1)과제번호2)특화지역울산3)분류번호S-4-34)기술분류Code100703지역산업기술개발사업계획서[지역연계기술개발사업]5)과 제 명선박용 중속엔진 전자제어식 연료분사밸브 국산화6)주관기관기 관 명두도중공업주식회사사업자등록번호606-81-97258주 소(689-896) 울산광역시 울주군 온산읍 화산리 1281-3번지유 형중소기업(○), 중견기업( ), 대기업( )7)총괄책임자성 명차 지 욱생년월일1971년 4월 28일부 서기업부설연구소전 화(본사)052-238-3237(직통)051-639-9975직 위연구소장F A X051-639-9976E-mailchajiuk2002@paran.com휴대전화010-5335-01788)총개발기간2009. 4. 1 ~ 2011. 3. 31 ( 24개월)9)연차별사업비(천원)구 분1차년도2차년도계정부출연금200,000200,000400,000민 간부담금현금26,70026,70053,400현물40,00040,00080,000합 계266,700266,700533,40010)참여기업기 관 명책임자전 화유 형두도중공업주식회사차 지 욱051-639-9975중소기업11)위탁기관(재)한국조선기자재연구원차 지 협051-400-5041연구소12)실무담당자성 명이 종 승전 화051-639-9975부서/직위기업부설연구소/기술이사휴대전화010-5341-566613)보안등급보안과제( ), 일반과제(○)지역산업진흥사업공통운영요령 및 지침의 규정에 따라 기술개발사업을 성실히 수행하고자 지역산업기술개발사업계획서를 제출합니다. 아울러 심의과정에서의 채무불이행등 신용조회를 동의합니다.2009년 2월 23일총괄책임자: 차 지 욱 (인)주관기관장: 두도중공업 대표이사 최 훈 승 (직인)지식경제부장관 귀하목 차1. 기술개발의 필요성1-1. 개발 대상 기술?제품의 개요1-2. 개발 대상 기술?제품의 중요성과 파급효과2. 관련 현황2-1. 국내?외 기술 현황2-2. 국내?외 시장 현황2-3. 국내?외 경쟁업체 현황2-4. 국내?외 지식재산권 현황2-5. 매출 등 사업화 계전자제어엔진용 또는 이중연료엔진용 연료분사시스템으로 기술적 발전이 가속화되고 있는데 국내의 기술은 제자리 걸음을 하고 있어 하루빨리 기존 기계식 장치의 성능향상과 전자제어엔진용 부품개발이 절실함본 과제를 제안한 두도중공업은 수년 전부터 자동차 및 선박 디젤엔진 연료분사시스템 개발 및 생산 경험이 있는 기술진을 구축하여 (재)한국조선기자재연구원과 기획 및 개발에 대한 산ㆍ연 협력을 일찍이 시작하였고 기존의 기계식 연료분사시스템(밸브, 펌프 및 고압파이프)에 대한 설계를 완료하고 생산 단계에 착수한 상태 임(2) 국외 기술 동향 및 수준엔진제작 및 설계의 License를 보유한 국외 기업인 MAN Diesel SE와 Wartsila는 전세계 엔진메이커에서 생산하는 모든 엔진에 L-ORANGE(독일) 및 NICO(일본)의 제품을 채택하고 있음, 또한 해외의 유수한 선박의 Owner들조차 엔진의 가장 중요한 연료분사시스템의 중요성에 따라 엔진메이커 보증 제품 이외의 한국, 중국, 터키에서 생산되는 제품의 사용은 고려하고 있지 않음그러나 대체품으로 사용되는 국외의 연료분사시스템 생산기업은 향후 엔진시장의 변화에 대응하기 위해 전자제어식(커먼레일 방식) 및 이중연료엔진 연료분사시스템 개발 착수 또는 완료하여 시장에 선보이고 있음(2007년 독일 SMM 조선박람회)2-2. 국내?