[논문]대기 온도변화와 주행 조건에 따른 LPG 자동차의 연비 분석 연구

이일권; 전윤수; 김청균; 김한구; 이병관; 김영규; 한주현; 김도현; 강현준

대기 온도변화와 주행 조건에 따른 LPG 자동차의 연비 분석 연구
Study for Fuel Consumption Analysis according to Atmosphere Temperature Variation and Driving Condition of LPG Automotive 원문보기

이일권 (대림대학 자동차과) , 전윤수 (대림대학 자동차과) , 김청균 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터) , 김한구 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터) , 이병관 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터) , 김영규 (한국가스안전공사) , 한주현 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터) , 김도현 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터) , 강현준 (홍익대학교 트라이볼로지 연구센터)

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문제 정의

이 논문의 목적은 실제로 운행하는 액화 석유 가스 자동차에서 운행 조건에 따라 연료가 소모되는 정도를 측정하여 이를 바탕으로 연비를 분석하여 자동차의 올바른 관리방법을 제시하고자 하는 데 있다.

제안 방법

시험 차량은 주행 전후에 연료를 연료 탱크에 완전히 채워서 연료 총 사용량을 구하는 풀 (full) 탱크 방법을 사용하였다. 이러한 방법으로 시험한 데이터를 분석한 결과는 다음과 같다.
l에 나타나 있다. 주행을 할 때 여러 가지 조건을 주면서 LPG 연료를 주입한 데이터를 기록한 것을 분석하여 보았다. 자동차 제작사에서는 정속주행으로 측정한 연비를 공개하고 있다.
이 논문에서는 풀(full) 탱크법을 사용하였다. 즉, 운전자가 시험차에 약 5년동안 몇 가지 변수를 주면서 운행한 데이터를 바탕으로 주입한 연료 주입량과 주행거리를 이용하여 데이터 가운데 활용도가 높은 데이터를 가지고 최적화 조건으로 연비를 분석 . 연구하여 보았다.
덥지도 춥지도 않은 때의 변수로 조건을 주었다. 즉, 측정된 기간의 온도를 평균값으로 산정하여 연비를 분석하였다. 그래프에서 보면 연비가 가장 좋은 실험값은 21〜26.
첫째, 온도에 따른 연비는 측정된 기간의 온도를 평균값으로 산정하여 연비를 분석하였다. 연비는 운전자의 엔진작동 조건이 가장 양호한 조건에서 연비가 좋은 것을 알 수 있다.

대상 데이터

시험 차량은 1.8 LPG 차량으로 수동변속기가 장착된 자동차를 사용하였다. 차량의 제원은 Table.
시험 차량은 국내에서 생산된 승용 자동차를 대상으로 하였다. 차량의 관련 제원은 Table.
Fig3은 엔진오일을 교환하기 전과 교환후의 연비를 보여주는 것이다. 이 차량의 윤활유는 국내에서 생산된 SAE 5W/30의 오일을 사용하였고, 약 9, 500km 주행한 다음 교환하였다. Fig.

이론/모형

이 논문에서는 풀(full) 탱크법을 사용하였다. 즉, 운전자가 시험차에 약 5년동안 몇 가지 변수를 주면서 운행한 데이터를 바탕으로 주입한 연료 주입량과 주행거리를 이용하여 데이터 가운데 활용도가 높은 데이터를 가지고 최적화 조건으로 연비를 분석 .

성능/효과

즉, 측정된 기간의 온도를 평균값으로 산정하여 연비를 분석하였다. 그래프에서 보면 연비가 가장 좋은 실험값은 21〜26.5°C로서 운전자의 엔진작동조건이 가장 양호한 조건에서 연비가 좋은 것을 알 수 있다. 온도가 가장 높은 영역에서는 최고 연비를 약간 밑도는 것을 확인할 수 있다.
넷째, 정상적인 운전, 급출발, 급가속, 급제동하였을 때의 연비는 정상적인 운전에서 가장 연비가 좋은 것으로 확인되었다. 이것은 정상적인 운행중에는 엔진과 차량의 부하가 적으므로 이것으로 인해 연료 소모가 적은 것으로 사료된다.
연비는 운전자의 엔진작동 조건이 가장 양호한 조건에서 연비가 좋은 것을 알 수 있다. 대기 온도가 낮을 때보다는 대기 온도가 높을 때가 연비에 유리하다는 것으로 확인하였고, 운전조건의 최적성이 연비에 어느 정도 영향을 미친다는 것으로 알 수 있었다.
둘째, 베이퍼라이저에서 가스가 누설될 때와 신품으로 교환하여 가스가 누설되지 않을 때를 비교하면 베이퍼라이저에서 가스 누설될 때의 연비가 약 20% 정도 낮은 것으로 확인되었다. 이것은 베이퍼라이저가 오랜 기간 사용되어 내부 가스 기밀을 차단하는 개스킷이 경화되어 가스가 누설됨으로써 연비가 낮아지는 것으로 판단되어 진다.
셋째, 엔진 오일 교환전후의 .연비는 데이터를 분석하여 본 결과 교환 전이나 교환 후나 변화가 크지 않을 것으로 확인되었다. 왜냐하면 엔진오일도 규격이 동일한 엔진 오일이었고, 주행조건도 9, 500km 주행한 상태로 엔진오일의 점도 변화가 그리 크지 않다고 할 수 있다.

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