Volumetric efficiency, ηv (체적효율)

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1 Volumetric efficiency, ηv (체적효율)
To see each stroke in detail 1. intake stroke Q1. 어떻게 하여 많은 공기를 유입할 것인가? Volumetric efficiency, ηv (체적효율) ma : mass of air ρia : inlet air density Vd : displaced volume   

2 Keywords 이론공연비 (Stoichiometric or theoretical A/F ratio)
A/F = 14.7g / 1g 이론연공비 (Stoichiometric F/A ratio) F/A = 1g / 14.7g 당량비, Φ (equivalence ratio) (F/A)운전연공비/ (F/A)이론연공비 φ ≺ 1, 희박 φ ≻1, 과농 공기과잉률, λ = 1/ Φ   

3 Methods 가솔린엔진은 디젤엔진 보다 체적효율이 낮은 태생적 한계가 있다 ⇒ Pumping loss 가 디젤엔진 보다 크다. DOHC(Double Over Head Cam-shaft), Supercharge (turbo-charger, super –charger) V-technology 등으로 개선

4 super –charger , turbo-charger

5 Measuring methods of air mass in engines
1. hot-wire or hot-film type air-flow meter 1. 흡기관에 설치한 와이어에 일정한 전압을 걸면, 이의 표면온도는 일정하게 유지된다. 2. 외부에서 공기가 유입되어 와이어가 냉각되면, 와이어의 저항이 감소하게 된다. 3. 저항이 감소하면 전압이 일정하므로 전류가 더 흐르게 된다. 4. 전류량의 증감은 유입되는 공기의 속도와 일정한 관계를 갖는데, 이를 검출하여 유속을 산출하는 방식. 구조가 단순하여 흡입저항이 거의 없는 이점이 있다.

6 hot-wire, additional explantion
Q=h A(T2-T1) 일정한 온도로 유지되는 열선의 표면온도 T2 에 대하여 T1인 외기의 유속이 커지게 되면, 열선이 방열하여 선의 저항이 감소하게 된다. V=R i (전압=저항ㆍ전류) 를 생각하면, 전압을 일정하게 해 둔 전기회로에서 전류 i 는 커지게 된다. 그러면, i는 유속과 어느 상관관계를 갖는다.

7 An example of hot-wire

8 2. Karman-vortex type air-flow meter
공기가 흐르는 관로 내에 놓인 장애물 뒤에는 와(渦, 소용돌이)가 발생하며, 와의 발생속도는 유속과 일정한 상관관계가 있다. 이 와의 발생수를 장애물 뒤에 설치한 초음파 발진기로 검출하여 유속을 측정하는 방법.

9 3. Vane type air flow meter
관로에 설치된 vane의 회전축상에 return spring 이 설치되어, 흡입공기가 vane를 열려는 힘과 return spring 의 반력이 같은 위치에서 vane은 정지한다. 이 위치를 potentiometer 로 검출하여 공기량으로 연산하는 방법

10 Electronic MPI System with Air Flow meter