외 시장 현황(1) 국내?외 시장 규모 및 수출?입 현황(단위 : 백만원)년도(2008년)현재년도( 2010년)개발 종료후 1년(2013년)개발 종료후 3년세계 시장 규모22,30030,00050,000한국 시장 규모7,0008,00010,000년도(2006년)2년 전(2007년)1년 전(2008년)현재년도수출 규모000수입 규모5,0005,5007,000* 산출 근거 : 1. 현대중공업, STX ,HSD 2005년 수출, 판매실적 근거 및 한국조선기자재협동조합(박용엔진 세계시장 점유율 한국:40%, 일본:32.5%, 유럽:15.5%, 중국:12.2% )2. 년간 엔진 조립 수량 : 780 SETS펌프를 엔진메이커의 국산화 제품 성능평가 프로젝트에 참여하여 검증을 받을 계획임또한 한국내연기관협의회를 통하여 지속적인 제품 홍보, 전자제어엔진 및 이중연료엔진 연료분사장치 연구회 등을 구성하여 국산화 및 사업화를 시도함- 자동차 분야 연료분사시스템의 우수성 적용국내 연료분사 밸브 및 펌프 생산기업은 그 성능에 대한 검증을 엔진메이커로부터 받지 못하는 것은 체계화된 생산시설과 비파괴검사 시설 등 자동차 분야의 우수기술을 도입하지 못한데에 있다고 판단하여 자동차 분야의 연료분사시스템의 생산기술과 검증 시스템을 적극 도입할 예정이고 이를 전자제어엔진에도 적용할 계획임○ 본 기술제품의 수입대체효과, 수출증대효과, 수입단가인하효과 등국내에서 커먼레일 연료분사밸브를 국산화할 경우, 기존 국외 선진제품의 단가에 대비하여 약 70% 정도의 수준으로 가격이 형성될 것으로 산정하고 있으며, 이 경우 해운선사부터 적극적으로 수용할 가능성이 높아지고 이어서 엔진메이커도 엔진 생산단가의 노력의 일환으로 검토 및 수용의 가능성이 높아질 것으로 기대함. 따라서 해외제품의 수입단가의 현실성 있는 가격 형성도 기대할 수 있음○ 본 기술제품의 원가절감 효과기술개발을 통한 제품은 설계인력의 운용, 생산 설비의 자동화와 비파괴 검사의 일련의 자동화로 상당부분 절감 할 수 있을 것으로 판단되며 추가적인 연구 및 성능개선 그리고 시제품 시험은 위탁기관을 통하여 추진할 계획임○ 본 기술제품의 신규시장 창출가능성 및 신규시장 정의 등이미 본 기술제품의 신규시장은 빠르게 성장하고 있고 이에 국내기술이 적극적으로 대응하여야 하는 상황임, 그러나 기계식 및 커먼레일 연료분사시스템은 수년 간 공존할 것으로 판단되기 때문에 기존 제품의 성능개선 및 검증 그리고 새로운 신규시장인 전자제어엔진 연료분사시스템 시장공략을 위하여 지속적 연구개발 추진이 필요함3. 기술개발의 목표 및 내용3-1. 최종목표 및 평가방법(1) 최종목표○ 중속 MAN B&W 32/40CR ENGINE 적용 L-ORANGE 4000 SERIE 기 업(수행기간:09.04.01~11.03.30)위탁기관(수행기간:09.04.01~11.03.30)부설연구소조선기자재연구원참 여 연 구 원참 여 연 구 원5 명위탁책임자(차지협)외3 명담당기술내용담당기술내용밸브형상, 가공금형개발,ELECTRICALSOLENOID 개발구조 및 유동 해석,유동 가시화,시제품 Test,내구성 시험3-4. 위탁과제 계획과제명선박용 중속엔진 전자제어식 연료분사밸브 국산화연구책임자사업자등록번호 : 602-82-06034 소속기관 : (재)한국조선기자재연구원부서 : 기계환경연구본부 기관기계팀직위(급) : 팀장 성명 : 차지협 주민등록번호 : *************연구기간2009. 