제 3의 물결 - 엘빈 토플러 - 을 읽고제12장 변모하는 주요산업후세의 역사가들은 석유회사 엑슨의 대표이사 래드본이 내린 산유국정부에 지불하던 세금을 삭감하기로 한 이 결정이야말로 제2의 물결시대의 종언을 상징하는 것이었다고 할지도 모른다. 1973 년 제4차 중동 전쟁과 함께 이 석유 수출국 기구(OPEC: Organization of Petroleum Exporting Countries)가 갑자기 어둠에서 그 모습을 나타내고 세계의 원유공급을 억제함으로써 제2의 물결 경제를 공포의 소용돌이 속에 몰아넣었던 것이다. OPEC 는 산유국의 세입을 4배로 증대시켰을 뿐 아니라 제2의 물결 기술 체제에 혁명의 불길에 기름을 붓게 되었다.- 태양 에너지와 대체 에너지오일쇼크에 의해서 에너지 위기가 발생했으나 그에 따른 소동 속에서 너무나 많은 계획, 제안, 주장, 반론들이 한꺼번에 제기되었다. 하지만, 어느 방안이 옳은 것인지 판단하기에는 많은 어려움이 있었다. 이런 혼돈을 타파하는 한 가지 방법은 개개의 기술이나 정책에 사로잡히지 않고 그것들의 기초가 되는 원리들을 파악하는 일이다. 그러면 현재 벌어지고 있는 논의 중에서 제2의 물결 시대의 에너지 체계를 전제로 그것을 계속 유지하려고 하는 입장과 전혀 새로운 원천을 찾으려고 하는 입장의 두 가지 사고방식이 있음을 깨닫게 된다. 그것을 이해하면 에너지 문제의 전모가 근본부터 매우 선명하게 드러날 것이다.제2의 무결의 에너지 체계는 재생불능의 자원을 전제로 하고 있다. 이러한 자원들은 고도로 밀집된 유한한 광산에서 고도의 기술에 의해 발굴되고 있다. 그 종류는 한정되고 있고 채굴방법도 채굴장소도 한정되어 있다. 이것이 산업시대를 통하여 제2의 물결국가가 사용했던 에너지 체계의 중요한 특징이다.이에 따흔 가장 중요한 문제는 산업사회를 위해 개발되어 제2의 물결의 특성을 전제로 하고 있는 낡은 에너지 체계가 과연 장래에도 존속할 수 있느냐 하는 것이다.과거 50 년 동안 전 세계 에너지 공급원의 3분의 2는 석유와 가했다. 석유로 만든 수입비료를 대량 투입해야 했기 때문이다. 그러나 앞으로 다가올 생물학적 농업혁명은 바로 이 화학비료에 대한 의존도를 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 유전공학은 생산성이 높은 작물, 모래땅이나 염분이 많은 땅에서도 잘 자라는 작물이나 병에 강한 작물 등을 목표로 삼고 있다. 또한 보다 간단하고 값싸고 에너지 절약적인 식품보존 및 가공방식과 함께 전혀 새로운 식품이나 섬유를 개발하고 있는 중이다. 유전공학은 놀라운 위험을 내포하고 있는 반면, 세계각지의 굶주림에 종지부를 찍을 가능성도 제시해 주고 있다.이러한 달콤한 약속에 의문을 품는 사람도 틀림없이 있을 것이다. 그러나 비록 유전학농업을 주창하는 사람들의 말이 절반만 이루어진다고 하더라도 그것이 농업에 미치는 영향은 매우 크고 다른 여러 변화와 함께 궁극적으로는 부국과 빈국의 관계를 변화시키리라 본다. 녹색혁명은 빈국이 부국에 의존하는 정도를 약화시키기는커녕 강화시키는 작용을 했는데 생물학적 농업혁명은 그 반대의 결과를 가져다 줄 것이다.생물공학이 앞으로 어떻게 발전해 갈지 확신하기에는 시기상조이지만 원점으로 되돌아가기도 너무 늦었다. 이미 발견한 것을 덮어둘 수는 없다. 우리가 더 이상 늦기 전에 할 수 있는 일은 그 이용을 올바로 관리하고 성급한 개발을 막는 일이다. 한 나라의 독점을 허용하지 않고 이 분야에서 기업이나 국가나 과학자의 경쟁을 최소한으로 막도록 노력해야 한다.한 가지 아주 확실한 사실이 있다. 그것은 우리가 이제 300년 간의 전통적 제2의 물결의 기술인 전기기계의 테두리에 묶여서는 안 된다는 사실이다. 그리고 이 역사적 사실의 의의를 우리가 이해하기 시작했다는 점이다.제2의 물결은 석탄, 철강, 전기, 철도 등을 결합하여 자동차를 비롯한 생활을 변혁시킨 수많은 제품을 만들었다. 그와 같이 우리가 컴퓨터, 전자공학, 우주나 해양에서 만든 신소재, 유전공학 등을 서로 연결하는 새로운 기술들을 결합시키고또 그것이 에너지 체계를 결합시켜야 비로소 새로운 변혁이 참다운 영향을 느때문이다. 그래서 그날도 콜로라도 스프링스에서 여전히 공장견학을 하게 된 것이다. 여기가 세계에서도 가장 첨단적인 생산시설 중의 하나라는 말을 듣고 있었기 때문이었다.그 이유는 곧 알게 되었다. 