초록 ▼

가. 관련 특허 조사 및 Layout 설정
1) 선진업체 Benchmarking 및 목표 성능 예측
가) 기 개발된 요소부품에 대한 시장 경향을 분석하고, 엔진 본체 개발에 적용
2) 회피설계 및 방어특허 출원을 위한 특허 조사
가) 선행 업체와의 특허 및 지적재산권에 대한 분쟁이 우려되는 형상의 경우 사전회피 설계로 개선 적용.
3) Tier4 대응 Non-Road 50kW급 디젤엔진 Layout 설정
가) 중소형 엔진의 장점을 살릴 수 있는 Compact 설계
나) Tier3 엔진과의 호환

가. 관련 특허 조사 및 Layout 설정
1) 선진업체 Benchmarking 및 목표 성능 예측
가) 기 개발된 요소부품에 대한 시장 경향을 분석하고, 엔진 본체 개발에 적용
2) 회피설계 및 방어특허 출원을 위한 특허 조사
가) 선행 업체와의 특허 및 지적재산권에 대한 분쟁이 우려되는 형상의 경우 사전회피 설계로 개선 적용.
3) Tier4 대응 Non-Road 50kW급 디젤엔진 Layout 설정
가) 중소형 엔진의 장점을 살릴 수 있는 Compact 설계
나) Tier3 엔진과의 호환성 유지를 위해 탑재부에 대한 기본 레이아웃 유지하여 시장 접근성 강화
나. 목표 성능 만족을 위한 Concept 설계 및 해석 수행
1) 3D CAE 해석을 이용하여 Emission 만족을 위한 개발 방향 선정
가) 3D data를 이용한 CFD 해석으로 16MPa의 연소압에 견딜 수 있는 본체구조
나) 열적 부하에 대한 Thermal Analysis 수행하여 필요부 냉각 성능 보완
2) 1D-열역학 해석 Simulation을 통한 Concept 설계
가) 목표 성능 달성을 위한 목표 공기량 및 T/C, EGR율에 목표치 설정
3) 실린더블록/헤드용 고강도 주조합금 및 피스톤용 고강도 알루미늄합금 소재 개발
4) 탑재 Vehicle의 장착 공간을 고려한 EGR & DPF Ass'y Layout 설정
가) 컴팩트 설계 수행으로 탑재 호환성 및 간결한 레이아웃 형성
다. 고압 분사장치의 인젝터 분무 특성 Simulation 분석
1) 단품 테스트 및 해석 수행하여 사전 조건 검토
라. 단품 평가용 부품 개발 및 Rig 테스트용 시험장비 구축

목차 Contents

• 보고서초록 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 총괄과제 ... 9
• 제1장 서 론 ... 9
• 제1절 기술개발대상 부품·소재 ... 9
• 1. 부품·소재의 형상 및 명칭 ... 9
• 2. 부품·소재의 기능 ... 10
• 3. 부품·소재의 핵심기술 및 요소 기술 ... 10
• 4. 국내·외 제품·기술 및 시장 현황 ... 11
• 제2절 기술 개발 목표 ... 13
• 제3절 기술 개발 내용 ... 13
• 1. 관련 특허 조사 및 Layout 설정 ... 13
• 가. 선진업체 Benchmarking 및 목표 성능 예측 ... 13
• 나. 회피설계 및 방어특허 출원을 위한 특허 조사 ... 13
• 다. Tier4 대응 Non-Road 50kW급 디젤엔진 Layout 설정 ... 13
• 2. 목표 성능 만족을 위한 Concept 설계 및 해석 수행 ... 13
• 가. 3D CAE 해석을 이용하여 Emission 만족을 위한 개발 방향 선정 ... 13
• 나. 1D-열역학 해석 Simulation을 통한 Concept 설계 ... 13
• 다. 실린더블록/헤드용 고강도 주조합금 및 피스톤용 알루미늄합금 소재 개발 ... 13
• 라. 탑재 Vehicle의 장착 공간을 고려한 EGR & DPF Ass ... 13
• 3. 고압 분사장치의 인젝터 분무 특성 Simulation 분석 ... 13
• 4. 단품 평가용 부품 개발 및 Rig 테스트용 시험장비 구축 ... 13
• 제2장 본론 ... 14
• 제1절 기술개발의 목표 및 내용 ... 14