4.~ 2011. 3연구개발비30,000(천원)필요성국내 기업의 전 세계 선박용 디젤엔진의 시장 점유율은 40%에 이르고 있으나 디젤엔진 가격의 15%를 차지하는 연료분사시스템은 국산화 되어있지 않아 부가가치의 해외유출이 큰 품목으로 반드시 개발되어야 할 것으로 판단되며 향후 디젤엔진은 환경친화적이고 에너지 효율이 높게 설계, 제작되고 있는 가운데 전자제어엔진의 연료분사시스템의 개발은 가장 근접한 기술이라고 할 수 있고, 이러한 시스템을 구성하는 가장 중요한 요소인 커먼레일 연료분사밸브는 국내의 기술로 개발되어 엔진메이커의 부가가치 상승을 가속화 하여야 함목표 및 내용커먼레일 연료분사밸브 시스템의 시제품 Test 및 내구성 시험1. 커먼레일 시스템의 국외 특허보유 및 선진 기업의 시험방법 및 절차 자료조사2. 엔진메이커가 수용할 수 있는 Test Bench 구성 및 Loop 구축3. 시제품의 Test(분사량, 분사압력)4. 시제품의 내구성 시험(위탁기관 보유 연료분사밸브 신뢰성 수명시험기 활용)수행방법기술개발 수행방법1. 국내외 주요논문 및 선진제품의 특허 분석2. 운동역학 및 Operating Condition분석3. 구조해석 및 유동해석을 통한 사전 검증 수행3. 시험 장비 및 방법 조사 및 도출4. PIV(유동가시화) 수행 - 주관기업의 시험결과 피드백반드시 참조하여 작성? 정부출연금 계상 방법은 먼저 ‘비목별 소요 명세’를 계상하여 ‘비목별 총괄’(현금, 현물)을 구한 후, 연차별 사업비 총합계에서 민간 부담 현금을 공제한 현금 잔액임[예시] 총사업비가 4억이고, 정부출연금 비율이 75%일 때 정부출연금은 3억, 민간부담금은 1억원이 되며, 민간부담금 현금은 1억원 중 10%인 1천만원이고, 나머지 9천만원은 민간부담금 현물이 됨? 기업이 참여하는 과제의 연차별 민간부담금 중 현금부담비율- 중소기업이 주관기관인 경우 또는 참여기업 중 중소기업 수의 비율이 2/3 이상인 경우 : 민간부담금의 10% 이상- 그 밖의 경우 : 민간부담금의 20% 이상? 민간부담금 현물은 주관기관, 참여기업의 모든 현물(인건비, 직접비)을 의미함? 위탁기관의 경우 민간부담금 부담을 인정하지 않음? 기술개발사업비를 계상함에 있어서 천원 미만의 금액은 절사하여야 함? 연차별 비목별 총괄표(8-1항, 9-1항)에 의거하여 작성? 뒤편의 사업비 계상(비목별 소요 명세) 작성시에는 별첨의 “사업비 비목별 사용 용도 및 계상 기준”과 “사업비 산정, 관리 및 사용, 정산에 관한 요령”을 필히 참조하여 작성할 것.8. 1차년도 사업비 비목별 세부내역8-1. 1차년도 비목별 총괄(단위 : 천원)비 목현 금현 물계구성비(%)1. 인건비1.1 내부인건비1.2 외부인건비2. 직접비2.1 연구시설?장비 및 재료비2.2 연구활동비2.3 연구수당3. 간접비4. 위탁연구개발비-합 계100%작성 요령? 상기 비목별 총괄은 수행기관 전체의 비목별 소요 예산 합계임? 사업비 표기 시 천원 이하는 절사? 8-2, 8-3, 8-4를 먼저 계상한 후, 상기의 ‘비목별 총괄표’를 작성할 것8-2. 1차년도 비목별 소요명세(주관기관용)(1) 1차년도 세부 비목별 총괄(단위 : 천원)비 목현 금현 물계구성비(%)1. 인건비1.1 내부인건비40,00040,0001.2 외부인건비2. 직접비2.1 연구시설?장비 및 재료비197,000197,0002.2 연구활동비2.3 연구수당 계
