시간영역 파형 합성 방법에 의한 친환경 자동차의 엔진소리 합성에 관한 연구

박형우(Hyung Woo Park) 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.9

과학기술과 기계공학의 발전으로, 차량을 움직이는 동력원이 내연 기관에서 전기 모터와 같은 다른 동력원으로 바뀌고 있다. 아직 100% 전기차량의 수가 화석연료를 사용하는 차량보다 적지 만, 장래에 전기 자동차가 다양한 이유로 널리 사용될 것으로 예상된다. 특히 전 세계적으로 환경 친화적인 자동차를 개발하고 사용하는 요구에 따라 다양한 저공해 자동차를 개발하고 사용하고 있다. 이 환경친화적 자동차는 다양한 장점이 있는데, 그중 엔진에서 발생하는 폭발에 의한 소음이 없는 것이 장점이다. 특히, 저속주행을 하면 약간의 조작 음이 발생하며, 차량이 이동하고 있음을 차량의 내외부에 알리기 어렵다. 내연 기관을 사용하는 차량은 저속이든 고속 운행을 하는 여부에 관계없이 엔진 내부의 4 ~ 2 행정에 따라 연료와 공기를 연소시고, 이때 연료를 소비하여 생성 된 에너지가 차량을 움직입니다. 그리고 엔진 연소는 원하지 않는 다양한 오염 물질도 함께 생성되는데, 배기가스, 소음, 진동 및 폐열 등이 그 예 이다. 그 중 소음은 너무 시끄럽지 말아야 한다는 규정에만 맞춘다면, 이동하는 차량의 경고 또는 위험을 차량 주위 사람들에게 알리는 수단으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 친환경차량 운전 시 엔진 소리를 만드는 방법에 대해 논하고자 한다. 엔진 소리를 재생산하기 위해 기존의 내연기관의 엔진 소리를 분석하고 음향생성 및 합성 원리를 사용하여 엔진소리를 만드는 방법을 제안하고자 한다. 기존 VESS와 같은 장치는 단순히 차량의 엔진 사운드를 저장하고 상황에 따라 재생하는데, 이는 메모리를 많이 사용하게 된다. 그러나 제안 된 시스템은 적은 메모리를 사용하지만, 내연기관의 엔진 소리와 매우 유사한 소리를 재생할 수 있다. According to the development of vehicle science and technology, motors that move using the forces generated by the internal combustion engine have been moved by electric motors. Although the number of electric-only vehicles is still lower than that of oil-filled vehicles, electric vehicles are expected to be widely used for various reasons in the future. In particular, various low-pollution vehicles have been manufactured and operated according to the demand to develop environment-friendly vehicles worldwide. These eco-friendly cars have advantages in common and low noise in our shop. Particularly, when running at a low speed, a slight operation sound is generated, and it is difficult to notify the inside and outside of the vehicle that the vehicle is moving to the people. Vehicles using an internal combustion engine burn fuel and air according to four or two strokes inside the engine, whether low speed or high speed. At this time, the energy generated by consuming the fuel moves the vehicle. In addition, various pollutants that we do not want are generated. Examples are exhaust gas, noise, vibration and heat. Among them, noise can be used as a means of notifying the people around the vehicle of the warning or danger of a moving vehicle if the noise is as specified in the standard. In this study, we will discuss the method of releasing engine sound during the operation of environment friendly vehicles. In order to reproduce the engine sound, we analyze the existing engine sounds and propose a method of making the engine sound using the sound generation and synthesis principle. Devices such as the existing VESS simply record the engine sound of the vehicle and reproduce it according to the situation. However, the proposed system uses less memory but can reproduce coterminous engine sounds.