• 1. 기술 개발의 목표 달성 여부 ... 14
• 2. 기술 개발의 내용 수행 실적 ... 15
• 3. 기술적 해결 방법 수행실적 ... 19
• 4. 기술개발의 내용에 대한 보호대책 수행실적 ... 19
• 5. 수요기업과의 협력 방안 수행실적 ... 19
• 6. 수행주체별 협력 수행실적 ... 20
• 7. 수행 주체별 인력 및 연구기자재?시설의 투입 실적 ... 21
• 제2절 기술개발 추진 일정 준수 여부 ... 27
• 제3장 결 론 ... 28
• II. 세부과제 ... 29
• II-1. 제1세부과제 ... 29
• 제1장 서 론 ... 29
• 제1절 기술개발대상 부품·소재 ... 29
• 1. 부품·소재의 형상 및 명칭 ... 29
• 2. 부품·소재의 기능 ... 31
• 제2절 기술 개발 목표 ... 33
• 제3절 기술 개발 내용 ... 33
• 1. 대동공업(주) ... 33
• 2. 한양대학교 ... 34
• 제2장 본 론 ... 37
• 제1절 기술개발의 목표 및 내용 ... 37
• 1. 기술 개발의 목표 달성 여부 ... 37
• 2. 기술 개발의 내용 수행 실적 ... 37
• 3. 기술적 해결 방법 수행실적 ... 39
• 4. 기술개발의 내용에 대한 보호대책 수행실적 ... 39
• 5. 수요기업과의 협력 방안 수행실적 ... 39
• 제2절 수행 주체별 담당 내용 및 협력 ... 40
• 1. 수행 주체별 담당 내용 수행 실적 ... 40
• 가. 대동공업(주) ... 40
• 1) 선진 Model 선행 조사와 시장현황 및 부품 공급 업체 조사 ... 40
• 2) 기본 Layout 설계 및 3D 모델 CAE Simulation ... 41
• 3) 통합제어를 위한 제어인자 설정 ... 44
• 4). 연료분사계 특성 분석 ... 54
• 나. 한양대학교 ... 62
• 1) 디젤엔진의 흡기 유동 및 분무, 연소, 배기특성 분석을 위한 수치해석 모델 ... 62
• 2) 디젤엔진의 유동해석 결과 ... 66
• 3) 정상유동 시험장치 ... 72
• 4) 분무 가시화 장치 ... 74
• 다. LS엠트론 ... 75
• 1) 선행 기술 조사 및 배기 규제 동향 분석 ... 75
• 2) 실차 조건 평가 항목 및 기준안 설정 ... 86
• 3) 시험방법 결정 ... 88
• 제3장 결 론 ... 90
• II-2. 제2세부과제 ... 91
• 제1장 서 론 ... 91
• 제1절 기술개발대상 부품·소재 ... 91
• 1. 부품·소재의 형상 및 명칭 ... 91
• 2. 부품·소재의 기능 ... 92
• 3. 부품·소재의 핵심기술 및 요소 기술 ... 93
• 4. 국내·외 제품·기술 및 시장 현황 ... 94
• 제2절 기술 개발 목표 ... 96
• 제3절 기술 개발 내용 ... 96
• 1. 대동금속(주) ... 96
• 2. 동양피스톤(주) ... 97
• 3. 엘링크링거코리아(주) ... 99
• 제2장 본 론 ... 100
• 제1절 기술개발의 목표 및 내용 ... 100
• 1. 기술 개발의 목표 달성 여부 ... 100
• 2. 기술 개발의 내용 수행 실적 ... 100
• 3. 기술적 해결 방법 수행실적 ... 100
• 4. 기술개발의 내용에 대한 보호대책 수행실적 ... 101
• 5. 수요기업과의 협력 방안 수행실적 ... 101
• 제2절 수행 주체별 담당 내용 및 협력 ... 102
• 1. 수행 주체별 담당 내용 수행 실적 ... 102
• 가. 대동금속(주) ... 102
• 1) 선진 Model 엔진에 대한 선행기술 검토 및 특허조사 ... 102
• 2) 목표성능 예측을 통한 엔진 본체의 Concept 설계 및 해석 수행 ... 105
• 3) 실린더블록/헤드용 고강도 주조합금 개발 ... 107
• 나. 동양피스톤(주) ... 108
• 1) Non-Road 디젤 엔진용 피스톤 설계 ... 108
