Re:[제이스엔지니어링] VID(Variable Ignition Distribution System) 작동원리

[질주본능VID(박정배)]

 VID의 작동원리에 대해서 우선 알기 쉽게 소개해 드리고

더 궁금하신 분들을 위해 더 자세한 자료를 뒤에 이어놓았습니다.

1. 공진파란?

 전기적·기계적 공명일 때는 공진(共振)이라고도 한다.

2. 공명파란?

소리를 포함해 보통의 역학적 진동, 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상인데,

이중에서 전기적·기계적 공명일 때는 공진(共振)이라고도 한다.

일반적으로 외부에서 진동계를 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때

그 고유진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.

또 진동체가 서로 연결되어 있는 경우, 양쪽 진동수가 같으면 공명에 의해 에너지를 서로 교환하기 쉽게 된다.

예를 들면, 진동수가 같은 소리굽쇠를 접근시켜서 한쪽을 때리면 거기에 따라 다른 쪽 소리굽쇠도 울리기 시작하는데,

이것은 공기를 매개로 해서 일어나는 소리굽쇠의 공명현상이다.

또 공명상자에서 소리가 강해지는 현상이나, 동조회로(同調回路)를 이용해

특정한 파장의 전파를 선택적으로 검출할 수 있는 것도 모두 공명에 의한 것이다.

고층건물이나 교량, 기다란 회전체 등에서 공진이 일어나면 큰 이상진동(異常振動)이 생겨 파괴되는 경우도 있다.

공명을 이용하면 약한 힘을 되풀이함으로써 큰 진동을 얻을 수 있는데,

공명이 일어나는 모양은 진동에 대한 저항의 크기에 따라 다르다.

보통 저항이 커서 진동이 잦아들기 쉬운 진동계에서는 공명할 때 진폭이 비교적 작게 증가하지만,

진동체의 고유진동수와 외부 힘의 진동수에 큰 차이가 있어도 공명에 가까운 진동을 한다.

이에 비하여, 저항이 작아서 진동이 잦아들기 어려운 진동계에서는 진동수에 근소한 차이만 있어도

공명시보다 진폭의 증가가 훨씬 작고, 대신 공명시의 진폭은 매우 커진다.

(이와 관련한 재미있는 동영상 보기를 원하시면 회사 사이트 인트로 진입 이후 메인화면에서 가장 하단에 있는

메뉴 중 공진파사례1-세상에 이런일이-, 공진파사례2-KBS스펀지- 참고하세요. www.jsvid.com ) 

3. 작동원리 개요

내연기관의 착화과정에서

분사연료에 가변 공진진동파를 주입하여

연료분자를 미분화시킨 다음, 

최적연소 조건 확보

(아래 연료를 주입하는 시점인 고주파가연소 단계에서 연료미분화를 수행하는 장치가 VID 전자제어 점화장치임.

엔진에 구조변경을 가하여 삽입되는 형태가 아니고 엔진블럭 상의 볼트를 통해 진동파가 주입되므로

아래 이미지에서 VID 장치 이미지는 생략되어 있음.)

흡입	고주파 가연소	압축	폭발	배기

방법	흡입시 가변 고주파후 폭발행정	2단가변 고전압 점화
행정	흡입       ▷       압축     ▷      폭발    ▷    배기  ↑                                ↑ 가변고주파            주 Spark

전자터보 VID는 압축하는 과정에서 혼합기에 전자기파 형태의 에너지를 인가 합니다.

이 전자기파는 연료(휘발유 포함)의 분자를 자극하는 에너지로서 연료분자를 공진시켜

순간적으로 외곽 전자를 분리시킨후 재결합 시키는 과정을 반복 합니다.

이 과정은 VID 전자터보의 핵심기술로서 이온화 또는 활성화라 하는데

이때 연료분자는 아주 연소되기 쉬운상태로 조성됩니다.

또한 이때 활성화 에너지에 의한

분자체적이 증가하여

실린더 내의 압력이 상승합니다
이 상태로 압축을 하게되면 연소직전의 압력은 더욱 높아지게 되고

여기에 점화를 하게 되므로서 연소효율이 극대화 되는것 입니다.

환경기술발표회에서 발표한 내용 중 일부를 발췌해 보면,

(더 자세한 내용은 아래 첨부파일 참고하시고 그래도 더 궁금하시면

회사 사이트에 들러 주세요. www.jsvid.com )

제 2회 환경기술발표회원고.hwp

기술의 개요 및 원리

(1)불꽃점화기관(휘발유/LPG엔진)

기존의 내연기관 점화장치는 폭발행정시 단발적 점화방식을 채용하여 점화시키거나

폭발행정과 배기행정에 점화에너지를 분산시켜 점화시키고 있다.

