1 서 론

최근 연비와 PM, Nox등으로 인한 환경오염 문제 로 인해 개발되는 엔진 대부분은 다운사이징으로 제작되어지고 있다. 그에 따라 각 완성차 제작사들 은 줄어든 배기량으로 인해 부족해진 출력을 보완 하기 위해서 엔진에 터보차저나 슈퍼차저를 부착했 다. Fig. 1은 터보차저의 사진으로 터보차저의 형상 중 네모난 셀을 돌출시켜 최상의 효율을 발휘하는 형상을 검토하였다. 본 연구에서 사용된 터보차저 의 형상 중 셀을 0, 15mm, 20mm, 25mm로 돌출시 켜 최상의 효율을 발휘하는 형상을 찾음으로서 최 적화된 설계를 위한 데이터 확보가 가능하다고 사 료된다[1-7].

2 본 론

2.1 연구 모델

연구 모델의 형상은 실제 터보차저 사이즈를 측정하여 1:1 비율로 모델링하였다. 모델링은 Inventor를 이용하였으며, 해석은 ANSYS를 이용하 여 해석하였다. Fig. 2는 Inventor로 모델링한 터보 차저의 외부이며, Fig. 3은 0, 15mm, 20mm, 25mm 인 각 돌출량에 따른 터보차저들의 내부 형상들이 다. 각 조건에 대한 Elements 와 Nodes들은 Table. 1에 표기하였다[8-10].

2.2 해석 조건

Fig. 4는 모델의 경계조건을 나타낸 그림으로 각각 공기가 들어가는 Inlet, 공기가 나가는 Outlet, 공기가 지나는 관로는 Wall로 지정하여 각 모델에 동일하게 경계조건을 준 후 해석을 진행하였다. Inlet에는 공기량을 감안하여 10m/s의 속도를 주었 고, Outlet 부위에서는 대기압을 주었다.

2.3 유동해석 결과

터보차저의 효율성을 다방면으로 알아보기 위 해 각 모델별로 속도, 압력, 유량을 알아보았다. Fig. 5는 각 모델별로 속도를 Stream Line으로 나 타낸 그림이다. 또한, Fig. 6은 각 모델별로 압력 을 등고선으로 나타낸 그림이며, Table. 2는 Outlet 쪽에서 나오는 압력과 유량을 모델별로 적어놓은 표이다.

위와 같은 해석결과들을 보았을 때 가장 빠른 속도를 보이는 모델은 46.46 m/s가 나온 Model 1 이고 가장 높은 압력을 보이는 모델은 0.322882 pa이 나온 Model 2이다. 마지막으로 가장 유량이 빠른 모델은 0.000187650 kg/s가 나온 Model 4이 다.

3 결 론

본 연구는 터보차저 형상 돌출량에 따른 속도, 압력, 유량을 해석적 기법을 통해 다음과 같은 결 론을 도출 할 수 있었다.