• 2) 피스톤 해석결과 ... 113
• 3) 고강도 알루미늄합금개발 ... 120
• 4) 고강도 피스톤 공정조건 설정 및 시작품제작 ... 125
• 다. 엘링크링거코리아(주) ... 140
• 1) 실린더헤드 가스켓 기술동향 및 설계사양 조사 ... 140
• 2) Cyl. Head Gasket 선진국 양산/개발 제품의 최신 설계사양 조사 ... 141
• 3) Cyl. Head Gasket 설계사양 선정 ... 144
• 4) Cyl. Head Gasket 실험장비 구축 ... 150
• II-3. 제3세부과제 ... 151
• 제1장 서 론 ... 151
• 제1절 기술개발대상 부품·소재 ... 151
• 1. 부품·소재의 형상 및 명칭 ... 151
• 2. 부품·소재의 기능 ... 152
• 3. 부품·소재의 핵심기술 및 요소 기술 ... 154
• 가. DOC-DPF 시스템 개발 ... 155
• 1) 촉매 및 담체사양 결정 ... 155
• 2) 강제재생 로직구현 ... 155
• 나. EGR 시스템 개발 ... 155
• 다. CCRT 캐닝 개발 ... 155
• 1) MAT ... 155
• 2) Canning 기술 ... 156
• 3) BAFFLE 장착 ... 156
• 4. 국내·외 제품·기술 및 시장 현황 ... 157
• 제2절 기술 개발 목표 ... 158
• 제3절 기술 개발 내용 ... 158
• 1. (주)블루플래닛 ... 158
• 2. (주)TESK ... 160
• 3. 자동차부품연구원 ... 161
• 4. (주)국제종합기계 ... 163
• 제2장 본 론 ... 164
• 제1절 기술개발의 목표 및 내용 ... 164
• 1. 기술 개발의 목표 달성 여부 ... 164
• 2. 기술 개발의 내용 수행 실적 ... 165
• 3. 기술적 해결 방법 수행실적 ... 168
• 4. 기술개발의 내용에 대한 보호대책 수행실적 ... 168
• 5. 수요기업과의 협력 방안 수행실적 ... 168
• 제2절 수행 주체별 담당 내용 및 협력 ... 169
• 1. 수행 주체별 담당 내용 수행 실적 ... 169
• 가. (주)블루플래닛 ... 169
• 1) 배기정화장치의 특허조사, 분석을 통하여 Layout 설정 ... 169
• 2) 엔진부하 및 RPM별 배기가스, 압력, 배기온도, 특성분석 ... 177
• 3) Non-Road 50kW급 차량의 배기가스 온도조건 예측 ... 181
• 4) 측정된 O2 농도 값을 이용하여 RPM vs Load에 따른 배기온도 및 NOx 농도에 대한 분포특성 확인 ... 182
• 5) Non-Road 50kW급 Vehicle의 운행특성상 Full load에서 Idle 조건으로 급변하는 경우에 나타날 수 있는 비정상 연소조건 특성 확인 ... 183
• 6) Non-Road 50kW급 Vehicle의 배기온도 및 농도의 분포특성을 파악하여 이를 기초로 비정상 연소조건 모사 ... 184
• 7) 좁은 엔진룸 형상으로 인한 제약조건들을 반영시킨 DOC 및 DPF시스템 사이즈 및 성능을 최적화 시킬 수 있는Package Layout 설계 (선진 Maker의 DPF Ass ... 185
• 8) 배기 유량, 온도, Emission, DPF, 시스템 평가 등이 가능한 Rig 구성 ... 186
• 나. 자동차부품연구원 ... 187
• 1) EGR 시스템 및 단품 평가를 위한 Test Rig 구성 ... 187
• 2) EGR Valve 및 EGR 시스템 가속 내구를 위한 단품 평가 ... 195
• 3) 엔진 시스템 구성을 통한 초기 Emission 파악 ... 196
• 다. (주)TESK ... 198
• 1) 특허회피설계 ... 198
• 2) 탑재 Vehicle의 장착공간을 고려한 DPF Ass ... 199
• 3) 구조해석 및 진동해석을 통한 구조 안정성 확보 ... 203