냉각수 유동 형태 개선에 따른 엔진성능 향상에 관한 연구

Abstract

엔진의 이상적인 냉각시스템과 그에 따른 냉각 효과가 엔진 성능에 미치는 영향은 매우 크다. 본 연구는 엔진 냉각계 개선에 따른 엔진 성능 변화를 주제로 하였으며, 실험은 기존 냉각시스템과 분리냉각 시스템을 각각 장착한 동일 제원 차량에서 엔진 회전수에 따른 엔진 출력, 연료소비량, 엔진 냉각수 온도, 금속면의 온도 등을 측정하여 비교 검토하였다. 기존의 냉각시스템을 개선한 분리냉각 시스템은 실린더블록에서 실린더헤드로 연결된 워터재킷을 유동하는 이전의 직렬형 냉각수 흐름을, 실린더블록과 실린더헤드의 냉각수 흐름을 각각 분리된 워터재킷으로 구성하여 병렬형 냉각수 흐름으로 변형한 형태로, 실험 결과 실린더헤드부의 온도는 하강한 반면 실린더블록의 온도는 상승하는 결과를 얻을 수 있었다. 이과 같이 분리냉각 시스템은, 실린더헤드 온도 하강에 따른 노킹 저하로 점화시기를 진각할 수 있어 엔진 출력의 향상을 가져왔으며, 실린더블록 금속면의 온도 상승으로 피스톤의 마찰손실 저감과 열전달율 감소로 피스톤 간극 축소를 가져와 미연소가스 생성 억제, 열효율 향상의 효과가 나타났다.|The ideal cooling system of engine and the effect followed of it contribute greatly to the engine performance. The change of engine performances depending on the improvement of engine cooling system is the main subject for this study and these experiments are carried out in the specific engine, which has same technical specifications by fitting the conventional cooling system and the split cooling system, respectively and get various experimental results like engine outputs, fuel consumption, engine cooling temperature, and surface temperature of metal, etc. Reformed split cooling system is transformed from the in-line type coolant flow, which is flowing via water jacket from the cylinder block to cylinder head into the parallel type coolant flow which is also flowing via water jacket but cylinder head & cylinder block separated and blocked each other. Through these experiments, it took effect on the improvement of engine performance by advancing the ignition timing due to the reduction of engine knocking as a result of the drop of temperature in cylinder head and also this brought various positive effects like the suppression of blow-by gas creation, improved thermal efficiency, and so on due to the reduction of piston friction loss as a result of the temperature rise of metal surface and the reduction of piston gaps as a result of the reduction of total heat capacity.