그러나, 본점화시스템에서는 흡입행정시 다변하는 공기와 연료에 가변진동파를 인가하여

조건을 평활화시킨후 폭발시키는 예비점화와 본점화로 나누어 점화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

이렇게 함으로써 연소실에 흡입되어진 혼합기는 여기(勵起)되어 압축효율이 증가되고

폭발시 안정된 층류연소진행과 유효도시압력의 증가에 따라 피스톤에 그압력이 효율적으로 전달되어

불완전연소 및 미연연소를 최소화함은 물론 출력증가를 유도토록하는 구조의 점화시스템.

가변진동파입력--->연료분자의 공진---> 연료 외각전자의 분리, 재결합의 반복

--->혼합기 분자체적 증가---> 압축압력상승 ---> 최적연소진행

(2)압축점화기관(디젤엔진)

연소실에 injection pump를 통하여 분사되어지는 연료는 증발되면서 다착화점이 형성되는데

이때 연료분포 불균형과 미연연소의 요인을 안고 있다.

즉, 연료분자와 산소분자의 결합지연, 공기량과 연료량의 부조화, 잔류가스의 배출지연

그리고 압축비의 불균형 등, 이러한 연소실의 연료분자에 가변공진진동파를 발진시켜 입력함으로써

연료분자와 산소분자의 결합분위기를 조기에 형성하여 착화점의 동시성을 유도하며,

또한 연소진행을 저충격적으로 진행시킴으로써 고출력저배기를 실현하고 있다.

(2) 국내외 기술 현황

국 가	기 술 내 용	비 고
한 국	VID(Variable Ignition Distributor) system	제이스엔지니어링
미 국	C3I 점화 system Double Distributor system	GM Ford
독 일	Double Spark Ignition Coil	Bosch
일 본	DRD system Plasma Ignition system	Toyota Nissan
스웨덴	Voltage Ignition sysyem	SAAB.

* 국외 기술 요약

- 방식 : 점화방식의 2단점화화는 공통적 추구방향이나 본기술과는 달리 폭발 행정과 배기행정에 스파크 에너지를 분리하여 인입.

- 목적 : 기존 충격 고열점화시 발생되어지는 배기가스(NOx)의 억제방법으로 2단점화 활용.

- 차이점 : 배기가스(NOx)의 억제에는 일부 실효를 거두었으나 기관의 연소 고 효율화(출력, 연비, NVH개선, 배기가스등)에는 한계가 있음.

* 본기술의 강점

(1) 해당기술에 대한 특허권을 취득한 나라는 한국의 본기술과 스웨덴 뿐이며

유해배기가스저감과 출력증강양쪽의 동반 효과 상승은 본기술(VID)의 핵심 이다.

(2) 본기술을 제외한 기술들은 해당차량 설계시 반영되는 한계적 적용성이 있 으나

본기술은 모든 차량 설계시 뿐만아니라 A/S시장에서도 모든차량에 적용될 수 있는 범용성을 보유하고 있어 시장의 범위가 크다.

(3) 핵심개발기술내용

○ 주요기술

핵심/주요기술	작 용	효 과
① 가변진동파 발생 소자기술 ② 고전압 충격 흡수 제어회로 기술 ③ 가변적 온도변화 감응소자 개발기술 ④ 전자가속 유도장치 기술 ⑤ 외부 교란파 차단회로 구성기술	󰋭연소 Real time control 󰋭연료분자 외곽전자에 공진 진동파 입력 󰋭산소분자와 전리적 결합 분위기 고조 촉진 󰋭혼합기의 여기상태 조성 으로 체적 팽창 유도 󰋭체적 팽창에 따른 압축비 상승 󰋭연소의 층류화 󰋭피스톤 전달효율 및 압력 상승	󰋭유해배기 가스 저감 󰋭출력 증가 󰋭연료 소비 절감 󰋭진동/소음 감소

○ 고효율 전자제어 점화시 연소실 연소현상 특성

특성 1) 흡기 혼합기의 이온화

( 기존 ) ( 고효율점화 흡기 )

특성 2) 층류연소의 진행

( 기존 연소 상태 ) ( 고효율 점화 연소 상태 )