이러한 공장에 들어가면 얼핏 보기만 해도 최신의 과학기술과 최첨단 정보 시스템이 도입되어 있고 이것들이 결합되어 효과를 올리고 있다는 것을 알 수가 있다.이 '휴레 패카드(통칭 H-P)' 공장은 TV 수상기용 브라운관, 의료기구, 오실로스코프, 실험용 '논리 해석기', 그리고 비전문가로서는 잘 알 수 없는 각종 제품 등, 연간 1억 달러 상당의 전자제품을 생산하고 있다. 이 공장에는 1700 명이 고용되어 있지만 그 40 퍼센트가 엔지니어, 프로그래머, 기술자, 사무원 및 관리요원이다. 그들은 천장이 높은 거대한 개방적 공간 속에서 작업하고 있다. 한쪽 벽면은 말하자면 하나의 거대한 전망 창이 있어서 눈앞에 다가서는 파이크스 피크(Pikes Peak)를 그 액자 안에 넣은 것 같이 보였고, 나머지 3면의 벽은 밝은 황색과 백색으로 칠해져 있었다. 엷은 색의 비닐을 깐 바닥은 병원을 연상시킬 정도로 깨끗하고 광채를 발하고 있었다.이 공장에서 일하는 사람들은 사무직원에서부터 컴퓨터의 전문가에 이르기까지 혹은 공장장에서부터 조립공, 검사원에 이르기까지, 칸막이가 없는 개방된 장소에서 함께 일하고 있었다. 기계의 소음 때문에 방해가 되어 큰 소리로 대화를 나눌 필요 없이 서로 여느 때와 마찬가지로 말하고 있었다. 모두가 평상복을 입고 있기 때문에 지금도 직종도 외견상으로는 구별이 되지 않는다. 종업원들은 각자의 작업대나 책상 앞에 앉아 있고 책상 뒤에는 꽃들이 장식되어 있었다. 보는 각도에 따라서는 정원에라도 온 것 같은 착각에 빠질 정도였다.이 공장 안을 돌아다니면서 나는 생각했다. 옛날에 같이 일하던 친구들^36,36^주물공장이나 자동차공장의 일관작업 현장에서 소음과 먼지를 뒤집어쓰며 자주 부상을 당하기도 하고 상급자에게 욕을 얻어먹기도 하면서 일을 배우던 육체노동에 종사많은 기능을 보다 적은 부품 속에 통합하여 여러 가지 다른 부품들을 '전체적인 것'으로 대체하게 되었다. 이런 현상은 시각예술에서의 사진기술의 출현과 비교할 수 있겠다. 캔저스에 물감으로 여러 색깔을 칠하지 않고서도 사진사는 셔터를 누르는 것만으로 한꺼번에 전체적 영상을 제작하게 된다. 우리는 지금 이러한 '프레스토 효과'를 제조업에서도 볼 수 있게 되었다.따라서 새로 나타난 패턴은 명백하다. '기술체계'와 '정보체계'의 커다란 변화가 서로 어울려서 제품의 생산방법을 크게 변화시킨 것이다. 우리들은 전통적인 대량생산단계를 지나서 대량생산제품과 탈 대량 생산제품이 복잡하게 혼합된 단계로 급속하게 달려가고 있는 것이다. 이러한 노력이 궁극적으로 어떤 목표를 향하고 있는가 하는 것은 이미 명백한 것이다. 완전히 소비자의 주문에 따라 만들어지는 상품이 세분화 된 부품을 조립해서 만드는 것이 아니라, 유기적인 종합체로서 연속적으로 작동하는 시스템을 이용하여 점차 소비자들의 주문에 따라 만들어지게 될 것이다.요약해서 말한다면 지금 우리들은 뿌리를 깊이 박고 있는 생산구조를 밑바닥으로부터 혁신하며 사회의 모든 계층에 변화의 물결을 파급시키고 있다. 그러나 이 변화는 장래에 어떤 직업을 선택할 것인가 하고 생각하고 있는 학생에게도 영향을 줄 것이고, 기업가의 투자계획, 국가의 개발 전략에도 큰 영향을 미치게 될 이 변혁은 이것만으로는 이해할 수 없다. 이것은 현재 진행 중인 또 하나의 혁명과 밀접하게 관련시켜 고찰하지 않으면 안 된다. 그것은 사무분야의 혁명인 것이다.비서가 불필요한 시대풍요한 나라에서는 육체노동에 종사하는 노동자의 수가 감소함에 따라 소위 기호산출에 종사하는 노동자의 수요가 증가하고 있다. 아이디어, 특허, 과학방정식, 청구서, 송장, 기구개편, 문서철, 서류, 시장조사, 판매계획, 공문, 법률서류, 설계 설명서, 컴퓨터의 프로그램, 기타 수없이 많은 형식의 데이터를 상대해서 일하는 사람들을 말한다. 이러한 사무직, 전문직, 관리직 활동의 증가는 많은 나라 원고는 내가 직접 타이프를 쳐서 작성한다. 사실 말이지 비서가 사용하는 것보다 내가 사용하고 있는 컴퓨터 언어시스템 쪽이 더 빠르다.'라고 대답했더니 회장 안이 환성으로 들끓었다. 그들은 신문의 구인란에 다음과 같은 광고가 실릴 날을 꿈꾸고 있었던 것이다.( 그룹 부사장 구함)업무내용: 재정, 마켓팅, 부문별 생산 라인 개발의 조정 기타.자격: 음성 경영관리 경험자연락처: 멀티라인 인터내셔널사 수석부사장.* 단, 타이핑은 필수기능임.이에 대해 간부들은 자신의 손가락을 움직이는 일에 반대할는지도 모른다. 