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작성일 : 04-11-20 19:21
게시판세미나 2번째
 글쓴이 : 지나가는 …
조회 : 2,175  
두 번째는 VVT의 종류입니다.

그 첫번째로 cam changing VVT로 각기 가른 캠을 선택적으로 작동하게 하는 시스템입니다.

Honda는 80년대 후반 VTEC(Valve Timing Electronic Control)을 개발해 Civic, CRX, NSX에서 첫 선을 보인 후 현재에는 대부분의 모델이 이 시스템을 채택하고 있습니다.

2-stage 시스템과 3-stage 시스템이 있는데 메커니즘을 간단히 설명하기 위해서 2-stage 시스템을 예로 들어 설명하겠습니다.
이 시스템 구조를 보면 각기 다른 2개의 캠이 있습니다. 이 두 개의 캠은 서로 다른 타이밍과 리프팅 레인지를 가지고 있죠. 2-stage는 0∼4500rpm, 4500rpm이상의 영역으로 나누게 되는데 저속의 영역에서는 두 개의 캠 중 보통의 타이밍과 보통의 리프팅 레인지(일반적인 캠의 타이밍과 리프팅 레인지)를 가지고 있는 캠을 작동시킵니다. 그러면 가장 일반적인 엔진의 성능을 냅니다. 그러다가 고속의 영역에 이르게되면 고속주행에 맞게 타이밍과 리프팅이 셋팅 된 캠을 사용하게 됩니다. 이러한 이유로 인해 2-stage 시스템을 장착한 차는 4500rpm을 기준으로 운전성(?)이 확연히 차이가 나게 되죠.

이 시스템은 최대출력점을 현저치 향상시키게 되는데 red zone을 8000rpm 까지 끌어올릴 수 있을뿐더러(S2000의 경우 9000rpm까지 가능) 최대 30마력까지 출력향상이 가능합니다.(1.6 engine기준)

Honda는 이미 3-stage 시스템을 상용화시키고 있습니다. 물론 엔진 영역을 3단계로 나누기는 무리가 있지만 VVT시스템으로는 아직까지 최고의 성능을 보인다고 할 수 있습니다.

참고로 cam changing VVT 시스템의 예로 Honda VTEC 외에 Mitsubishi MIVEC, Nissan NEO VVL이 있습니다.

작동 메커니즘을 설명하기 위해서 다음을 예로 들겠습니다.

Honda 3-stage VTEC


이 3-stage 시스템은 Civic sohc 엔진에 장착되어 있습니다. 이 시스템을 보면 서로 다른 모양을 가진 3개의 캠이 있습니다. 각각 slow timing-low lifting, slow timing-medium lifting, fast timing-high lifting의 작동을 합니다.(위 그림에서 왼쪽부터 차례로)

작동 메커니즘을 3단계로 나눠서 설명 드리겠습니다.

Stage 1 ( low speed )
3개의 로커암은 서로 간섭받지 않고 각기 따로 움직입니다. 그래서 왼쪽에 있는 로커암은 왼쪽에 있는 캠에 의해서, 오른쪽에 있는 로커암은 오른쪽에 있는 캠에 의해서 각각 왼쪽의 밸브에는 slow timing-low lifting의 운동을 오른쪽에 있는 밸브에는 slow timing-medium lifting의 운동을 전달합니다. 가운데 있는 캠은 로커암에 운동을 전달하지만 밸브에는 운동을 전달하지 않죠.
Stage 2 ( medium speed )
3개의 로커암 중 왼쪽과 오른쪽 로커암이 서로 유압에 의해서 서로 연결됩니다. 그러면 오른쪽 캠이 왼쪽 캠보다 밸브 리프팅 레인지가 더 크기 때문에 오른쪽 캠에 의해서만 운동이 전달됩니다. 그러면 두 밸브는 모두 slow timing-medium lifting의 운동을 하게 됩니다.

Stage 3 ( high speed )
고속의 영역이 되면 세 개의 로커암이 모두 연결됩니다. 그러면 이제까지 밸브에 운동을 전달하지 못하던 가운데 로커암이 연결되면서 리프팅 레인지가 가장 큰 가운데 캠에 의해서 모든 로커암이 제어 됩니다. 그러면 두 밸브 모두 fast timing-high lifting의 운동을 하게 됩니다.


같은 VVT지만 작동 메커니즘이 좀 다른 또하나의 예를 들겠습니다.

Nissan NEO VVL

이 시스템은 3-stage VTEC 시스템과 유사하지만 VTEC 시스템의 3개의 캠이 각각 다른 모양을 지녔던 것과는 달리 3개의 캠이 있지만 왼쪽과 오른쪽의 캠이 같은 모양을 지녔습니다.(slow timing-low lifting, fast timing- high lifting, slow timing-low lifting순서)
작동방식은 VTEC과 같지만 약간 다른 점은 dohc로 흡기뿐 아니라 배기 밸브에도 같은 시스템을 두어 구가지를 서로 유기적으로 작동시킨다는 점 입니다.

