지만 그 중 형상저항이 전체의 60%를 차지한다□ 형상 저항 : 차체형상에 의해 결정되며 전 투영면적에 적용되는 풍압이 의해 크게 작용한다.□ 유로저항 : 고속이 되면 차체를 들어 올리려는 힘이 발생한다.□ 마찰 저항 : 공기의 점성 때문에 차체표면과 공기 사이에 발생한다.□ 표면 저항 : 차체 표면에 있는 요철이나 돌기 등에 의해 발생한다.□ 내부저항 : 엔진 냉각 및 차량 실내 환기를 위해 들어오는 공기 흐름에 발생한다.■ 등판저항(Gradient resistance, Rg)자동차가 경사면을 올라갈 때 차량 중량에 의해 경사면에 평행하게 작용하는 분력힘의 성분이다. 경사각을 경사면 구배율 %로 표시하면 된다.경사면의 수직성분 W * COS θ 에 구름저항 계수 μr 을 곱한 것은 등판시 구름 저항 계수가 되지만 그 수직값이 일반적으로 작기 때문에 구름저항의 구배에 의한 무시하는 것이 보통이다.강판로에서는 등판저항을 반대로 되며 구름저항이나 공기 저항 보다 등판저항의 절대치가 크게 되면 차량 속도도 빨라지게 된다.■ 가속저항 ( Acceleraion resistance, Ri)`자동차의 주행속도를 변화시키는데 필요한 힘을 가속저항이라 하며, 자동차의 관성을 이기는 힘이므로 "관성저항" 이라고도 할 수 있다.□ 차량 구동계 회전부의 회전 속도를 상승시키는 힘□ 회전 부분을 삭제한 차량의 가속 부분만 고려한 힘회전부분 상당 중량은 차량 변속비에 따라 상이하고 저속시에 중요한 인자가 된다.■ 전주행 저항 ( Total running resistance, Rt)자동차의 주행저항은 주행 조건에 따라 여러 가지 상태로 나타 낼 수 있으며 구분된다.3. 개선 방안3-1. 공기저항최근에는 공기저항에 관련된 특허도 심심찮게 나오고 있다. 하나의 예로, 엔진 구조물 미 돌출된 차량 앞면부에 공기 저항 저감 및 충격 에너지 흡수 장치가 있는 구조체에 관련한 것이 있다. 그 고안에 따르면, 유선형 디자인 구조체를 차량 전면에 장착함으로서, 이에 따라 공기 저항이 감소하여 에너지 절약 및 엔진출력 효율성을 높일 수 있으며, 구조체 내부에 들어있는 압력판과 원형 공기 튜브의 내장 구성요소들은 차량 충돌 시 충격 에너지를 흡수함으로서, 차량 탑승자와 차량을 보호할 수 있다고 한다. 이러한 안전장치는 탑승자에게 주행 중 안전감을 제공하여주며, 공기 저항 저감 및 충격 에너지 흡수 구조체라고 한다.3-1-1. 마찰항력낮은 표면 마찰항력은 갑작스러운 방향 변화와 갭이 없고, 파생 혹은 표면 마찰항력이 없는 매끄럽고 연속적인 표면이 필요하다. 차량의 하부는 보이는 상부면 만큼이나 중요하다. 제조 공정에 자동차 하부 코팅을 집어넣는 것을 우선적으로 생각 해 볼 수 있겠다. 혹은 자동차 하부에 쓰이는 재료를 심도 있게 개발하는 것도 좋을 것이다.3-1-2. 압력항력압력항력을 줄이기 위해서는 부착유동을 가능한 한 뒤로 유지해야 하며, 이는 예리한 코너 혹은 면이 없는 연속적인 표면윤곽을 갖는 것을 의미한다. 또한 압력이 가능한 한 차량의 후미 쪽에서 상승해야 하며, 이는 티어드롭 형태에서와 같이 측 단면적이 후미 쪽으로 점진적으로 감소된다는 의미이다. 강한 역압력 구배에 의한 박리를 막기 위해서는 점진적인 감소가 필요하다.3-1-3. 항력항력을 감소시키기 위해서는 박리기포의 크기를 감소시키고 안정화시키는 것이 필요하며, 재부착을 촉진시켜야 한다. 가장 효율적인 안정화 방법 중의 하나는 앞 스크린 헤더 레일에 편향기 혹은 유도판을 도입하는 것이다. 실험 연구를 통해 이러한 판에 유동이 부착되고 전단층을 잡아당기면, 박리기포의 크기를 감소시키며 뒤에서 재부착하는 것을 도와주는 것을 알 수 있다. 편향기판은 오픈 카의 중요한 요건인 선바이저처럼 편하게 2중으로 할 수 있으며, 여기서 운전자의 눈이 종종 직접 태양에 노출된다.3-3 구름저항자동차는 타이어와 지면의 마찰력을 통해 움직이게 된다. 이 때 구름 저항이 발생하는데 이 구름저항을 줄여주는 실리카 등의 첨단소재를 사용한 타이어들이 나와 있다. 엔진유효출력의 30%정도는, 타이어에서 구름저항으로서 소비된다. 타이어에서의 에너지손실은, 타이어 자체의 공기저항, 타이어와 노면간의 슬립, 타이어 변형에 의한 히스테리시스의 3가지로 구분되고, 특히 히스테리시스 손실이 커서, 타이어의 재질, 온도, 차속, 하중, 노면상태 등에 따라 다르다. 래디얼 타이어는 구름저항계수가 바이어스 타이어에 비해 약 30% 낮기 때문에 수 퍼센트의 연비개선효과가 있고, 코너링 성능과 내마모성이 우수하기 때문에, 장착율이 매년 증가하고 있다고 한다. 또한 구름 저항은 타이어의 공기압을 높이는 것만으로도 줄일 수 있다. 그러나 타이어의 구름저항의 개선은 타이어에 요구되는 다른 성능(조종성, 안정성, 진동승차감 등)과의 밸런스를 생각할 때 거의 포화에 가까운 것으로 생각된다.

학위논문| 2011.10.19| 4페이지| 3,000원| 조회(278)

자동차, 방안, 개선, 공기저항, 자동차 주행저항 개선, 주행저항, 구름저항

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