좌우간 이 세상의 간부라는 사람들은 자기가 마실 커피 잔을 나르기도 싫어하는 친구들이니까. 더구나 음성인식장치가 설치되어 있어 구술을 하기만 하면 기계가 받아쓰고 타이핑 작업을 모두 대신해 버리는 시대가 눈앞에 와 있다는 것을 알게 되면 키보드를 조작하는 방법을 배우려 하지 않을 것이다. 그러나 간부들이 어떤 태도를 위하건 간에 제3의 물결의 생산방식과 제2의 물결의 여러 체제가 사무실내에서 충돌하면서 불안과 갈등을 일으켜 사무체제를 개편하고 재편성하며 또 일부 사람들에게는 새로운 직업과 기회를 제공해 준다는 사실은 피할 수 없는 것이다. 새로운 체제는 구 경영지의 업무범위, 위계질서, 남녀의 역할분담, 각 부서 간 분과주의의 장벽 등, 이런 문제들에 도전하게 될 것이다.이러한 변화에 대해 많은 사람들이 공포심을 가지고 있다. 수많은 일들이 완전히 없어진다든지, 현재의 비서들 대부분이 기계의 노예가 될 것이라고 주장하는 사람들이 있는가 하면 워드프로세싱 업계나 부즈 앨런 앤드 해밀턴 컨설팅사의 사장인 랜디 골드필드처럼 보다 낙관적인 전망도 있어서 이 두 가지 견해가 날카롭게 대립되어 있다. 골드필드 여사의 의견에 의하면 비서는 사고력을 필요로 하지 않는 반복적 작업요원이 되기는커녕 '부사장'으로 격상되어 전에는 완전히 소외되었던 전문적인 일이나 의사결정 과정에 참가하게 될 것이라고 한다. 오히려 화이트칼라 사이에 심한 분열이 일어나 보다 책임 있는 지위로 올라다.
중남미 아즈텍문명의 신비이희수 / 한양대 문화인류학과 교수1521년 스페인의 정복자 헤르난드 코르테스에 의해 전성기의 아즈텍문화 멸망아즈텍문화는 톨테카문화를 이어 13∼15세기경 멕시코 중앙 고원에서 인디오에 의해 꽃피워졌던 마지막 고대문명이었다. 북멕시코의 수렵민족이었던 아즈텍이 남하해 와 선진 중미문화에 동화되어 마야, 잉카와 맥을 같이 하는 수준 높은 문화를 이룩한 것이다. 멕시카라고도 불리는 아즈텍인들이 오랜 방황 끝에 태양신 휘칠로포츠틀리의 신탁으로 텍스코코 호반에 처음 정착한 것은 1352년이었다. 그들은 앞선 고대문화를 수용하여 독특한 아즈텍문화를 일구어 내었다. 아즈텍문화의 우수성은 1970년에 '아즈텍 캘린더'라 불리는 태양의 원형석판이 발굴되면서 다시 한번 증명되었다. 이 캘린더는 단순한 억 년의 표시를 위한 것이 아니라 아즈텍인들의 우주관과 철학, 절기에 따른 농경과 제사, 1년을 280일(종교력)과 360일(태양력)로 하는 연도의 이중계산법이 모두 포괄되어 있다. 특히 '아즈텍 캘린더'에 나타난 그들의 우주관은 톨테카의 영향을 많이 받았는데, 우주를 네 부분으로 구분하고 그들의 세상을 다섯 번째 태양의 시대로 상정하였다. 그리고 수평의 우주는 다시 수직면으로 9층의 천상세계와 지하세계를 두고 있었다. 그 모든 것의 위에는 최고신이 있어 자식들인 대지, 공기, 물 불 등 네 신으로 하여금 지나간 시대의 네 우주를 생성. 소멸케 하였다고 믿었다.그리하여 '제5의 태양시대'에 살고 있는 그들은 그 태양이 사멸하고 우주가 멸망하는 것을 막기 위해 대규모의 인신공희(人身供犧)를 행했다. 즉 사멸을 뜻하는 허무와 암흑과 싸우는 태양에게 인간의 뜨거운 피와 살아 있는 심장을 바쳤고, 그 대가로 태양신은 영원히 아즈텍의 번영을 약속해 주었던 것이다. 매일처럼 떠오르는 태양에게 지속적인 활력을 주기 위해서는 끊임없이 산 제물이 공급되어야 했다. 이를 위해 범죄자나 정치적인 반대세력들이 우선적인 대상이 되었고, 산 제물의 확보를 위해 무자비한 정복전쟁을 치러야 했다. 그러나 아즈텍인들은 스페인의 백인 악마가 휘둘러대는 총칼과 이름 모를 괴질로 하루아침에 죽어갔고, 활력을 얻지 못한 아즈텍의 태양은 쉽게 꺼져버렸다.텍스코코 호반에 있었던 아즈텍의 수도 테노치티틀란이 오늘날 멕시코의 수도 멕시코 시티의 심장부이다. 그러나 이 기묘한 역사의 장난이 알려진 것은 불과 15년전, 도시 수도공사를 하면서 아즈텍의 편린들이 무수히 발견되면서부터이다. 물론 1913년 대성당 뒤쪽에 건축공사를 하던 중 아즈텍 유적의 일부가 발굴되었으나 그대로 방치되었다가,1979년 무게가 8톤이나 되는 달의 신 코욜사우키신전 석판이 발견되면서 본격적인 아즈텍문화의 복원에 착수하였다. 비가 부슬부슬 내리는 오후, 그 비극의 현장에 나는 서 있다. 