엑스커베이터 요소별 연비 기여도 분석을 위한 에너지 흐름 모델링

Abstract

대기 환경 보존을 위해 세계적으로 환경 규제를 더욱 강화하고 있는 추세이다. 하지만 이러한 규제는 수송분야의 경우 자동차에 대해서 한정적으로 적용되고 있었다. 그리고 그 중 건설기계의 경우 우리나라에서 6종만이 그 대상이었다. 이에 환경부는 다가오는 2015년 1월 부터는 기존에 배출허용기준에 포함되지 않았던 나머지 24종을 관리 대상에 포함한다는 ‘대기환경보전법 시행규칙’을 최근 개정, 공포하였다. 이에 따라 건설기계 대기오염물질 관리가 대폭 강화될 예정이다. 지금 현행 미국 EPA(미국환경부)의 TIer-3 기준에서 Tier-4 기준으로 상향 적용될 예정이다. 이러한 추세에 따라 건설기계 역시 연비를 개선해야할 필요성이 있다. 이를 위해 아직까지 연비와 관련된 연구가 진행되지 않은 엑스커베이터의 연비분석과 그 방법론이 확립 되어야 필요가 있다. 기존에 엑스커베이터의 경우 엔진 차원의 규제만 존재하며 NRTC라는 싸이클로 배기가스 규제를 한다. 하지만 실차 상태에서의 연비 규제와 모드는 없으며 각 제작사별 자체적 시험 모드만 존재할 뿐이다. 이에 따라 경쟁업체간 비교가 어려우며 어느 부분에 있어 우위를 가지고 있는 파악하기 힘든 상황이다. 이에 모드를 분석하여 엑스커베이터 간 요소항목별 비교가 필수적이다. 이번 연구는 엑스커베이터의 요소별 연비 분석을 위한 에너지 흐름 모델링, 시험 방법론 구성과 실차 시험을 진행 하였으며 그에 따른 분석 방법 제시한다. 그리고 동작별 특성 및 분석 방법을 제시하여 실차 기반의 연비 분석 방법에 대해 정립하였다. 나아가 AMESim을 이용한 시뮬레이션 모델링 구축을 위한 기반 모델링을 제시 하였다.