대형 차량용 엔진 냉각 팬 설계 연구
A Design Study of Engine Cooling Fan for Heavy Vehicle
- 주제(키워드) 팬 블레이드 , 브러쉬리스 모터 , 전산유체역학 , 성능평가
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 허남건
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046498
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
현재의 세계 자동차 시장은 석유 자원의 고갈과 전자화로 높은 연비의 기술적 성숙을 요구하고 있으며, 이는 미래 자동차 기술의 전동화를 가속시키고 있음에 따라 종래 엔진부하로 사용되는 시스템 및 유압시스템의 전동화 기술추이가 지속적으로 증가하고 있다. 이중 엔진 부하 메커니즘의 하나인 엔진 냉각 팬 분야는 소비용량이 크고, 고 연비증감 기술증진의 전동화에 따른 차량 성능개선의 효과가 높아 실용 전동화 용의성에 의해 새로운 최우선 차량 전동부하로 나타나고 있다. 전동 냉각 Fan 시스템은 종래 엔진 구동형 시스템에 비하여 엔진부하를 감소시킬 수 있고, 차량 연비향상 및 유해배출 가스를 저감시킴으로 기술적, 환경적 개발효과가 매우 높다. 본 연구에서는 냉각팬의 블레이드 형상개선 설계, CFD를 활용한 팬 블레이드 유동해석, 수치해석을 활용한 팬 구동 BLDC 모터 연구, 팬 성능평가 내용을 담고 있다. 특히 본 연구에서는 기존 회전 운동 해석 시, 고정 구동 회전속도를 변수로 사용하여 해석 하고 있는데, 모터 성능시험치를 활용하여 회전속도를 변화시켜 해석 정확도를 향상 시키는 방법을 제시 하였다.
more초록/요약
Recently, the vehicle industry has required technological developments regarding high fuel efficiency due to the exhaustion of fossil fuels, which is accelerating the electromagnetic technology of vehicles. And electromagnetic technology development of system used as existing engine subordinate is increasing continuously. Further, issues pertaining to environmental protection (notably, the prevention of global warming) have risen high on the global agenda, leading to stricter regulations on the emission of greenhouse gases such as carbon dioxide (CO2) and toxic pollutants such as nitrogen oxides (NOx) and hydrocarbons (HC). High fuel efficiency in an automobile is vital for low exhaust emissions. Minimizing the energy consumption of cars is an important means of achieving higher fuel efficiency. The new energy-saving vehicles presented in this paper are a response to this demand. Achieved by means of improved component efficiency and optimized system control, it simultaneously meets the needs for cabin comfort and superior fuel efficiency. The engine cooling fan field, relating to engine load mechanisms, is big consumption capacity. Further, the efficiency improvement of vehicular performance through electronics is high. Especially, an engine cooling fan system of a full-sized vehicle (bus, truck) is seen as one of the main means of vehicular fuel efficiency reduction. An electric cooling fan system can reduce the engine load compared to existing engine-driven cooling fan systems, and the development efficiency is very high by vehicles fuel efficiency improvement and reduction in the discharge of poisonous gases. An engine cooling electric fan operates through a motor without deriving power directly from the engine. The rotational energy from the engine is changed into electrical energy through an alternator to drive the motor. The motor again changes this electrical energy to rotational energy, and the fan changes the rotational energy into flow energy. An electric cooling fan can optimize the operational efficiency because one can control the fan operation according to the engine load regardless of the engine speed. This study features a highly effective BLDC motor for engine cooling fans, high effectiveness, and low noise most suitable fan Blade technical development, cooling Fan performance evaluation technical development. Especially, we developed the method in this study, which set voltage of a motor as a boundary condition, to determine rotating speed for CFD analysis and accurate efficiency.
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