멕시코 시티의 중심 중의 중심인 소칼로 광장에, 리베라의 대벽화로 유명한 정부청사의 왼쪽, 그러니까 대성당의 오른쪽에 둥근 대리석의 달의 신전 터가 보이고, 엉성하게 복원된 붉은 벽돌의 도시가 아즈텍의 일부분으로 남아 있다.450년 전의 영화를 알려주기에는 너무나 초라한 몰골이다.잠시 빼앗긴 역사의 순간인 1519년 11월 8일을 더듬어 본다. 그날 침략자 코르테스와 아즈텍의 황제 목테즈마 2세는 궁성에서 서로 만났다. 두 개의 세계와 두 개의 문화가 처음 상면하던 날, 황금가마에서 내린 인디오의 황제는 말을 타고 나타난 하얀 백인을 그들의 신으로 생각하고 궁성으로 초대하였다. 백성들은 파란 눈의 이 스페인 사람들에게 신에 대한 예를 갖추며 그들 앞에 꿇어앉았다.그러나 채신머리없는 백인 신들은 인디오 주민들을 학살하고, 인신공양의 신전을 불살랐다. 끊임없는 약탈과 파괴가 뒤따랐다. 그로부터 1년, 목테즈마는 저주스런 침략자를 신으로 오인한 잘못으로 인디오 주민들이 던진 돌에 맞아 죽고, 다시 1년 후 아즈텍제국은 흔적도 없이 역사에서 사라져 버렸다.아즈텍문화는 황금에 굶주린 거룩한 정복자에 의해 철저히 유린당하였다. 박물관의 전시품으로, 유럽 왕실의 장식품으로 전락한 그들의 황금만이 초라한 한줄기 아즈텍의 숨결을 간직하고 있다. 인신공회를 행하던 아즈텍인들은 그들이 기다려 왔던 백인 신들에 의해 무차별 살육을 당하였다. 광신적인 열정에 불타는 중세 기독교인들에게 그들은 한낱 야만인이고, 사라져야 할 악마에 불과 하였다.아즈텍 궁성에서 약탈된 엄청난 금은보화는 당시 유럽의 어떤 황제의 재산보다도 많은 가치였다. 그러나 한밤중에 몸을 움직일 수 없을 정도로 보물을 훔쳐 달아나던 스페인 병사들이 성난 아즈텍 시민의 공격을 받아 호수에 빠지는 바람에 그 보물의 행방은 아직도 베일에 가려 있다. 그리고 그 자리는 지금 성당과 관공서 건물이 빽빽이 들어선 멕시코시티의 시내 중심부가 되어 있다.1492년 가을, 산타마리아호를 타고 금을 찾아 나선 콜럼버스를 시발로 수많은 스페인 사람들이 환상 속의 금의 섬 엘도라도를 찾아 아메리카의 구석구석을 헤집고 다녔다. 보물찾기에는 잔인한 인간사냥에 따랐다. 백인들은 닥치는 대로 학살하고, 여자들은 욕정의 제물로, 또 노예로 부리면서 멕시코 땅에 메스티조라는 혼혈의 씨를 뿌려 놓았다. 스페인과 토착 인디오의 혼혈인 메스티조가 7천만 멕시코 인구에서 차지하는 비중은 80%, 한 세대를 살다간 스페인 병사 하나가 평균 100명의 메스티조를 만들어 내었다는 결론이다.스페인의 저질러 놓은 죄악의 벽에 둘러싸여 이런저런 번민에 빠져 있다가 허름한 시내의 어둠 속으로 발길을 옮겼다. 거리의 주막인 따께리야 앞을 지나자 막 구워낸 또르띠야의 은근한 냄새가 나그네를 유혹한다. 물에 불린 옥수수를 으깬 마사를 둥글고 얇게 펴서 구운 빵이 또르띠야인데, 그 속에 고기를 넣고 여러 향료로 버무린 타코스의 맛이 일품이다. 타코스는 멕시코의 대중 샌드위치인 셈이다. 골목마다에는 때때로 아즈텍의 잔향이 되살아나고 있었다. 데킬라 술에 취한 왁자지껄한 말소리엔 힘이 배여 있고, 거리의 밴드인 마리아치의 연주에 덩실거리는 몸짓 하나하나에는 아름다움과 역동이 살아난다. 투우와 플라밍고라는 스페인의 정열이 이곳에도 그대로 심어졌지만, 데킬라 맛과 마리아치의 선율에서 왠지 화려함 뒤에 숨은 인디오의 애환이 절절이 느껴져 온다. 용설란에서 제조된 증류주인 데킬라는 살짝 단맛으로 넘어가다 씁쓸한 뒷맛을 남기고, 마리아치의 애절한 민요가락에는 그 누구에게도 말할 수 없는 인디오의 슬픈 과거와 탄식이 배어 있다.멕시코에서 빼놓을 수 없는 곳은 아즈텍의 선진문화인 테오티와칸의 유적지이다.20만 평방 킬로미터의 면적에 20만의 인구를 거느렸던 콘스탄티노플에 버금가던 대도시 테오티와칸, 자동차로 한시간을 북쪽으로 달리자 중미 최대의 고대 도시국가 테오티와칸의 웅장한 피라미드의 모습이 방문객을 감동시킨다. 이 태양의 피라미드는 한 변이 225미터, 높이가 65미터가 되는 거대한 축조물이다. 그리고 비스듬히 맞은편에는 같은 규모의 달의 피라미드가 짝을 이루고 있다. 이 피라미드의 내부에도 일정한 역년에 따라 지어진 몇 개의 피라미드가 중첩되어 있다는 설명에 입을 다물 수 없었다. 이집트 피라미드의 모티프에 메소포타미아의 지구라트의 축조양식을 연상케 하는 테오티와칸의 피라미드 계단을 오르며, 나는 문득 문명의 독자발생설에 강한 의문을 던져본다. 유럽과도 아시아와도 오랫동안 단절되어 중남미 특유의 독특한 문화를 일구어 내었다는 아즈텍, 마야, 잉카의 문화에 대한 신비와 의혹이 더욱 호기심을 자극한다. 이 문명의 주인공은 누구였으며, 그들은 어떻게 사라져 버렸나? 기원전 2세기에 형성된 테오티와칸 문명은 기원후 350년∼650년 사이에 번영을 누렸다. 그리고 7세기경이 문명은 갑작스런 쇠퇴와 함께 역사 속에서 사라져 버렸다.
