엔진 테스트

미국 미시건 머스키곤(Muskegon)에 위치한 MAHLE은 18개의 단독 엔진 테스트 장치를 보유하고 있습니다.

엔진의 테스트 엔진 부품은 엔진 개발에 있어서 필수적인 부분입니다. 내부의 엔진 테스트는 제품의 기능 및 품질에 대한 명백한 사실을 제공합니다.

MAHLE 그룹은 8개의 엔진 테스트 시설을 포함하여 총 92개의 테스트 장치 수용이 가능한 10개의 기술 센터를 보유하고 있습니다. 따라서 기술 센터들과 엔진 테스트 실험실들은 자동차 산업에서 가장 중요한 개발 센터 근처에 위치해 있으며, 그 지역에서 고객들과의 긴밀한 협력이 가능합니다.

엔진과 부품의 개발 빛 테스트는 점점 더 분산되는 추세입니다. 따라서 다양한 엔진 테스트 주체간의 정보의 투명성과 교환이 필수적입니다.

MAHLE 엔진 테스트 주체들은 전 세계적인 데이터베이스와 업무 플랫폼을 통해 네트워크를 형성하고 있습니다. 이는 기술 데이터를 언제 어디서나 이용할 수 있으며 주기적인 정보 및 경험의 교환을 보증한다는 것을 의미합니다. 엔진 테스트, 측정 및 분석 방법, 테스트 프로그램의 전략을 정기적인 회의를 통해 논의하고 비교합니다.

MAHLE 엔진 테스트는 기본적으로 여섯 개의 부분으로 나뉘어진 다양한 업무를 포함합니다.

  • 측정 방법 개발
    새로운 측정, 테스트 및 분석 방법은 신제품 개발에 있어 중요한 정보를 제공합니다. 글로벌 협력 및 지역 개발에 따라, 새로운 방법들이 MAHLE 그룹 내에서 전 세계적으로 개발되고 있습니다.이는 곧 MAHLE과 고객들에게 귀중한 데이터 및 사실을 제공하는 새로운 방법들이 모든 지역에서 실행될 수 있다는 것을 의미합니다.
  • 근본적인 연구
    이는 특수한 문제들과 사안들에 대해 일반적으로 적용 가능한 조치 목록을 준비하고 검증하는 일련의 행동을 포함합니다.
  • 신제품의 엔진 테스트
    신제품이 고객에게 출시되기 전에 반드시 높은 수준의 기술 완숙도와 기능성을 충족시켜야 합니다. 따라서 모든 신제품은 엔진 테스트를 통해 내부적으로 테스트와 인정을 받습니다.
  • 시리즈 제품 출시로 이어지는 제품의 엔진 테스트
    제품 개발 단계에서, 기존의 제품을 고객의 사양에 맞추어 조정하고 고객 맞춤 엔진 테스트 실행을 통해 시험합니다. 동력 전지 부문(피스톤, 피스톤 링 및 실린더 라이너를 포함한 PCU)의 전체적인 테스트는 개별 부품간의 상호작용 측정 및 서로 간의 조화를 위해 필수적입니다.
  • 문제해결
    연속 생산된 제품의 문제는 즉각적인 대응이 필요합니다. 현쟁에서의 고장은 잠재적인 개선책을 테스트 할 수 있도록 엔진 테스트 시설에서의 적절한 테스트 진행을 통해 재현되어야 합니다.
  • 개발 서비스
    엔진 테스트를 통해 고객들은 경험 및 기술적인 전문지식에 근거한 광범위한 지원을 받게 되며, 개발서비스 제공자로서 넓은 범위의 엔진 테스트를 수행합니다.

엔진 테스트는 모든 제품 개발에 있어서 최종 단계 중 하나입니다. 실제적인 엔진 작동만이 부품의 실제 작동 및 다른 부품과의 잠재적인 상호작용을 확인할 수 있습니다. 아래에 나열된 주요 개발 목적들을 달성하기 위한 구체적인 최적화 방안들은 엔진 테스트에 앞서 실행할 수 없고 그 효율성도 입증할 수 없습니다.

  • 기능성 및 부품 내구력 검사
  • 오일 소비 및 오일 분리의 최적화
  • 오일 카본 증가 및 각종 잔여 침전물 방지
  • 부품 냉각 및 온도 분포의 최적화
  • 음향 및 진동 반응의 최적화
  • 유량 시스템의 최적화
  • 마찰 손신 및 부품 마모의 최소화
  • 열역학 및 배출 반응 분석
  • 운전도 응용 및 데이터 데이터 모집단

MAHLE 엔진 테스트 장치는 소형 2행정 사이클 엔진에서 가솔린 및 경유 승용차 엔진과 중차량 엔진에 이르는 범위의 테스트가 가능합니다. 테스트 장치는 최고 1,200 kW의 출력 범위를 포함합니다.