..PAGE:1지역산업 기술개발 사업계획서[지역연계 기술개발사업]과 제 명 : 선박용 중속 엔진 전자제어식연료분사밸브 국산화기간 : 2009. 4. 1∼2011. 3. 31 (24개월)주관기관 : 두도 중공업 주식회사위탁기관 : 한국조선기자재 연구원..PAGE:2회사연혁2001 년 3월 ㈜한영엠피텍 설립2006 년 5월 두산 중공업 협력업체 등록2006 년 7월 ㈜두산 엔진 협력업체 등록2006 년 7월 부산항만공사 협력업체 등록2006 년 8월 신선대 부두 협력업체 등록2006 년10월 ㈜창원특수강 협력업체 등록2007 년 9월 ㈜현대 미포 조선 협력업체 등록2008 년 3월 두도중공업 주식회사로 상호변경2008 년 1월 벤처기업 등록2008 년 5월 KSA/ISO9001:2000ISO 9091 및 인증서 획득..PAGE:3목 차개발제품의 개요기술의 중요성과 파급효과국내/선진 기술 현황제품개발 목표 및 내용개발방법수행 주체 별 역할종합 추진계획서기대효과..PAGE:4선박용 중속 엔진에 있어서의Common Rail Injection Valve▶ Common Rail의 일정한 고압의 연료가 ECU의 펄스신호에 의해 분사시기, 분사량이정해지는 독립분사방식의 연료분사 밸브.▶ Cam Shaft ( Plunger Pump 에 의해 고압의 연료를Injection Valve까지 전달하여 분사하는 기계식 방식)에 의한 불규칙적 연비 및 이상분사 현상 등의 확실하지않은 복합적인 문제점을 개선한 차세대 전자 제어 식연료분사밸브.* 엔진유해 배기가스를 최고 55%까지줄일 수 있는 장점의 기능 핵심 부품1. 개발대상 제품의 개요..PAGE:5▶ Common Rail Injection ValveAssembly 내부 중요 구성 부품Injection Body - Out CasingElectrical Part - Solenoid 外 전기부품Control Valve - 작동 PlungerPiston rod - Needle Lift 제어Injector needle - Solenoid에 의한 연소를 추구할 수 있습니다.또한 파이롯트 분사하면 배기가스와 소음을 더욱 [커먼레일 시스템 개요]저감할 수 있으며, 연료분사 곡선은 유압제어로 노즐 니들에 의해 조절되므로 분사종료시까지 신속하게 조절 가능하게 되었습니다. 결국 커먼 레일 시스템으로 인해 디젤엔진은 획기적으로 배기가스를 저감하고, 연비를 향상시키는 것이 가능해졌다고 볼 수 있습니다.2. 시스템 구성고압 공급펌프에서 연료를 압송하여 커먼 레일에 연료를 채우고, 커먼레일 내의 압력은 압력 센서로 감지되고, 엔진 회전수와 부하에 따라 설정된 값으로 제어됩니다.커먼 레일내의 압력은 파이프를 통해 인젝터에 공급되고, 3-웨이 밸브(Three way valve)에 보내지는 펄스에 따라 분사량, 분사율, 분사시기가 제어됩니다.고압 공급 펌프(High pressure feed pump)고압의 연료를 커먼 레일에 공급하는 기능이며,구동방식은 기존 인라인 인젝션 펌프와 동일합니다. 멀티 액션 캠( Multi- action cam)을 도입하여 펌프 기통수를 줄였습니다.예로서 6기통 엔진에 3산 캠을 2 기통 펌프 적용으로 가능합니다. 펌프 효율 향상 및 고압 연료 폐기의 손실방지를 위하여 토출량 제어방식을 채택하였다. 구동토크는 일반적인 디젤엔진보다 저속에서 토크 50% 향상 및 출력 25%의 증가를 얻어낼 [시스템 구성도]수 있습니다.