엔진 테스트 스탠드

Engine test stand

엔진 시험대는 엔진을 개발, 특성화 및 시험하기 위해 사용되는 시설이다. 종종 자동차 OEM에게 제품으로서 제공되는 이 설비는 다른 운영 체제에서 엔진을 작동할 수 있게 하고 엔진 작동과 관련된 몇 가지 물리적 변수의 측정을 제공한다.

정교한 엔진 테스트 스탠드에는 여러 개의 센서(또는 변환기), 데이터 수집 기능 및 엔진 상태를 제어하는 액추에이터가 내장되어 있다. 센서는 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 물리적 변수를 측정한다.

센서를 통해 수집된 정보는 데이터 수집 시스템을 통해 처리되고 기록되는 경우가 많다. 액추에이터는 원하는 엔진 상태(흔히 엔진 토크와 속도의 고유한 조합으로 특징지어짐)를 달성할 수 있다. 가솔린 엔진의 경우 액추에이터에는 흡기 모터와 같은 엔진 부하 장치인 흡기 스로틀 액추에이터가 포함될 수 있다. 엔진 테스트 스탠드는 OEM 고객의 요구 사항을 고려하여 맞춤형으로 포장되는 경우가 많다. 그것들은 종종 다음과 같은 특징을 가진 마이크로컨트롤러 기반의 피드백 제어 시스템을 포함한다.

  • 폐쇄-변속기 원하는 속도 작동(정상 상태 또는 과도 엔진 성능의 특성화)
  • 폐쇄적으로 원하는 토크 작동(차내 에뮬레이션, 포장도로 시나리오 에뮬레이션으로 전환하여 정상 상태 또는 과도 엔진 성능을 대체적으로 특성화할 수 있음)

엔진 테스트 스탠드 응용 프로그램

WALTHER-PRAEZISION 멀티커플링 시스템 장착 엔진 테스트 스탠드
  • 엔진 연구 및 개발(일반적으로 OEM 실험실에서 사용)
  • 일반적으로 서비스 센터 또는 레이싱 애플리케이션을 위한 사용 중인 엔진 튜닝
  • OEM 공장의 생산 라인 종료. 시험할 엔진의 변경은 자동으로 이루어지며, 유체, 전기, 배기 가스 라인은 시험대와 엔진에 연결되고 도킹 시스템을 통해 그것들로부터 분리된다. 엔진이 테스트 스탠드에 도킹하면 기계 구동축이 테스트 스탠드에 자동으로 연결된다.

연구개발을 위한 엔진시험

호리바 엔진 테스트 스탠드 유형 TITAN

자동차 OEM 엔진에 대한 연구개발(R&D) 활동은 정교한 엔진 시험대가 필요했다. 자동차 OEM은 보통 다음과 같은 세 가지 목표를 충족하는 엔진 개발에 관심이 있다.

  • 높은 연비를 제공하다
  • 드라이빙성과 내구성을 향상시키다
  • 관련 배출 법규를 준수하다

따라서 R&D 엔진 시험 스탠드는 몇 가지 관련 엔진 변수의 측정, 제어 및 기록을 통해 본격적인 엔진 개발 연습을 할 수 있다.

일반적인 시험에는 다음과 같은 시험들이 포함된다.

  • 연료 효율 및 주행성 결정: 정상 상태 및 과도 상태에서의 토크 속도 성능 테스트
  • 내구성 결정: 노화 테스트, 오일 및 윤활 테스트
  • 관련 배출 법규 준수 여부 결정: 지정된 배출 시험 주기에 대한 체적 및 대량 배출 시험
  • 엔진 자체에 대한 추가 지식 습득: 엔진 맵핑 연습 또는 다양한 엔진 변수 간의 다차원 입출력 맵 개발. 예를 들어 흡기 매니폴드 압력 및 엔진 속도에서 흡기 유량까지의 맵.

엔진 테스트에서 LDV 센서 확대

스파크 플러그 벨로키미터 - SPV

레이저 기술은 엔진 시험 중 엔진 설계를 개선하기 위해 유용한 도구를 추가한다. 돋보기 LDV 센서가 장착된 레이저 도플러 벨로시메트리를 사용하는 레이저 센서는 전체 2행정, 4행정 또는 회전 연소 주기 동안 가스 입자의 움직임을 기록할 수 있다. 이러한 스파크 플러그 벨로키미터(SPV) 센서는 엔진 연소실의 스파크 플러그 구멍에 삽입할 수 있다. 센서는 피스톤 이동의 모든 깊이 레벨(일반적으로 0~50mm 범위)에 맞춰 조정할 수 있다. 돋보기 LDV 센서는 가스 입자의 이동 속도와 방향을 기록한다. 그런 다음 기록된 데이터와 연소 사이클의 시각화로 엔진 설계를 최적화할 수 있다. 기체 입자의 흐름과 방향은 챔버, 밸브, 스파크 플러그, 인젝터 및 피스톤의 형태와 크기를 변경하여 연소 및 성능을 개선하고 배기 가스 배출량을 감소시킴으로써 개선할 수 있다. 실린더당 2개의 스파크 플러그 구멍이 있는 엔진 헤드를 사용하여 활선 및 점화 조건에서 작동하는 엔진에서 가스 입자의 이동 속도와 방향을 기록할 수 있다. 또한 흡입구와 배기에 SPV를 추가하여 이러한 영역의 입자 흐름을 기록하여 엔진 설계를 더욱 개선할 수 있다. 돋보기 LDV 센서는 로켓 엔진의 입자 흐름을 측정하기 위해 훨씬 더 극단적인 상황에서 사용되어 왔다.

참고 항목

참조

  • 엔진 테스트 5판 ISBN9780128212264 A.순교자, D. 로저스
  • 엔진 테스트 및 개발의 레이저 기술 참조: