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이론연비와 실연비가 왜 차이가 나는가
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작성일
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2004-06-04 20:03:57
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조회수
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2443
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≪제공=모터파워≫
1. 최적의 연비란?
■ 최적의 연비란 가장 적은 연료, 가장 강한 힘, 가장 적은(좋은) 배출가스, 그리고 가장 적은 소음일 때라고 봅니다.(힘은 좋은데 연비가 안 좋거나 배출가스가 나쁘든지, 연비는 좋은데 힘이 없다거나, 힘이 있는데 소음이 심하게 난다거나 한다면 그것은 최적의 연비라 할 수 없습니다)이것은 전 세계 자동차연구가들이나 메이커들이 추구하는 방향이고 목표라고 할 수 있으며, 여기에는 모터파워도 예외는 아닙니다.
■ 모터파워는 이것을 실현하기 위해 이분야만 전문적으로 연구하며, 제품을 만들어 내기 위해 설립한 회사입니다.
2. 연비가 다른 일반적 이유 가. 자동차는 움직이는 설비다.
○ 자동차는 낸·난방설비 처럼 고정된 조건 하에서 연료를 운동에너지로 바꾸는 것이 아니라 이동하면서 수많은 변수에도 최적의 운동에너지를 만들어 내야하므로 차종에 따라 연비가 다르게 나타나는 것입니다. 단지 이러한 조건을 얼마나 잘 소화하여 최적에 가까운 연비를 창출하느냐는 해당 자동차의 질(質)또는 품질(品質)에 달려있다고 보아야 할 것입니다. 나. 특성이 변화 때문이다.
○ 자동차가 정특성(靜特性)과 동특성(動特性)에 의해 운동질량이 만들어지고 있으며 이 두 가지 특성이 최대의 조건일 때 최적의 연비가 나올 수 있는데 시간과 환경에 따라 이들 특성들이 시시각각으로 변하기 때문에 동일(同一)차라도 연비가 달라진다고 봅니다(모터파워의 연비이론 기준)
1) 정특성이란 ?
▶ 자동차는 2만여 가지의 부품으로 구성되어 있으며 이들은 고유의 부품특성(部品特性)을 가지고 있습니다. 이것을 통상적으로 재질(材質)이라고 하지요.재질이 안 좋으면 같은 부품이라도 기능이 빨리 나빠져 성능이 떨어지지요.
▶ 이들 2만여 가지의 부품들을 조립할 때의 생기는 조립특성(組立特性)이 있습니다.모양이나 재질이 다른 부품을 아무리 잘 조립해도 부품간에 특성차이에 의한 틈(사람에 비유하면 성격차이)이 생겨 100%의 조립특성을 만들기가 불가능합니다. 2) 동특성이란 ?
▶ 연료(량과 질), 운전습관, 일기( 온·습도, 바람, 대기압등), 도로상태, 차무게, 기타 차가 움직일 때 필요한 요소 등이 자동차 연비를 좌우하는데 많은 영향을 준다고 보아야 할 것입니다.
3. 연비를 계량적으로 설명하면
■ 자동차가 움직이기 위한 구성요소를 분석해 보면 전기, 연료, 공기, 기계, 운전자 등 5대 조건이 있어야 합니다. 여기서 전기와 기계는 자동차내부가 가지고 있는 고유조건으로 정특성에 해당합니다. 그런데 자동차의 부품특성은 이론적으로는 100% 똑같을 수가 없기 때문에 허용치(許容値)라는 것이 있으며 이를 공식(법적, 기술적)적으로 인정하고 있는 것입니다.