내연기관차의 대체를 위한 전기차의 해결과제

박오영 ( Ohyoung Park ) 인문사회 21 2023 인문사회 21 Vol.14 No.1

연구 목적: 산업 전반에 중추적인 역할을 하여온 내연기관차의 폐지가 국가 산업에 미치는 영향에 대하여 분석하고 전기차 일변도로 개발하여 가는 데 대한 해결과제와 문제점을 검토한다. 연구 방법: 전기차와 하이브리드차의 10년간의 총소유 비용과 손익을 분석하고 하이브리드차의 이점과 전기차와 내연기관차의 가격을 비교하고 검토하였다. 연구 내용: 내연기관차의 몰락으로 인한 산업 전반의 대응 방법을 검토하고 전기차 배터리의 원재료 수급에 대한 차이나 리스크와 전기차 일변도의 개발로 협력 업체와 종업원들의 리스트라 및 배터리 원자재의 급등 충전기 부족 전기차 보조금의 축소 등 전기차의 해결과제와 문제점을 분석하고 검토한다. 결론 및 제언: 내연기관차의 기술을 보전하고 발전시켜가야 하는 것에 대한 분석과 검토를 하였다. 전기차와 하이브리드차의 기술도 발전시키며 차량 개발의 다양화로 소비자의 차량 선택 범위를 넓혀가야 할 필요가 있다, 전기차의 확산을 위하여 산재한 과제를 선결하여야 하며 소비자가 시장을 선도하여 갈 것이다. The impact of the abolition of an internal combustion engine, which has played a pivotal role in the overall national industry, was analyzed and reviewed. In addition, the problems of China’s risk on the supply and demand of electric vehicle batteries were investigated. Furthermore, we analyzed the problems and challenges brought about by the decrease in the employment of partners and employees due to the unilateral development of electric vehicles. By analyzing the total cost of ownership and profit and loss of electric vehicles and hybrid vehicles over ten years, the advantages of hybrid vehicles and ways for consumers to choose vehicles are suggested. The need to expand the range of vehicle choices for consumers through the diversification of vehicle development was reviewed. Ultimately, for the spread of electric vehicles, the discussed problems must be resolved first, and consumers will lead the market.

P8250 학습용 엔진성능의 기초 실험¹

임창수,최준섭,왕소랑 대한공업교육학회 2008 대한공업교육학회지 Vol.33 No.2

The purpose of this study was made for the pre-teacher of university to enhance understanding for the concept of engine performance and to provide information regarding engine performance in the institute of teacher educator. This study was carried out through engine performance experiment with The Cussons Engine Test Bed P8250, internal combustion engine, in order to analyze data quantitatively, and apply and verify factors of controlling engine performance. The main results of this study are as follows: First, power and brake horsepower increased linearly, and torque over the mid-speed as engine rps(revolution per second) decreased. Second, the change of torque and specific fuel consumption were able to be verified and the concept of engine performance was able to be understood. Third, the experimental values of brake horsepower and torque on engine performance showed the same tendency as theoretical values. Fourth, air/fuel ratio increased proportionally as engine speed increased. 본 실험 연구의 목적은 교사교육기관에서 예비 교사들에게 수송기술분야에서 엔진의 기본적인 인자들에 관한 개념 이해를 돕는 데에 있다. 실험엔진으로서 P8250을 사용하여 회전속도를 30~55 rps 범위 내에서 내연기관의 성능의 지배인자인 토크, 제동마력, 연료소비량 등의 기존자료를 구하였고, 이들을 바탕으로 기관의 제동마력과 토크선도로 구성되는 성능곡선을 만들었다. 이 연구에서 얻은 주요 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 엔진의 회전속도가 증가함에 따라서 동력 및 제동마력은 선형적으로 증가하고, 중속이상에서는 토크가 감소하였다. 둘째, 토크 및 비 연료 소모량의 변화를 확인할 수 있어 엔진성능의 개념을 이해할 수 있다. 셋째, 엔진성능의 제동마력과 토크의 실험값은 이론값과 유사한 경향을 보였다. 넷째, 회전속도에 따른 공연비는 엔진 회전수가 증가할수록 비례적으로 증가하였다.

내연기관에 적용하기 위한 10 kW급유기랭킨사이클의 구심 터빈에 관한 실험적 연구

신동길,김영민,류영현 한국마린엔지니어링학회 2018 한국마린엔지니어링학회지 Vol.42 No.4

Internal combustion engines are used as the main power source in various fields. They emit carbon dioxide during the combustion process. Among the various ways to reduce carbon dioxide, one would be to reduce fuel consumption. In this study, we compare and analyze the performance of the radial turbine applied to the expander of the 10 kW class ORC system. Waste heat of the engine is recovered to reduce the fuel consumption of the internal combustion engine. The ORC system was constructed using R134a as the working fluid, and the experiment was conducted. The expander is a permanent magnet synchronous type generator with two poles and an integral radial turbine. The maximum number of revolutions is 100,000 rpm. The expander is the most important core component to improve the efficiency of the ORC system. The heat source of the ORC system can be divided into exhaust heat and cooling water heat. The authors have constructed and tested a high temperature oil boiler to simulate the heat of the individual hot exhaust and a low temperature steam boiler, to simulate the engine coolant heat of the low temperature boiler. 내연기관은 다양한 분야에서 주 동력원으로 사용되고 있는데, 연소과정에서 이산화탄소를 배출한다. 이산화탄소를줄이기 위한 여러 가지 방법 중에서 연료소모량을 줄이는 방법이 있다. 본 연구에서는 내연기관의 연료 소모량을 줄이기 위해서 엔진 폐열 회수를 위한 10 kW급 ORC 시스템의 팽창기로 적용된 구심 터빈 성능을 비교, 분석하였다. R134a 를 작동유체로 사용하여 ORC시스템을 구성하여 실험을 수행하였다. 팽창기는 2극을 가진 영구자석동기 발전기와 일체형 구심 터빈으로서, 최대 회전수는 100,000 rpm 이다. 팽창기는 ORC 시스템의 효율향상을 위해서 가장 중요한 부품이라고 할 수 있다. ORC 시스템의 열원은 배기열과 냉각수열로 구분할 수 있다. 고온 열매체인 배기열을 모사할 수 있는고온 가스 보일러와 저온 열매체인 엔진 냉각수열을 모사할 수 있는 저온 스팀 보일러를 각각 구성하여 실험 하였다.

