06/01/2014

일본 승용차 가솔린엔진 열효율향상기술 (아트킨슨 사이클 채용)

일본 승용차 가솔린엔진 열효율향상 기술 (아트킨슨 사이클 채용)

[일본 승용차 가솔린엔진 열효율향상 기술 (마찰손실 저감기술)] 의 일전의 포스팅에 언급한 아트킨슨 사이클 기술에 관행 설명드리고자 한다.

일본 승용차 가솔린엔진에서 최고열효율은 토요타의 크라운 하이브리드(Crown Hybrid)에 탑재된 배기량 2.5L, 직렬4기통으로, 최고열효율 38.5%을 달성한 엔진 [2AR-FSE]과 혼다의 어코드 하이브리드(Accord Hybrid)에 탑재된 배기량 2.0L,직렬4기통, 최고열효율 38.8%을 달성한 [LEA]가 있다.

위의 2AR-FSE과 LEA 엔진의 공통점인 마찰손실저감 기술외의 두번째 공통기술 특징은 아트킨슨 사이클을 채용하고 있는 것이다. 이 기술은 펌핑로스을 저감하는 기술이다.

현재의 가솔린엔진에서 아트킨슨 사이클을 실현하는 수법으로서는 흡기밸브의 닫는 타이밍을 늦추는 것이 일반적인다. 이것은 흡기행정에서 피스톤이 상승하기 시작해도 흡기밸브를 열어놓고 실린더내에 들어온 공기의 일부를 흡기매니폴드 내에 돌려 넣는 수법이다. 부분부하 영역여서는 통상적으로 스로틀밸브 경로를 줄여서 흡입 공기량을 줄인다. 이 수법은 엔진에 공기를 불어넣기 위해 피스톤이 소모적인 일을 하지 않으면 안되게 되어 펌핑로스가 발생한다. [흡기밸브의 닫는 타이밍을 늦추는 것]으로 이 펌핑손실이 줄어들어 효율이 향상된다.

토요타 크라운과 혼다 어코드도 아트킨슨 사이클을 가변벨브 타이밍기구에 의해 [흡기밸브의 닫는 타이밍을 늦추는 것]으로 실현하는 것은 공통적이다. 여기에 더해서 어코드 에서는 흡기밸브에 [VTEC(가변밸브 타이밍

리브트 기구)]을 채용해서 아트킨슨 사이클 운전시에는 밸브의 개방구 시간이 긴 [연비용 캠]으로 전환하여 흡기를 돌리는 효과를 높였다.

◆　VTEC(가변밸브 타이밍리브트 기구)