현대 테스트 장치 자동화 시스템은 현재 최첨단을 자랑하고, 24시간 감시할 필요가 없는 엔진 가동을 가능하게 합니다. 테스트 순서 계획을 위한 복잡한 실행계획 도구 및 신속한 교체 시스템은 가동률을 상당히 높임과 동시에 불필요한 유휴시간을 줄임으로써 테스트 장치를 위한 엔진 구성 시간을 줄여줍니다.

열역학 및 배출 분석을 위한 테스트 장치를 비롯한 다수의 엔진 관련 개발과 기능 테스트 장치와 함께, MAHLE은 마찰 손실, 음향, 냉간 시동 등의 부가적인 주요 개발 부분에 있어 다양한 특수 테스트 장치를 운영하고 있습니다.

엔진 관련 개발 및 기능 테스트 장치

모든 엔진 운영 미디어는 장기적인 엔진 관련 개발, 기능 검사, 및 부품 강도 테스트를 위한 테스트 장치에 의해 좌우됩니다. 우효 테스트 장치 브레이크는 예를 들어 상용차 엔진 브레이크시스템도 테스트를 할 수 있도록 엔진 구동을 가능하게 합니다.

특정 MAHLE의 테스트 프로그램과 더불어 모든 고객을 위한 구체적인 고객 맞춤 테스트 실행 (예를 들어 열충격 테스트)가 가능합니다.

열역학 테스트 장치

엔진 관련 개발 및 기능 테스트 장치용 테스트 장치 조절 시스템뿐만 아니라, 열역학 테스트 장치에도는 흡입 공기 조절 시스템이 함께 장착되어 있습니다. 고압 및 저압 인덱싱 시스템과 그에 상응하는 분석 툴은 열역학 테스트에도 사용 가능합니다. 배출가스 부품 분석을 위해서는, 일반적인 다섯개의 부품 분석뿐만 아니라 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer-퓨리에 변환 적외선 분광계) 시스템을 이용할 수 있습니다. 다수의 측정 기구는 배기가스 내의 입자 질량분석 또는 입자 총수 분석에도 사용할 수 있습니다.

냉각 테스트 장치

냉각 테스트 장치

냉각 테스트 장치를 이용하여 엔진의 냉간 시동 평가가 가능하고, 냉간 시동 스커핑으로 인한 손상에 관한 다양한 표면 코팅을 테스트 할 수 있습니다. 냉각수, 오일, 흡입 공기 온도를 포함한 전체 테스트 장치는 –28°C까지 냉각이 가능합니다.

음향 테스트 장치

음향 테스트 장치

저반사 테스트 장치는 피스톤, 베어링, 밸브 트레인 부품, 흡입 모듈 등의 부품의 음향 거동 최적화를 위한 광범위한 NVH (소음 진동-NVH) 테스트에 사용됩니다. 구조에 기인한 소음 및 공기전달 소음 모두 측정할 수 있습니다. 명확한 테스트 실행은 테스트 장치에 대한 소음 자극을 정확하게 재현할 수 있고, 잠재적인 개선책의 개관적 비교를 가능하게 합니다.

엔진 완제품용 마찰력 테스트 장치

마찰력 테스트 장치

CO를 줄이는데 중요한 기여 요인은2 엔진 마찰 손실의 최소화 입니다. 시뮬레이션과 엔진 외부의 마찰계수 결정과 함께, MAHLE은 마찰 손실을 진단하고 최소화 하는데 여러 엔진 측정 방법을 사용합니다.

피스톤, 피스톤 링, 실린더 그룹의 마찰력은 실린더 라이너에 영향을 미치는 축방향력을 측정함으로써 하나의 실린더 부동 라이너 엔진의 크랭크 각도의 기능으로서 결정됩니다.

완전한 엔진을 위한 마찰력 테스트 장치와 더불어, MAHLE은 제 기능을 하는 완전 엔진에 대한 표시방법을 이용하는 평균 마찰 압력 운전도를 측정하는 도구를 사용합니다. 따라서 넓은 범위의 디자인 계수 변화는 전체 운전도에 걸긴 측정치를 비교할 수 있도록 합니다. 평균 마찰 압력 운전도를 이용하여, 고객과 관련된 주행 사이클의 CO 2 배출을 계산하는데 적절한 시뮬레이션 툴을 사용할 수 있습니다.

Customer 엔진s can thus be optimized individually with respect to CO2 emissions in legally rele밴t driving cycles as well.