수소경제 시대에 내연기관의 경쟁력 고찰 - 수소 내연기관 개발 지원 및 친환경 동력원 분류의 필요성 -

이정우(Jeongwoo Lee) 한국기계연구원 2022 기계기술정책 학술지 Vol.1 No.1

친환경차와 내연기관차의 국가 간 그리고 국내 지역간 수출경쟁력 분석 : 2요인, 3요인, 4요인, 8요인 불변 시장점유율분석과 국제공간변이할당분석

박정환(Park, Jeongwhan) 전북대학교 산업경제연구소 2021 아태경상저널 Vol.13 No.3

오늘날의 자동차 산업은 가솔린엔진과 디젤엔진의 효율성을 극적으로 향상시켰고, 엄격해지는 배출가스 규제에 대한 적응을 위한 조치를 다양하게 강구하고 있다. 이러한 노력과 발전에도 환경오염의 주범에서 벗어나지 못해 내연기관차의 종식은 피할 수 없는 현실이 되고 있으나 여전히 내연기관차가 자동차의 주종을 이룬다는 점에서 친환경차뿐 아니라 내연기관차에 대한 연구를 경시하기 어렵다. 본 연구는 불변시장점유율모형과 변이할당모형을 이용하여 내연기관차와 친환경차의 수출변동을 요인별로 분해한다. 8개 변수로 구성된 불변시장점유율모형을 승용차에 적용하여 성장효과, 상호작용효과, 특정경쟁력효과, 동태적 구조효과는 수출증가에 기여하며, 일반경쟁력효과가 양의 값을 갖는데 비해 특정경쟁력효과는 음의 값을 가져 전반적인 경쟁력 약화에 따른 수출감소를 특정 시장에서의 수출증가로 보전하고 있음을 보인다. 3개 효과로 구성된 불변시장점유율분석을 실시하여 전반적으로 한국의 경쟁력효과가 규모효과와 교차효과보다 더 큰 영향을 미친다는 것도 밝힌다. 한국의 친환경차 수출변동을 8개 효과로 분해하여 규모효과, 상호작용효과, 일반경쟁력효과, 동태적 구조효과, 순이차효과, 시장효과는 수출증가로 작용하나 상품효과와 특정경쟁력효과는 감소요인으로 작용하며, 친환경차의 수입비중이 높은 시장에서 상품구조가 수출을 증가시키는 요인이라는 것을 보인다. 전반적인 경쟁력 우위에 따라 수출증가가 이루어지나 특정 시장에서는 경쟁력 약화로 수출이 감소한다는 것도 보인다. 변이할당분석을 실시하여 친환경차 수출에서 한국의 수출증가는 경쟁력보다 수출구조의 영향을 크게 받는다는 것도 밝힌다. The Constant Market Shares (CMS) methodology has been a useful tool for decades, and is often used to identify the factors underlying export performance across countries. Most recently, the CMS has been widely used in the international trade and its inter-disciplinary literature. The model divides the total export growth into eight different parts: growth effect, market effect, commodity effect, structural interaction effect, general competitive effect, specific competitive effect, pure second-order effect and dynamic structural residual. By analyzing the changes of these effects, wee can determine the changes in competitiveness of the export commodities in the target country. This paper shows that for Korea’s internal combustion engine cars the growth effect, the structure interaction effect, the specific competitiveness and the dynamic structural effect are positive, but the market effect, the commodity effect, the comprehensive competitiveness effect and pure second-order effect are negative using the constant market share analysis. The decomposition results also show that for Korea’s green cars the scale effect, the structure interaction effect, the pure second-order effect and the market effect are positive, while the commodity effect and the specific competitiveness effect are negative. The observation about shift and share effects is that shift effect is an important source that explains more than 300 percent of the changes in Korea’s car exports to the world market but its competitive position deteriorates against the world for the negative shift effect. The shift-share analysis indicates that for Korea, the US, and France the export growth of green car is more affected by export structure than competitiveness, while for Belgium, Austria and the UK competitiveness is a driving force. The export of green cars from China, Japan, Sweden, Italy and Germany is found to be greatly affected by the global market.