[위로]연료 레일(Fuel Rail)고압 공급 펌프로부터 공급되는 고압의 연료를 저장하고, 인젝터로 매회 분사되는 양만큼의 연료를 보내주는 기능을 합니다. 역류 방지를 위한 첵밸브 및 고압 센서가 부착되어 있고, 레일 안의 연료압력은 전자석식 압력 조절밸브에 의해 조정되고, 연료 압력은 항상 압력센서에 의해 모니터링 되고, 연속적으로 엔진에서 요구하는 조건에 따라 조절하게 됩니다.인젝터커먼레일로부터 공급되는 연료를 ECU 로부터 보내진 신호에따라 노즐을 통해 분사하는 기능입니다.ECU에서 보내지는 펄스 신호는 니들의 리프트를 제어하며, 펄스시기에 의해 분사시기가 정해지고, 펄스 폭ntrol valve) 구동시기 (tf) 계산은 Pfin을 실현하기 위하여 고압공급펌프의펌프 컨트롤 밸브를 제어 구동 펄스의 시작 시간을 결정합니다. 고압 공급펌프에 의한 연료 공급은인젝터에서의 분사시기와 거의 일치하므로 연료소비와 공급이 균형을 이루고, 고압 연료의방출과 손실이 줄어듭니다.4. 커먼 레일 방식의 특성제어의 자유도 큼 : 엔진회전수에 관계없이 분사압,분사량, 분사율, 분사시기를 전부 독립적으로 제어가가능합니다.중량 및 구동토크 저감 : 기존 인 라인(In-line) 방식의 인젝션 펌프에 비하여약 1/2-1/3의 중량이며 고압연 료의 손실을 줄임으로써 구동토크를 저감 할 수 있습 니다.기존 엔진에 적용 용이 : 인젝터 및 고압 공급펌프 등을 기존 엔진에 큰 변경없이 교체가 가능합니다.먼저 커먼레일에 대해 간단히 설명드리면...커먼레일은 연료분사시스템의 한 종류입니다.common rail 이라는 말에서 알 수 있듯이 공용화된 하나의 레일을 통해서연료가 공급되어 실린더 내로 직 분사됩니다..PAGE:8.*커먼레일 방식의 연료분사과정을 살펴보면 High Pressure Pump에 의하여커먼레일에 고압으로 형성된 연료가 ECU의 펄스신호에 따라 연료분사밸브를통해 분사하는 방식으로 기존엔진이 Governor(조속기)라는 장치에 의해 엔진부하에 따른 연료공급을 기계적으로 제어하는 것과 달리 전자적으로 제어 함에따라 저부하 영역에서도 정밀한 공급이 가능한 첨단 방식임.FUEL INJECTION VALVE..PAGE:9*-엔진유해 배기가스 최고 55%연료 소모량을 줄일 수 있는커먼레일 전자제어 방식의 연료분사장치 적용기술임.▶ 경제, 산업적 측면-선진국의 원천기술력 확보와탄탄한 기술력을 바탕으로 한고부가가치 제품의 개발이필요함.▶ 기술적 측면*선진사의 기술종속정책에 효과적으로대처할 수 있음.*조선 산업의 국제경쟁력 확보됨.*고수익성과 고부가가치를 창출할 수있음.개발, 확보했을 경우..PAGE:10**친 환경 부품개발에 의한 엔진유해배기가스 55%절감*기관의 속e 직경 : 0.33× 10HoleClearance : 0.005~0.008[mm]Needle 동심도 및 흔들림 : 2 ㎛ 이하경도 : H r C 60~62▷ Injection valve (solenoid): 응답속도 at 120Mpa 0.4ms..PAGE:18*평가항목단위전체에서비중(%)세계최고수준(보유기업/국가)(독일/L-orange)연구개발전국내수준(성능)개발 목표치평가방법1년차2년차원재료㎏10%SKH51SKH51노즐수명시간35%60*************0KS R3042핵심부품진원도㎛5%2221-동심도㎛5%2222-흔들림㎛5%2521-가공부품경도HRC5%61~6360~626161-인젝터응답속도ms20%At 