. GDI 엔진이란?오랫동안 적은 양의 가솔린으로 기존의 엔진과 동일한 출력을 낼 수 있는 엔진을 만드는 것은 전 세계의 모든 자동차 회사들의 과제 였는데, 이것의 양산화에 최초로 성공한 것이 일본의 미쓰비시이다. 이 엔진의 이름은 GDI(Gasoline Direct Injection), 우리말로 표현하자면 가솔린 직접 분사 엔진이다.{미쓰비시는 에너지 절약과 지구의 온실효과에 커다란 영향을 주고있는 이산화탄소의 배출량을 줄이는 방법 등, 계속해서 늘어나고 있는 환경 요구에 발맞추기 위한 노력으로 엔진의 효율을 극대화할 방법을 찾고 있었다. 효율적인 엔진의 설계와 디자인을 위해 미쓰비시는 많은 자금과 시간을 투자했고 이러한 엔진을 개발하려는 미쓰비시의 엔지니어들은 가솔린 직접분사 엔진에게 커다란 잠재력이 있다고 생각하였고 가솔린 직접분사 엔진을 사용하면 더 나은 출력과 연료 절약이 가능해질 것이라고 믿었다. 그렇지만 당시 어느 메이커에서도 양산 차량의 엔진 실린더 내부에 가솔린을 직접 분사하는 엔진을 설계 할 수 없었던 것이 사실이다. 하지만 미쓰비시는 많은 투자와 노력을 들인 결과로 꿈의 엔진인 GDI엔진을 상용화시켰다.GDI엔진은 현재 가장 많이 사용되고 있는 MPI(Multi Point Injection)방식의 엔진과 분사 방식에서 많은 차이를 가지고 있다. 연료가 각각의 흡입구 포트에 분사되는 MPI는 실린더에 들어가기 전에 공기와 연료가 혼합되기 때문에 연료 공급 반응과 소비 조절에 한계가 있다. 하지만 미쓰비시가 개발한 GDI엔진은 디젤 엔진처럼 가솔린을 실린더에 직접 분사하도록 함으로써 이러한 한계를 극복했고 상황에 맞는 연료분사 시기를 정밀하게 조정할 수 있게 되었다.{GDI엔진의 특성은 초희박 혼합기의 공급, 연소가 가능하게되어 디젤 엔진보다 뛰어난 연료 효율을 발휘할 수 있고 효율적인 흡입구 구조로 인해 상대적으로 고압축비를 유지 할 수 있기 때문에 기존의 MPI엔진을 능가하는 고성능과 응답성을 실현한 것이다. 이러한 특성을 지닌 GDI엔진은 새로운 고효율 엔진을 제작하는 기초가 되었으며 계속하여 발전을 거듭하고 있다.{. GDI엔진이란 무엇인가?.연료를 직접 연소실로 분사해 초희박 연소를 실현함으로써 연비와 출력을 동시에 향상시킨 미래형 청정엔진이다..내연기관의 기술적 한계가 바로 GDI엔진의 한계라고 말해진다..Gasolinr Direct Injection의 약어로서, 우리말로 표현하자면 가솔린 직접분사 엔진이다.. 직접분사방식이란?.원래 디젤기관에서 쓰이는 기술로 연료를 흡기포트가 아닌 실린더내로 직접 분사해 연소시키는 엔진형식을 말한다..현재의 다중분사방식(MPI) 가솔린엔진에서는 가솔린을 흡기 Port내에 분사를 하여 에어클리너를 통과한 공기와 혼합되어 혼합기로 연소실내에 공급이 된다. 그러나 압력이 낮은 흡기 PORT내에 분무상태로 분사되기에 응답성과 연료량 제어에 한계가 존재한다..그래서 직접 분사식 디젤엔진과 같이 연료를 연소실내에 직접분사하는 방식이 적용된 것이다.{. 왜 GDI 엔진이 필요한가?.환경적인 측면에서 공기오염의 심각성대두, 세계 여러나라의 매연가스 감축 특히 Co2억제에 대응하기 위해서다..제한된 자원을 효율적으로 사용하고, 최소의 연료로 최대의 출력을 얻기 위한 이상에서 시작했다..기존의 가솔린 엔진에서는 한계가 있는 고 정밀도의 연소제어가 가능하며 매우 희박한 혼합기에서도 고 효율의 연소가 가능하기에 고속, 고부하 영역에서는 출력향상(일반 엔진 대비약 10%), 저,중속 부분부하 영역에서는 초희박연소를 함으로써 연비저감(일반 엔진 대비 30%)과 고 출력이라는 상충되는 요소를 서로 양립 시키는 21세기를 주도할 차세대 엔진이라 할 수 있다.. GDI 엔진의 아이디어는 어디서 나왔는가?.가솔린엔진은 소형으로 큰 출력을 낼 수가 있다..디젤엔진은 열효율이 높아 연료소비가 적다..여기에서 착안을 해서 두 개의 엔진타입의 장점만을 모은 엔진을 만들고자 노력했다..