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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이지근
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 전북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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화석연료의 고갈과 지구 온난화 문제가 전 세계적인 이슈로 부각되면서 수송차량을 포함한 화석 연료를 사용하는 다양한 기계장치에서 배출되는 CO2 배출 규제 및 연비규제가 엄격히 강화되고 있다. 화석연료의 연소에서 발생하는 CO2의 저감 방안은 연비개선을 통한 화석 연료의 사용량을 줄이는 방법밖에 없기 때문에 강화되고 있는 연비규제와 CO2 배출 규제에 대응하기 위한 해결방안은 같은 맥락이라 할 수 있다. 화석연료를 사용하는 기계장치들은 초기 냉간 시동시 다량의 유해 배기가스가 배출되며, 이를 해결하기 위한방안들이 연구되고 있다.
따라서 본 연구에서는 지게차에서 버려지는 배기가스 폐열을 직접 EGR(Exhaust heat Recovery Module)을 이용하여 ATF(automatic transmission fluid) Heater에서 ATF의 빠른 워밍업에 활용한다. 또한 HF Heater를 이용하여 HF(Hydraulic fluid)의 빠른warm-up을 실제 지게차를 활용하여 초기 냉간 시동시의 Fast warm-up시스템을 장착하고 열관리를 통한 온도 특성과 연비특성을 실험적 고찰하였다. 그 결과로 ATF는 68%, HF는 53% 더 빠르게 웜업 되었으며, 작동유가 웜업이 되는 구간인 30분 동안의 연료소비율은 약 7.21% 향상되었다.
또한 지게차의 엔진룸은 좁은 공간에 엔진 및 유압기기 등 고발열 부품들이 밀집되어 있어 웜업이 끝난 지게차가 가혹조건에서 계속 사용이 될 경우 방열 문제로 인한 성능 저하와 고장 등이 발생하고 있다. 차량의 경우 고속/고부하 운전 조건에서 주행풍을 이용한 방열이 가능하지만 건설기계의 경우 주로 정차하여 작업하거나 주행을 하더라도 40km/h 이하의 느린 속도로 이동하므로 냉각에 주행풍을 이용할 수 없어 자동차에 비해 냉각에 어려움을 겪고 있다.
따라서 본 연구에서는 웜업이 끝난 지게차를 계속 가혹조건으로 운전 하였을 때 지게차의 열관리를 보다 효과적으로 할 수 있는 차폐 구조물을 설계하여 장착한다. 또한 장착된 지게차의 엔진과 더불어 가장 큰 비중을 차지하고 있는 팬을 개선하고, 개선된 팬과 가장 효율이 좋게 나타나는 고효율 공냉식/수냉식 열교환기를 개발하였다. 개선된 단품들을 지게차에 장착하여 열관리에 대한 실험적 고찰하였다.
따라서 본 연구에서는 지게차에서 버려지는 배기가스 폐열을 직접 EGR(Exhaust heat Recovery Module)을 이용하여 ATF(automatic transmission fluid) Heater에서 ATF의 빠른 워밍업에 활용한다. 또한 HF Heater를 이용하여 HF(Hydraulic fluid)의 빠른warm-up을 실제 지게차를 활용하여 초기 냉간 시동시의 Fast warm-up시스템을 장착하고 열관리를 통한 온도 특성과 연비특성을 실험적 고찰하였다. 그 결과로 ATF는 68%, HF는 53% 더 빠르게 웜업 되었으며, 작동유가 웜업이 되는 구간인 30분 동안의 연료소비율은 약 7.21% 향상되었다.
또한 지게차의 엔진룸은 좁은 공간에 엔진 및 유압기기 등 고발열 부품들이 밀집되어 있어 웜업이 끝난 지게차가 가혹조건에서 계속 사용이 될 경우 방열 문제로 인한 성능 저하와 고장 등이 발생하고 있다. 차량의 경우 고속/고부하 운전 조건에서 주행풍을 이용한 방열이 가능하지만 건설기계의 경우 주로 정차하여 작업하거나 주행을 하더라도 40km/h 이하의 느린 속도로 이동하므로 냉각에 주행풍을 이용할 수 없어 자동차에 비해 냉각에 어려움을 겪고 있다.
따라서 본 연구에서는 웜업이 끝난 지게차를 계속 가혹조건으로 운전 하였을 때 지게차의 열관리를 보다 효과적으로 할 수 있는 차폐 구조물을 설계하여 장착한다. 또한 장착된 지게차의 엔진과 더불어 가장 큰 비중을 차지하고 있는 팬을 개선하고, 개선된 팬과 가장 효율이 좋게 나타나는 고효율 공냉식/수냉식 열교환기를 개발하였다. 개선된 단품들을 지게차에 장착하여 열관리에 대한 실험적 고찰하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 동향 및 목적 11.1.1 연구 배경 11.1.2 연구 동향 51.1.3 연구 목적 13제 2 장 이론적 배경 142.1 Fast warm-up 시스템 142.1.1 배기시스템 142.1.2 배기열 회수 기술 162.1.3 Fast warm-up 시스템의 개념 172.2 열관리 182.2.1 엔진 열관리 182.2.2 트랜스미션 열관리 192.2.3 점도, 점성계수 동점성계수 20제 3 장 실험 장치 및 방법 223.1 주요 실험 장치 223.1.1 실험용 지게차 233.1.2 Fast warm-up 시스템 레이아웃 243.1.3 Fast warm-up 시스템 요소 부품 273.1.4 Fast warm-up 시스템 지게차 장착 323.1.5 열관리 시스템 레이아웃 333.1.6 열관리 시스템 요소부품 363.1.7 열관리 시스템 실차 장착 403.1.8 계측 장비 443.2 실험 방법 463.2.1 Fast warm-up 시스템 시험방법 463.2.2 열관리 시스템 시험방법 50제 4 장 실험 결과 및 고찰 514.1 Fast warm-up 시스템 시험결과 및 고찰 52 4.1.1 base 지게차의 웜업 성능 시험 결과 및 고찰 524.1.2 EHR Unit, ATF Heater 해석 설계 및 실차 장착시험 결과에 대한 고찰 564.1.3 HF Heater 해석 설계 및 실차 장착시험 결과에 대한 고찰 774.1.4 Fast warm-up 시스템 실차 장착 성능시험 결과 및 고찰 904.2 지게차 열관리 성능시험결과 및 고찰 974.2.1 선진사 지게차와 base 지게차의 성능 비교 974.2.2 공냉식 열교환기 해석 설계 및 실차 장착 시험결과에 대한 고찰 1074.2.3 팬 해석 설계 및 실차 장착 시험결과에 대한 고찰 1114.2.4 공냉식/수냉식 혼합 열관리 시스템 요소부품 해석 설계 및 실차 장착시험결과에 대한 고찰 124제 5 장 결 론 135References 138Abstract 145부록 148
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