캐비테이션에 의해 손상된 실린더 라이너의 냉각수 표면

캐비테이션

캐비테이션, 특히 대형 상용차 엔진의 젖은 실린더 라이너에 대한 캐비테이션은 실린더 라이너의 피팅 부식을 초래하고, 이 상태에서 장기 운행하게 되면 엔진 고장으로 이어집니다. 개선척의 효율성은 보통 장기, 고비용 내구성 실행을 통해 입중되어야 합니다.

캐비테이션에 의해 손상된 실린더 라이너의 현미경 사진

MAHLE은 캐비테이션 성향을 진단하고 분석할 수 있는 복합적인 측정 방법과 분석 방식을 개발했습니다.
따라서 개선책의 효율성을 저비용으로 단시간에 시연할 수 있습니다.

정지 상태의 오일 소비 특성화 지도

오일 소비

중량법 또는 용적법과 같은 전통적인 중량측정법 또는 오일 소비 측정을 위해 팬의 오일 수치를 측정하는 것과 더불어, MAHLE은 분석적인 화학 방식도 사용합니다. 유황, 삼중수소와 같은 트레이서를 사용하는 방식 또한 사용되는데, 이는 트레이서-무료 진단 화학 방식입니다.

동적인 테스트 실행에서의 오일 소비

오일 소비를 알아내기 위한 질량 분석의 사용은 이러한 중요성이 커지고 있는 트레이서-무료 진단 화학 방식입니다. 이 방식은 짧은 시간 내에 다량의 정보를 제공하기 때문에 정지 상태의 오일 소비 특성화 지도를 몇시간 내에 만들 수 있습니다. 배기 가스 내 오일 농도의 지속적인 측정으로 인해 순간적인 동작 조건 하에서의 오일 소모를 알아내는 것이 가능합니다. 측정 시스템의 반응성은 적재량과 속도의 빠른 순환과 같은 매우 동적인 오일 소비 효과를 평가함에 있어 충분히 빠릅니다.연소실에서 직접 배기가스를 추출함으로써 각각의 실린에서 선택적인 측정을 할 수 있습니다.

광범위한 연구를 통해 표적 오일 소비 최적화에 이용할 수 있는 측정 목록을 만들었습니다.

피스톤 온도

믿을 수 있는 피스톤 수명 계산을 위해서는 피스톤 부품 온도를 반드시 알아야 한다. 요구조건에 따라, 부품 온도를 재는데 다양한 측정 방법을 이용할 수 있다.

빠르고 단순한 측정방법 중 하나는 정상적인 상태의 작동점에서 피스톤 온도를 측정하는데 온도감지스틸(templug - 합금으로 만든 강철 스크류)을 사용하는 것입니다. 온도감지스틸의 잔류 경도와 응용 시간은 부품의 최고 온도를 계산하는데 사용됩니다.

계측학의 대상이 되는 승용차 피스톤

NTC롤 알려진 측정 방법은 더 높은 요구조건의 경우에 사용됩니다. NTCs로 알려진 반도체를 측정 센서로 이용합니다. 데이터는 유도 결합을 이용한 비접촉 방식으로 외부 데이터 습득 및 분석 장치에 전달됩니다. 세 측정점의 최대치는 각각의 피스톤에 적용이 됩니다.

전체 작동맵의 광범위한 측정과 같은 최고 수준의 요구조건은 고객 맞춤 테스트를 이용한 계수변화 및 일시적인 측정을 하며, RTM (실시간 원격 피스톤 온도 측정 시스템)으로 알려진 시스템이 사용됩니다. 이 경우, 부품 온도는 NiCr-Ni 연전대 방법을 이용하여 측정됩니다. 측정 센서로부터 나오는 아날로그 전압 신호는 피스톤에 장착된 센서 신호 증폭기를 통해 디지털 신호로 전환됩니다. 전환된 신호를 외부 데이터 습득 및 분석 장치로 무선 전송하는데 원격 측정을 사용합니다. 하나의 피스톤에는 최고 7개의 측정점이 부착됩니다.

고객들은 부품에 대한 최대 허용 열부하가 초과되지 않도록 연소 응용을 설계하는데 이러한 실시간 측정 방법을 MAHLE 현지에서 바로 이용할 수 있습니다.

노킹 손상을 입을 승용차 피스톤

노킹

가솔린 엔진의 노킹 연소 실패는 피스톤의 손상으로 이어질 수 있고, 나아가서는 엔진 고장을 일으킬 수도 있습니다. MAHLE이 개발한 측정 및 진단 방법을 사용하면, 노킹의 강도를 실시간으로 측정함과 동시에 각각의 개별적인 노킹현상을 감지하고 수량화할 수 있습니다. 노킹 진폭과 점화 각도를 비교함으로써 노킹 제어에 관한 결론을 도출할 수 있고, 이에 따라 노킹 제어 시스템의 최적화 및 검사가 가능합니다.