■그러므로 제품이 똑같다 할 때는 외형이나 기술적 조건이 허용치 범위 내에 있다는 뜻이고, 특성상 똑 같으냐 하는 것은 별개로 보아야 할 것입니다. 이를 가정하여 계량적으로 풀어보면
● 정특성 오차 : 부품 한 개당 특성오차가 백만 분 지 일(1)이라면 1) 부품특성(이론적) 오차 : 2% →공식: 20,000개×1/1,000,000 ×100% = 2% 2) 조립특성(이론적) 오차 : 2% →공식: 20,000개×1/1,000,000 ×100% = 2% 3) 전기적(이론적) 오차 : 3.5% (전원 14.5V에부하 가 14.0V라면) →공식 : (14.5 - 14)V÷14.5V×100% ≒ 3.5%
★ 합계오차 : 2% + 2% + 3.5% = 7.5% (오차) 따라서 자동차의 성능오차는 100%±7.5%가 생기는 것입니다. 그래서 모든 제품에는 공식적(법적, 기술적)인 허용오차를 두고 있는 것입니다. 만일에 자동차도 공식적인 허용오차를 100%±10%로 두었다면 비록 동일차종의 성능에 7.5%오차가 나더라도 절차상에는 아무런 문제가 없다는 뜻이 됩니다. 결론적으로 가장 좋은 차는 107.5%가 될 것이며, 가장 나쁜 차는 92.5% 의 차가 되겠지만, 100%보다 좋은 차란 허수(虛數)에 불과 하겠지요
● 동특성 오차 : 이는 자동차를 운행하면서 생기는 오차로서 연료의 질과 량, 운전습관, 일기, 도로면, 차무게, 기타 연료소모에 영향을 주는 변수 등을 말하는데 이들을 계량적으로 표현하기는 참으로 어렵습니다.예를 들어 연료의 량(질은 제외)만 가지고 설명을 드리면 주유소마다 메터기의 오차가 있을 수 있습니다. 가령 메터기의 오차가 1.5급(1.5%메터기)이라면, 100ℓ의 연료를 넣었지만 실제로는 100ℓ±1.5급 = 98.5ℓ∼101.5ℓ이 되므로 최대한 3ℓ의 편차폭이 생기는 것입니다. 이를 이론연비가 12㎞/ℓ인 차에 대입하면 36㎞의 오차가 생기는 것이고 돈으로 환산하면 3600원(1200원/ℓ의 경우)의 편차가 생기는 것입니다. 또한 동특성의 오차는 정특성 보다 많이 생길 수가 있다고 보며(10%정도), 자동차는 시간이 경과 할수록 정특성이 점점 나빠지므로 동특성도 더불어 나빠지고 변화폭도 크지는 것입니다.
● 결론적 오차 : 위의 같은 가정(假定)에 의하면 결 론적으로 - 자동차를 아무리 잘 만들어도 성능은 떨어질 수 밖에 없고 - 차종마다 오차가 다를 수 밖에 없다는 것입니 다. 예를 들어 공식연비가 10㎞/ℓ인 차의 경우 실제연비는 종합오차(17.5%)에 의해 연비가 8.25㎞/ℓ밖에 안 나온다는 결과가 되는 셈입니다.
4. VAD의 역할
■ 이처럼 자동차의 성능변화(性能變化)는 특성변화에서 생기는 것으로 이들 특성( 정특성, 동특성)들은 독립적으로 작용하는 것이 아니라 상호 복합적으로 작용하기 때문에 이들 간에 조화를 잘 이루도록 해 주어야만 최적의 연비가 나올 수 있는 것입니다.
■ 이러한 조화를 해주는 역할은 제어기능(制御機能)이며, 초기의 자동차제어방식은 "기계식제어방식"이었으나 현재는 "전자식제어방식"으로 생산되고 있지만 앞으로는 "전(全)전자식제어방식"으로 발전해가고 있는 추세입니다. 그러나 제어방식 자체만으로는 자동차가 100% 완벽한 성능을 발휘하기가 어렵습니다. 그러므로 자동차성능을 100% 가까이 업그레이드 해주면서 떨어지는 성능도 막아주는 것이 VAD(Voltage Adjusting Device)이며,"VAD는 자동차의 전기·전자게놈프로잭터에 의해 탄생된 자동차성능 혁신용의 기능성(機能性)제품"이라고 하는 것입니다.
■ 결론적으로 이러한 과정으로 VAD가 떨어지는 연비를 30%까지 복원(개선)시켜주는 것입니다. |
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