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자동차 엔진용 2단 가변밸브 구동장치 개발 원문보기
Development of a Two-Step Variable Valve Actuation System for Automotive Engines

  • 저자

    김동일

  • 학위수여기관

    울산대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    기계자동차공학과 기계자동차공학전공

  • 지도교수

    김도중

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

  • 키워드

    가변밸브 VVL 2-Step 2단 가변밸브;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13540444&outLink=K  

  • 초록

    본 연구의 대상이 되는 2단 가변밸브 구동장치는 기존 직접구동형 밸브트레인에서 캠과 태핏의 형태를 변경하여 밸브를 2단으로 제어할 수 있도록 고안된 장치로서 기존 밸브트레인 시스템과 비교해 볼 때 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 가능성이 있다. 기존 밸브트레인 시스템은 밸브의 열림량 및 열림기간이 고정되어 엔진의 특정 회전속도에서만 최적의 효율을 낼 수 있도록 설계되어 있다. 하지만 2단 가변밸브 구동장치는 부하에 따라 밸브의 변위를 2단으로 제어하여 최적의 효율을 내는 엔진회전속도 구간을 확장함으로써 엔진의 효율을 향상 시킬 수 있다. 2단 가변밸브 구동장치는 기존 직접구동형 밸브트레인에서 캠과 태핏이 각각 낮은 캠(low cam)과 높은 캠(high cam), 내측태핏(low tappet)과 외측태핏(high tappet)으로 분리된 형태이다. 분리된 캠은 기존 밸브트레인의 캠 설계방법과 동일한 방법으로 설계가 가능하지만, 밸브를 2단으로 구현하기 위하여 태핏 내부에 추가로 구성된 스위칭 시스템은 기존에 제시된 설계방법이 없다. 이에 따라 2단 가변밸브 구동장치에 맞는 스위칭 시스템의 설계방법 및 최적화에 대한 새로운 방법을 제시하였다. 밸브를 2단으로 제어하기 위하여 분리된 캠은 태핏과 접촉하는 면적이 감소하여 밸브 열림 구간에서 접촉응력이 증가하며, 분리된 태핏은 내부의 스위칭 시스템이 구성됨으로써 이동질량이 증가하여 고속에서 비정상적인 운동이 발생할 가능성을 가지고 있다. 또한 스위칭 시스템은 스프링과 오일의 압력에 의해 작동되는 장치로서 특정 조건에서는 밸브의 가변이 불가능할 가능성이 있다. 이에 따라 엔진 리그 시험 장치를 구성하여 다양한 조건에서 밸브의 동적 거동을 측정하여 기구의 동적 안정성 및 내구성을 검증하였다.


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