상용자동차용 재제조 EUI의 성능평가기술에 관한 연구

Abstract

디젤 엔진 시스템(Diesel engine system)은 가솔린 엔진 시스템(Gasoline engine system) 대비 낮은 rpm에서 최대 토크 출력이 가능하고 효율적인 연비를 가져 중량물을 운반하는 버스나 트럭, 중장비 등 대형 상용자동차에 주로 사용되고 있다. 상용자동차는 운행 특성상 승용자동차 대비 주행거리(영업용 화물자동차의 경우, 연평균 약 49,530 km)가 길어 부품 교체 빈도수가 약 2.5배 이상 높다. 또한, 디젤 엔진 시스템을 구성하는 부품들의 가격이 가솔린 대비 높아 상용자동차를 운용하는 자영업자 또는 소비자들의 경제적 부담을 가중시키는 실정이다. 이에 대한 해결안으로서 신품과 동등한 품질을 가지며 절반의 가격으로 구매할 수 있는 보수용 부품인 재제조 제품의 보급이 절실하지만 국내 재제조 산업의 기술력 부족으로 인해 재제조 제품에 요구되는 품질을 확보하기 어려운 실정이다. 이에 따라 상용자동차용 EUI 재제조 제품의 성능 검증에 대한 연구는 재제조 업체뿐만 아니라 소비자들에게도 요구도가 높으며 개발 기술이 가지는 경제적, 사회적 파급 효과는 재제조 산업 활성화에 기여도가 높을 것이라고 판단된다. 본 연구에서는 제 기능을 상실한 EUI 즉, 중고 및 고장 EUI를 분해, 세척, 검사, 보수・조정, 재조립 등의 5단계 공정을 거쳐 재제조된 EUI에 대하여 제품 적합성 여부를 실험적으로 검증함으로써 품질 신뢰성을 확보할 수 있는 재제조 제품 평가 기술에 대해 연구하였다. 연구 방법으로서 주행 과정의 EUI에 대한 FMEA를 수행하여 부품 성능 복원 공정의 적합성을 확인하였으며 KS 규격에 의거한 재제조 EUI 동적 유량 특성 평가를 수행하여 분사 성능의 복원 적합성을 확인하였다. 나아가 재제조 EUI에 적합한 내구 평가 모드를 개발하기 위해 상용자동차 연비 및 배기가스 모드인 WHVC모드에서 차량의 속도, 엔진 rpm의 분포 등을 분석하고 인젝터 분사횟수를 도출하여 차량 주행 거리 20,000 km에 상응하는 EUI 내구 시험 모드를 개발하였다. 또한, 개발된 EUI 내구 시험 모드에 따라 EUI 신품과 재제조 제품을 비교 평가함으로써 재제조 EUI의 성능 복원을 검증하였다. 연구결과에 따르면 재제조 EUI에 대하여 동적유량특성 시험을 통해 재제조 전·후 비교 평가를 수행하였고 총 4개 평가 구간에 대해서 재제조 제품의 성능이 원제조사의 평가 기준을 만족함으로써 신품과 동등한 수준으로 복원되었음을 실험적으로 검증하였다. 또한, WHVC 모드 분석을 통해 개발된 20,000 km내구 시험 결과, 신품과 재제조 제품 모두 각 평가 구간에 대하여 10 % 이내의 변화량을 기록함에 따라 재제조 EUI의 내구 성능 및 복원 적합성을 검증하였다.