자동차용 엔진 냉각 시스템의 이론적 해석

Abstract

자동차의 엔진 냉각 시스템은 저 연비, 공해 감소, 엔진 수명 향상을 포함한 엔진의 성능 향상과 밀접한 관계가 있으나 설계 시 냉각 시스템에서 각 요소의 성능과 복잡한 반응때문에 시험 차량에 의한 하드웨어 실험은 많은 비용과 시간이 소비되고 여러 조건에 의한 시스템의 반응을 분명히 이해하기 힘들기 때문에 컴퓨터 시뮬레이션은 설계자들에게 값싸고, 효과적인 설계와 광범위한 조건에서 자동차 엔진 냉각 시스템의 설계, 개발, 최적화를 할 수 있는 분석 도구이다. 본 연구는 냉각 시스템 구성 요소인 엔진, 라디에이터, 히터, 서모스탯, 워터 펌프, 냉각 팬 등을 모델링하고 수치 해석을 통하여 자동차의 시동 시, 정속 주행 시, 시내 주행 시, 등판 주행 시 엔진 냉각 시스템의 열적 성능을 컴퓨터 프로그램으로 예측 가능하게 하고 나아가 엔진 냉각 시스템의 구성 요소의 설계 변화와 시스템의 배열 변화를 가능하게 함으로 복잡한 엔진 냉각 시스템의 성능 향상이 가능한 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다.

In this work, it has been predicted the thermal performance of the engine cooling system in cases of stationary mode, constant speed mode, city-drive mode, and hill-climb mode by theoretical modeling of each component and numerical analysis. The modelling components are engine, radiator, heater, thermostat, water-pump, and cooling-fan. And also it has been developed the simulation program that can be used in case of design and system configuration changes. The comparison has not been made to verify the results of this work with experimental data, but the overall tendencies were agreed well with those of actual situation in four modes

In this work, it has been predicted the thermal performance of the engine cooling system in cases of stationary mode, constant speed mode, city-drive mode, and hill-climb mode by theoretical modeling of each component and numerical analysis. The modelling components are engine, radiator, heater, thermostat, water-pump, and cooling-fan. And also it has been developed the simulation program that can be used in case of design and system configuration changes. The comparison has not been made to verify the results of this work with experimental data, but the overall tendencies were agreed well with those of actual situation in four modes