8-8 2018 [추계학술대회]
| 제목 | GDI 연료레일 피로하중 예측 |
|---|---|
| 분야 | 가솔린엔진 |
| 언어 | Korean |
| 저자 | 오승혁(현대케피코), 김대성(자동차부품연구원), 강영일(현대케피코), 구광원(현대케피코) |
| Key Words | Fuel Rail(연료레일), Gasoline Direct Injection(가솔린 직접 분사), Fatigue Load(피로하중), Reliability(신뢰성), Damage(손상도) |
| 초록 |
GDI(Gasoline Direct Injection) 시스템에서 연료레일은 펌프에서 전달되는 고압의 연료를 일시적으로 저 장하여 연료분사장치에 고르게 분배하는 역할을 한다. 고압으로 공급되는 연료는 차량의 운행 환경에 따라 반복적인 압력을 형성하게 되고 연료레일 내부에 피로하중으로 작용한다. 이러한 피로하중은 연료 레일의 피로 파괴를 유발 할 수 있으며 이는 부품의 신뢰성을 저하시키는 원인이 된다. 또한 최근 강화 된 환경규제에 따라 분사 연료를 고압화하여 연소 성능을 향상 시키는 추세이며, 이 로 인해 엔진 부품이 작동하는 환경은 더욱 가혹해졌다. 따라서 현재보다 가혹한 환경에 대한 연료레일 의 신뢰성을 확보할 필요가 있으며, 이를 위해 실제 환경을 고려한 피로 특성 분석이 실시 되어야 한 다. 하지만 고압화 엔진의 연료레일에 가해지는 실제 하중을 개발단계에서 측정하기는 불가능하며, 개 발 기간 및 비용을 감안했을 때 설계단계에서 부품에 가해지는 피로하중을 미리 예측할 수 있는 방법 을 개발하여 이러한 문제를 해결할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 고압의 환경에서의 피로하중을 예측하는 방법을 개발하였다. 이를 위해 기존에 분석된 연료레일의 피로하중과 가속수명시험을 통해 도출된 부품의 수명 곡선을 이용하여 부품의 손상 도 모델을 도출하였으며, 실제 차량 운전환경에서 연료레일에 가해지는 하중 특성을 추출하였다. 추출 된 특성을 손상도 모델에 반영하여 고압 환경의 손상도 모델을 예측하였으며, 예측된 손상도 모델은 압 력-횟수 기준의 피로 하중 모델로 재변환 하였다. 결과적으로 본 연구에서는 기존 데이터를 기반으로 다양한 압력범위의 환경에서 연료레일에 가해지 는 피로하중을 미리 예측할 수 있는 방법을 개발 하였으며, 향후 본 결과를 기반으로 연료레일의 신뢰 성 평가 및 검증 절차에 대한 연구를 진행할 예정이다. |
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