120Mpa 에 서 0.4ms이하---KS R1128분사압력bar15%1400---KS R3042..PAGE:19*전자 제어식 연료분사밸브선진제품 기술동향 및SAMPLE 등 자료수집1차년도2차년도PIV해석 및 FEM해석을 통한Body part 설계수행비교 TEST 수행개선안 적용ECU에 의한 정밀측정SOLENOID V/V 설계 및 제작온도상승 TESTTEST 결과에 의한설계수정 및 검증수행제품성능 TEST 및 신뢰성평가선진제품 역설계및 설계인자 도출관련 TOOL 준비및 개발..PAGE:20*▶ 具體的인 推進內容주관기관위탁기관비고1차년도금형 제작 및 TOOL 개발1. BOBBIN사출금형2. SOLENOID MOLD금형3. COIL BRACKET 금형4. 설비 및 가공 TOOL 개발.Valve body part 시제품 제작PIV 해석을 통한 밸브부의 분사특성에 대한 검토FEM 해석을 통한 밸브부의 요구강도 및 개념설계 수행비교평가 및 내구수명 평가를 위한시험설비의 구축사용환경조건을 고려한 시험평가를 위한 시험방법의 개발 수행-Part 별 규격검사 항목의 제시-성능시험방법 제시-사용 환경적 인자를 고려한내 환경시험 방법의 제시-실제 구동조건에 적합한 내구수명시험방법의 제시Injection bodyControl valvePiston rodInjector ne트만7~8억 5%CAM TYPE V/VMAN B & W독일100억 80~90%-미 개발 ZEROCOMMON RAIL V/VL-ORANGE(독일)DUAP(스위스)100억 80~90%년도2**************************02011전자제어 엔진연료분사장치(비율)--50(10%)98(20%)144(30%)185(40%)218(50%)240(50%)(단위:백만 불)▶ 연도별 국내 수요 현황* 상기 표와 산출은 2008년 중소기업청 선박용 디젤엔진 기술개발 로드 맵 자료 인용국내 환율적용 1$당 1000원 적용..PAGE:26*구 분(2011년)개발종료후 1년(2012년)개발종료후 2년(2013년)개발종료후 3년국내시장점유율(%)103050판매량(단위: EA )5001,5003,000판매단가(원)650,000600,000500,000국내매출액(백만원)3259001,500해외시장점유율(%)103050판매량(단위: EA )1,0003,0005,000판매단가($)430430430해외매출액(백만$)430,0001,200,0001,600,000당사 생산능력1) (단위 EA)1,0003,0005,000..PAGE:27*구분개발 전개발 후2011년2012년2013년판매량(EA)01,0003,0005,000수출액(70%)04501,2601,750매출액06501,8002,500수입대체04501,2601,750(백 만원)8. 경제적 파급효과..PAGE:28Your Topic Goes HereYour subtopic goes here감사합니다...PAGE:29Your Topic Goes HereYour subtopic goes here..PAGE:30*< 특 징 >일반적인 코팅과는 달리 single-pass 진공상태로 180 ~ 350 °C의 온도에서 형성되는 DLC 코팅은 금속표면에 강한 탄소 코팅지탱으로 충분한 표면 경도를 제공해 주므로 대상부품의 피로 및 내식성내구성이 향상되어 수명시간을 연장시켜 준다.엔진 부품 (연료 분사 장치, 밸브 장치, 피스톤 조립 부품 등)펌프연소와