일반기술

비정상 순간온도프로브를 이용한 엔진연소실의 열부하 해석

최근의 자동차엔진의 개발이 소형화, 고출력화되어 감에 따른 공급열량의 증가로 연소실 각부의 열적부하가 현저히 증가되고 있다. 이와 같이 증가된 열응력은 높은 가스압력과 동시에 작용하여 연소실 각부에 크랙을 발생시키고 유막을 파괴하여 피스톤과 실린더라이너의 마모를 촉진시킨다. 따라서 기관의 열적설계를 하기위해서는 연소실벽표면의 온도를 정확히 파악하고 관여하는 인자와 그 영향을 상세히 밝혀 충분한 열적대책이 요구된다. 열적부하는 연소실벽표면온도의 최고치에 좌우되므로 고응답성을 갖는 박막형 순간온 도프로브를 제작하여 연소실 각부의 비정상 벽표면온도와 열유속을 측정하였다. 고속으로 왕복운동하는 흡배기밸브와 피스톤의 열유속측정시에는 FEM법으로 열유속의 방향도 측정하였다. 측정결과 연소실각부의 비정상순간온도 및 열유속의 공간적분포의 파악이 가능하였고, 배기밸브브릿지 및 링그루브부근에 열적대책이 필요한 것을 알 수 있었다.