메커니즘을 단계적으로 자세히 설명하겠습니다.

Stage 1 (low speed)
각각의 로커암이 따로 움직이면서 모든 밸브는 slow timing-low lifting을 합니다.
Stage 2 (medium speed)
흡기쪽의 로커암이 모두 연결되면서 중간 캠에 의해서 제어되면서 흡기밸브는 fast timing- high lifting운동하고 배기쪽의 로커암은 각기 따로 움직이면서 slow timing-low lifting운동을 합니다.
Stage 3 (high speed)
흡기와 배기 모두 로커암이 모두 연결되면서 fast timing- high lifting운동을 합니다.


지나가는 … 04-11-20 19:26
 
  그림이 안보이는 경우가 종종 있네요
서버 문제일 듯 싶군요.클릭해서 보시면 될 것 같습니다.
영후 04-11-21 15:22
 
  ㅡ_ㅡ 결국 방명록에다가.....정말 궁금해지네...ㅎㅎ
안재헌 04-11-25 03:14
 
  솔리드 웍으로 구현 해보시거나..
레커다임으로 해석을 해보면 좋을꺼같네요...

자동차엔진의 총체적인 문제는 파워 업에 있다고는 보지않은데...vvt가 파워가 좋아 졌단것으로 최선책으로는 보지않습니다.오히려 지금의 피풋 밸브는 그 내구적 한계와 소음때문에 저 알피엠에서 오히려 그기능이 크며, 때문에 엔진 알피엠이 2000이상을 넘으면, 그 내구성이나 수명이 엄청 줄어든다고하더군요.
물론..별도의 밸브가 개발되어있는것은 아니기때문이지만, 제가 볼때의 vvt기술은 출력이아니라 연비에 있어서 효율이 클거란 생각이 드네여....물론, 효율은 높아지겠지요..연료당 출력이....하지만, 지금 설명의 위주인 일본의 스포츠가에 해당하는 차량들을 주로 설명하시는데...엔진 회전수가 높아지면서 물론, 출력은 향상되겠지만, 연비가 극도로 안좋아지는 현상이 발생한다는것을 염두에 두시길... 또한 차량 내구연수도 상당히 낮아졌다고 하는데...스포츠카가 기술의 극치로는 생각하지않습니다. 앞으로는 인간위주의 감성공학이 중시되는 시대..또 연료의 개선책이나, 그도의 효율을 위한 차선책 등...이 필요할꺼라고 보는데..
특히, vvt와 비교되는 엔진이 바로 로터리 엔진이 아닐까요...1300cc밖에 안되지만, 출력은 2000~3000cc의 일반 피스톤 엔진 차량과 비교해도 손색이 없을정도의 높은 출력을 보입니다.
하지만, 결정적으로 로터리의 실패는 역쉬...연비와...환경 오염이 아니었을까요?
현재 마쯔다는 배기가스 환경 규제때문에 rx-7의 단종을 결정했죠..물론, 차주인들의 연비문제에의한 판매부진도......이유중하나입니다.
즉. vvt의 성공은 세단에서 이루워진거죠...연비가 많이 향상되었고...각 알피엠 영역에서의 소음또한 감소....그리고, 출력은 고속영역(2000~3000) 알피엠 즉, 정상 운전상태에서의 고출력....뭐..파워업이아니라.
신뢰할수있는 파워가 지속되었기때문에..신기술로써 각광받은것이지...그 모든 상황이 고출력으로 인한 괴력에 인한 것이 아니란것을 말씀드리겠습니다.

항상 우리 공학도들이 인지하는 사실있지않나요.....질량 보존의 법칙이란것1!!또는 제1열역학 법칙!!!
하여간..들어옴 만큼...토하는 거니까요...

괴력의 고출력 스포츠카들은..모두 연비는 ..젬병이란 사실...또한...고알피엠 운전 차량일수록...
환경에는 좋다고 말할수없단사실...완전 연소라는 상태가 존재할수있을지의문입니다..그려...
벚꽃 04-12-13 23:12
 
  고알피엠 운전차량...--; 그려 내차당....아방XD 1.5 DLX 오토....
1단 6500rpm 55km/h. 2단 6500rpm 95 km/h, 3단 7000rpm 160km/h. 4단...아직 5000을 못념겼음..--;
공시연비 약 12km로 알고있으나 내 실지 연비는 8km겨우나온다...
게다가 고알피엠으로 환경을 파괴해서...여친과도 해어진 상태다..--;