높은 출력과 뛰어난 연비를 얻는 GDI 엔진을 개발하게 되었다.. GDI 엔진 성능 향상 원인.GDI 엔진이 연비를 크게 향상시킬 수 있는 이유는 저부하 영역에서 발생하는 흡기행정 중의 펌핑 손실을 대폭 저감시킬 수 있기 때문이다..초희박 상태에서 연소되기 때문에 연소온도가 낮아져 냉각손실이 크게 줄어든다는 장점도 생긴다. 즉 실린더로 직접 분사된 가솔린은 흡기 및 실린더 냉각제로서의 기능도 발휘하기 때문이다..충진효율이 향상되고 압축비를 높이는 것이 가능해 진다..실린더 내 고압 직접분사와 성층 연소시술이 GDI엔진의 핵심이다.. 가솔린, 린번, GDI 엔진 비교{항목기존 가솔린 엔진린번 엔진GDI 엔진혼합비(공기:휘발유)이론 공연비 14.7:1에 근접정속주행 때 20:1가속/아이들링 때 14.7:1정속 주행/아이들링 때 40:1가속 때 14.7:1배기가스 정화삼원촉매 사용HC, CO H2O, CO2NOx N2, O2이론적인 배기가스 중 O2 제로린번 촉매 사용배기 가스 중 O2 잔존으로삼원촉매-환원촉매 능력저하NOx 배출량 증가삼원촉매+린번촉매 사용EGR 이용, NOx 억제연비개선율(10:15 모드)-5~10 %25%. GDI엔진의 구조실린더내 기류의 움직임을 제어하는 "직립 흡기 포토", 연소를 제어하는 "고정면피스톤", 실린더내로의 가솔린의 직접 분사에 필요한 고압 연료를 공급하는 "고압 연료 펌프", 분무의 미립화와 분산을 제어하는 "고압 swirl injector-"가 엔진의 주요 구성 요소이다..또, 이번에 새롭게, 초희박 연소에 필요한 대량의 공기를 간단한 구성으로 정밀하게 제어하고, 필링을 향상하는 전자 제어스롯톨밸브를 채용하고, 전역 고성능화를 생각하는 것과 동시에, 주요한 GDI구성 요소는 V뱅크간에 배치하고 컴팩트화를 실현했다..{{항 목6G74 GDI6G74 종래형MPI내경 행정 (mm)93.0 85.8
내연기관의 성능이란 용어에는 축토오크, 축출력 등 출력성능과 연료소비율 또는 열효율등의 경제성능을 의미하는 것이 보통이나, 여러 가지 성능 곡선의 보기로 축출력이 어느것이나 기관의 회전속도에 대해서 표시되고 있다. 내연기관은 그 사용목적에 따라 요구되는 특성이 달라진다. 예를 들면, 고속시의 성능을 요구하는 것, 또는 저속시의 Torque의 증대를 희망하는 것, 또는 출력성능을 중점적으로 요구하는 한편, 기관의 취급이나 운전이 쉽고 시동성이 좋을 것 등의 운전성능이 우수한 기관을 희망하는 경우도 있다. 또 연료나 윤활유, 기타에 필요로 하는 경비, 즉 경제성을 생각하거나 내구성있게 기관을 희망하는 등 요구는 여러 가지 이다. 이들 요구되는 성능을 다음의 다섯가지로 나눌 수 있다.① 출력성능(power performance)② 경제성능(economic performance)③ 운동성능(operation performance) 또는 인간공학적 성능④ 연비성능(anti-nuisance performance) 또는 사회적 성능⑤ 형태성능(morphology performance)이들 성능 중에서 제일 중점적으로 논의되는게 뭐니 해도 출력성능이다.동일출력이면 기관이 가벼운 편이 좋을 것이고 열효율이 같으면 값 싼 연료를 사용하는 편이 바람직하다. 효율 좋고 값 싼 연료를 사용하여도 윤활유의 소비가 많고 기관의 수명이 짧다면 경제적이 못된다. 다른 것이 우수해도 안정성이 불량해서 취급이 어렵고, 신뢰성이 결여되서 보수나 정비에 시간과 비용이 든다면 실용상 좋은 기관이라고는 할 수 없다. 또 배기의 청정을 제일로 하는 것은 인간생활의 밀접한 장소에서 사용하는 기관을 평가하는 이상 어느 것과도 바꿀 수 없는 중요한 평가요인이 된다.1. 내연기관의 성능 시험내연기관의 성능을 시험하기 위해서는 흡기관내의 압력을 일정하게 해서 시험하는 방법을 주로 택한다. 이때 측정해야 하는 항목으로는 다음과 같은 것을 들수 있다.