전기자동차 전환의도에 영향을 끼치는 요인에 관한 연구 - Pull-Push-Mooring 프레임워크 관점 -

박상균,김지대,황윤민 충북대학교 국가미래기술경영연구소 2023 기술경영 Vol.8 No.1

The purpose of this study is to present 6 variables that affect the intention to switch to electric vehicles based on the PPM(Pull-Push-Mooring) framework of migration theory, and to identify the effects of these 6 variables on PPM factors and the intention to switch to electric vehicles. As a research method, this study conducted a survey on 207 domestic drivers aged 18 or older in Korea, and applied the empirical analysis method using PLS 4.0 software. The results of the empirical analysis can be summarized as follows. First, it was found that both of the economic benefits of electric vehicles and driving pleasure had a positive effect on Pull(attractiveness of electric vehicles). In turn, Pull had a positive effect on the intention to switch to electric vehicles. Second, both of dissatisfaction with internal combustion engine vehicles and high maintenance costs of internal combustion engine vehicles had a positive effect on Push(distrust of internal combustion engine vehicles). But Push(distrust of internal combustion engine vehicles) did not have a significant effect on the intention to switch to electric vehicles. Third, both of technological immaturity and high information search cost of electric vehicles had a positive effect on mooring(lock-in to internal combustion engine vehicles). Mooring had a negative effect on the intention to switch to electric vehicles. The implications of this study are as follows. First, theoretically, what differentiates this study from previous studies is that it understands the intention to switch to electric vehicles by applying the PPM framework of migration theory. Second, in practice, the results of this study show that electric vehicle supply and sales companies actively promote the attractiveness of electric vehicles(economic benefits, driving pleasure), and solve the disadvantages of electric vehicles (technical immaturity, high information search costs).

HHO Gas에 의한 가솔린 기관의 배기가스 특성에 관한 연구

김규성,박성천,조정현 한국기계기술학회 2017 한국기계기술학회지 Vol.19 No.4

Emissions of hazardous substances in automobiles are caused by combustion of internal combustion engines, friction of brake pads and tire wear. In this study, we propose a method to reduce the harmful substances emitted in internal combustion engine by using HHO gas. In order to reduce the exhaust gas of the internal combustion engine, HHO gas having excellent combustion characteristics was added to the combustion chamber. The HHO gas generator was installed in the intake line and the HHO gas was introduced into the combustion chamber with the mixed gas through the intake line. At this time, we compared and analyzed the performance of the engine performance on the presence and absence of HHO gas.

내연기관 실린더 헤드 조립체 내부의 냉각수 유동 및 열전달에 관한 연구

서용권(Y.K. Suh),허성규(S.G. Heo),김병휘(B.H. Kim) 한국전산유체공학회 2009 한국전산유체공학회지 Vol.14 No.1

In this study we investigated the characteristics of fluid flow and heat transfer within a coolant passage in the cylinder head assembly of an internal combustion engine by using a commercial CFD code, CFX The complex coolant passage of the cylinder head assembly was modelled by suitable choice of a grid system and careful attention was paid in the construction of meshes near the walls where significant cooling occurs. To treat the simultaneous heating and cooling of the combustion walls we invented a methodology allowing a heat source within the solid wall and the convective cooling at the interface between the solid and the fluid. We managed to reproduce the experimental results by adjusting parameters appropriately. We have found that high temperature was concentrated at the surface of the cylinder jacket. It turned out that the effect of oil cooling from the piston head was unexpectedly significant. On the other hand the effect of cooling from the ambient air is almost negligible. The CFD method proposed in this study is believed to be useful in the early stage of the design of the engine-cooling system.

자동차용 환상형 소음기에 관한 실험적 연구

김병삼,김우진 한국기계기술학회 2023 한국기계기술학회지 Vol.25 No.6

Internal combustion engine is the main source of environmental pollutants and therefore advanced technology is required to reduce harmful elements from the exhaust gases all over the world. Especially, when the exhaust gas is released from the automotive muffler, exhaust noise has many bad influence on the surrounding environment. In order to reduce the exhaust noise, it is necessary that automotive muffler must be designed for best exhaust efficiency. The sound insulation room was installed for the analysis of an acoustics characteristics of the noise from automotive muffler, in this study. Exhaust gas noise, noise distribution characteristics, pressure and temperature of exhaust gas were investigated with the change of annulus temperature of air cooled annulus automotive muffler and cooled annulus automotive muffler. The following results were obtained with this study. From the frequency analysis of automotive muffler, high noise distribution was observed in the range 100~2000Hz. It means that the noise in this range has an dominate influence for the overall noise. Noise reduction of automotive muffler was affected by the temperature of annulus. It is caused the result that the high temperature and pressure of exhaust gas are changed lower by the drop of annulus temperature. The tendencies of noise, the temperature and pressure of exhaust gas are similar to the performance curve of engine. Exhaust gas pressure is determined by the r.p.m. of engine and affected by the cooling performance of automotive muffler.