Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B (대한기계학회논문집B)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Experimental Study on Auto-Transmission Fluid Heat Exchanger for Improving Vehicle Fuel Efficiency

차량 연비개선을 위한 자동변속기유 열교환기에 대한 실험적 연구

  • 장충만 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 이용규 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 강병동 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 유재석 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 이종화 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 김현정 (아주대학교 기계공학부) ;
  • 김동권 (아주대학교 기계공학부)
  • Received : 2010.12.27
  • Accepted : 2011.06.28
  • Published : 2011.09.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Drive-train friction loss in a vehicle may account for 4% of its total fuel consumption loss. An ATF W/C (auto-transmission fluid warmer/cooler) plate-fin heat exchanger is a type of heat exchanger that uses metal plates to transfer heat between the auto-transmission fluid and coolant. The use of an ATF W/C heat exchanger can result in a fuel economy improvement of about 1% in vehicles. An experimental setup for testing the thermal performance of an ATF W/C plate-fin heat exchanger is developed. In this study, the influence of the ATF and coolant, flow rates, and temperature on the efficiency of an ATF W/C heat exchanger are investigated experimentally. From the experimental data, a simple correlation for predicting the efficiency of an ATF W/C heat exchanger is proposed. On the basis of this correlation, the fuel economy of a vehicle with and without an ATF W/C heat exchanger is compared by using Simulink. Finally, it is shown that the fuel economy is improved by 0.992% when an ATF W/C heat exchanger is installed in the vehicle.

차량에서 구동계의 의한 손실은 전체 연료 소비 손실에서 약 4%를 차지하며 그 중에서도 자동변속기는 구동계 손실에 큰 영향을 끼친다. ATF W/C 열교환기는 근래에 관심이 높아지고 있는 부품인데, 자동변속기 윤활유의 온도를 적정한 상태로 유지시켜 줌으로서 연비 개선 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 ATF W/C 열교환기 단품 특성을 실험적으로 파악하고, ATF W/C 열교환기가 실제 차에 장착되었을 때의 연비 개선 효과를 살펴보았다. 본 연구에서는 실험을 통하여 ATF 와 냉각수의 온도와 유량에 대한 유용도를 파악하고 유용도를 예측하기 위한 상관식을 도출하였다. MATLAB의 Simulink 프로그램을 통하여 실험의 결과를 바탕으로 ATF W/C 열교환기 유무에 따른 연료 소모량을 비교 하여 연비 개선 효과를 분석하였다. 그 결과 ATF W/C 열교환기가 장착된 자동차는 0.992% 연비 개선 효과가 나타났다.

Keywords

References

  1. Cha, S. Y. and Yang, S. W., 2005, " A Study of Effect of Automatic Transmission Fluid on Fuel Economy," Journal of the KSTLE, Vol. 21 No. 3, pp. 142-148.
  2. Sung, W. J. and Oh, J. S., 2005, "Improvement of the Line Pressure Drop of Automatic Transmission at High ATF Temperature and Low Engine Speed Condition Through Performance Improvement of the Oil Pump," KSAE Annual Conference, pp. 618-622.
  3. Kim, D. K., Jung, M. Y., Lee, J. Y. and Kim, K. Y., 2009, " A Study of Improving of Efficiency of Power-Train Cooling System," KSAE Annual Conference, pp. 731-736.
  4. Smith, E. M., 1996, Thermal Design of Heat Exchangers : a Numerical Approach-Direct Sizing and Stepwise Rating, Wiley, New York, pp. 4-5.
  5. Kakac, S. and Liu, H., 2002, Heat Exchangers : Selection Rating and Thermal Design, Crc press, New York, pp. 17-19.
  6. Saunders, E. A. D., 1988, Heat exchangers Selection Design & Construction Longman Scientific & Technical, New York, pp. 135-140.