① 동력계 Torque (㎏-m), 회전속도 (rpm)② 기관 냉 } over V_ds times 100⑨ 도시 평균 유효 압력 (Pmi) ;P_mi ~=~ rm { Total ~work~ done~ by~ Gas } over { Displacement ~Volume}크랭크각 동안 한 일을 구해보면Delta W_i ~=~ P Delta V ~ ~ P dV over {d alpha} Delta alpha그래서 Pmi는P_mi ~=~ { Sum Delta W_i } over V_ds(Sum Delta W_i: 한 사이클 동안의 일)앞에서 구한 dVc/d 에서 계산시 는 1 이므로 단위를 변환시켜 보면dV_c over {d alpha} ~left [m^3 over rad right ] left[{ pi rad } over {180 deg} right] ~=~ 0.017453 ``dV_c over { d alpha } ```left[ m^3 over deg right]위의 식들에서 Pmi를 구해보면 다음과 같다.P_mi ~=~ { sum from i=1 to 720 Delta W_i } over V_ds ~=~ { sum from i=1 to 720 P dV_c over { d alpha} Delta alpha } over V_ds도시마력(N_i)&N_i`=`{P_mi`V_s`n} over 900 [㎰```]# &``````````````V_s``:``[ ```]# &```````````` P``:``팽창행정기간중```` 임의```` 크랭크각```` _i ````에서의``` 압력과``` 압축행정기간중의# &````````````````````````````````` 크랭크각```` 360- _i````에서의```` 압력과의```` 차압1.1 엔진 성능 향상의 문제1) 파워를 높임① 실린더내에 혼합기 흡입 많이 함 4밸브, 터보 등② 엔진의 회전수 높임 피스톤, 밸브의 경량화, 회전부분 마찰 줄임2) 엔진의 회전을 높임① 현재 기술로는 20m/s가 허용 최고 피스톤 속도② 피스톤속도 저하를 위해 Short Stroke 채용③ 밸브메저회전시에도 피스톤속도가 빨라 음압 만듬 혼합기 많이 흡입④ 스트로크가 길어 크랭크축의 회전모멘트가 큼 대 토오크⑤ 보어가 작아 흡배기 밸브경의 제약* Long Stroke는 마라토너형, Short Stroke는 스프린터형,** 밸브 개폐 기구 형식 **ㄱ. OHV(Over Head Valve)① 실린더 바로 위에 밸브가 위치함② 밸브구동 캠의 작동용 푸시로드와 로커암 필요 관성질량으로 고회전 고성능 엔진에 무리③ 가열시 열팽창에 의한 변화 엔진 냉각시는 소음 발생ㄴ. OHC(Over Head Cam Shaft)① 푸시로드를 없애 캠운동을 직접 밸브에 전달② 고회전에서도 안정한 밸브 개폐 가능③ 가장 일반적인 형태ㄷ. DOHC(Double Head Cam Shaft)① SOHC의 경우 로커암이 중간에 위치 캠의 회전에 대해 밸브의 추종성이 나빠 고회전에 제한② 로커암의 관계상 밸브배치각도 제한 연소실 형상에 제한③ DOHC는 위 문제점 해결, 4밸브 가능 관성 작게 흡기효율 높임④ 캠축이 2개 체인 밸트의 복잡화 엔진 중량 증가, 코스트 높음⑤ 캠이 직접 밸브 구동 밸브의 응답성 높임 고회전에 대응 가능⑥ 캠 배치의 자유도 높음 밸브협각의 자유도 높임 연소실 자유도 높임 압축비 제어 가능 효율적인 연소실 가능⑦ 부품수 증가로 복잡화3) 피스톤 속도4) 흡기밸브 면적이 배기밸브 면적보다 크다① 고온 배기가스는 유속 빠르고, 피스톤으로 밀어내는 관계로② 흡기측에 비해 작아도 발랜스 맞음2.3 출력의 대소, 성능 비교 평가* 단위 행정체적당의 出力, (리터마력(체적출력, liter horse power)) : Ni,* 피스턴 면적당의 출력(피스턴 面積馬力(bore area horse power)) : Na* 비출력 : 기관의 양부를 판단하는 지표(criterion)1) 리터 마력* 4사이클 기관 : Ni = Nb/Vh = Pmb*n*1/900 (Ps/l)* 2사이클 기관 : Ni = Nb/Vh = Pmb*n*1/450 (Ps/l)2) 피스턴 면적 마력* 퍼스턴의 면서 1시간 운전을 계속하면 11kg의 가솔린이 들어간다고 하면, 이때의 연료소비율은 220g/PS h이다.그런데 엔진의 성능 곡선에서 연료소비율의 그래프를 볼때에는 그 양보다도, 엔진의 회전이 얼마일 때에 연료소비율이 최고로 작은가 하는 것을 보아 참고로 하고, 실제의 차량 연비는 실차에서 측정한 수치로 판단하지 않으면 안된다. 요컨대, 일반적으로 연비라고 할 경우에는, 이것은 이해할 것이므로, 카타로그 등에서는 10-15 모드 연비 및 60km/h 정지 연비로 말하는 것이 사용된다. 여기에서 말하는 연료소비율은 어디까지나 엔진 그 자체의 연비인 것이다.연료소비율을 작게 하기 위해서는, 가능한 한 그다지 연료를 연소시키지 않는 것과 발생한 열을 가능한 한 쓸데없게 하지 않고, 엔진 일로서 취출된다고 하는 열효율을 올리는 것으로 연결된다. 요컨대 혼합기를 가능한 한 높은 온도, 높은 압력을 더욱 빠르게, 게다가 완전히 연소시켜서, 연소실의 벽에 전달되는 열 및 연소 가스와 함께 잃어버리는 열을 가능한 한 적게 하고, 엔진 내부의 기계적인 마찰 손실 등을 가능한 한 작게 하는 것이다.엔진의 열효율, 엔진이 가솔린으로부터 받은 열에너지를 어떤 방법으로 사용하는가를 요소별로 분류하여 계산하는 것을 열감정(熱勘定)이라고 한다. 보통의 가솔린엔진의 열감정을 대략적으로 말하면, 출력으로서 나타나는 열, 연소 가스와 함께 잃어버리는 열, 실린더 벽으로부터 달아나는 열의 3가지가 대략 30% 정도로, 기타가 10% 정도이다. 요컨대 가솔린이 갖고 있는 에너지내에, 엔진의 출력으로서 나타나는 에너지는 약 1/3로, 게다가 1/3이 엔진 운전에 사용되고, 나머지 1/3이 배출 가스와 함께 버려지게 된다.2. 1 출력과 연비성능의 관계엔진의 출력을 크게 하기 위해서는, 그만큼 많은 공기를 엔진에 들여 넣어, 그 공기량에 걸맞는 연료를 보내지 않으면 안되기 때문에, 출력이 크게 되는 만큼 연비는 나쁘게 된다. 그러나, 만약 엔진에 흡입되는 혼합기를 잘 연소시켜 열효율을 올리고, 같은 이용하기 위해 압축행정 초기에 b에서 밸브를 닫는다.B C: 이상적으로는 상사점인 2에서 순간적으로 연소되어 3에 도달하는 것으로 되어 있지만, 실제로는 약10 CA의 연소시간이 필요하므로, 상사점인 C'에서 점화된다. 따라서 지압선도는 1-2-3의 곡선이 된다.C D E: 혼합기가 연소생성 가스로 변하고, 가스는 팽창에 의해 온도와 압력이 급격히 떨어지고, 팽창행정 말기 e점에서 연소된 배기가스를 자체의 팽창력을 이용하여 배출하기 위해 밸브를 열게되므로 4-1로 굽어진다.B A: 배기행정은 대기압하에서 작동되고, 배기관성을 이용하기 위해 배기밸브를 흡입행정 초기인 f까지 열기 때문에 굽어진다.- 평균 유효 압력연소가스는 팽창행정에서 서서히 압력이 떨어지지만 이론상 팽창행정의 전구간에 걸쳐 일정한 압력으로 작용한다고 가정할 때의 압력을 말한다.실제로는 크랭크샤프트 출력에서부터 역으로 계산되기 때문에 흡입, 압축, 배기행정에서의 펌핌손실과 기계적 마찰손실에 의한 손실을 뺀 나머지인 축평균 유효압력이 사용된다.평균유효압력은 흡입, 배기등의 펌핑손실과 연소상태에 따른 열효율, 마찰에 의한 기계손실 등을 포함한 엔진의 종합적 성능을 나타내는 기본적 지표가 되며, 4사이클엔진의 경우 약 8 12bar, 2사이클 엔진의 경우 약 5 7bar가 된다.2. 2 공연비와 출력, 열효율의 관계엔진에 공급되는 공기와 연료의 중량비를 공연비(A/F)라고 하며, 동일 공연비에서는 열효율이 높으면 출력도 커진다. 그러나, 동일 엔진에서 공기량은 일정하게 하고 연료량을 변화시켜 공연비를 변화시키는 경우에는 다음과 같은 관계가 있다.즉, 출력(토오크)이 최대로 되는 공연비는 이론공연비(약14.5) 보다 농후한 역에 있으며, 열효율이 최대(연료소비율이 최소)로 되는 점은 희박한 쪽에 있게 된다. 이것은 고온에 의한 작동가스의 열해리의 영향으로 연소온도가 최고로 되는 공연비가 이론공연비 보다 농후한 쪽으로 시프트되고, 농후한 역에서는 CO의 생성이 증가하고, 작동가스의 분자증가에 의해 압력.
Control System Simulation Using Matlab and Simulink# 1. Tank fluid system을 state equation 으로 표현하고 이를 open loop 와 close loop response를 simulation 한다.State equation{{ d } over { dt } x_{ 1 } =-0.1x_{ 1 } +0.1x_{ 2 } #{ d } over { dt } x_{ 2 } =-0.2x_{ 2 } +0.1u#y=x_{ 1 }Laplace transform{G(S)= { 0.01 } over { S^{ 2 } +0.3S+0.02 } ##Y(S)=G(S)U(S)여기서 u 는 input 이고, x 는 state variable 이다.- Open Loop unit-step response{u(t)=& mu (t)````단, {mu (t)= cases { 0 & if``````````t
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[경영] 제3의물결
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