• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.218-223
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• 1997

유압장치의 핵심부품인 유압 제어밸브(hydraulic control valve)는 유압펌프 등에 의하여 가압된 유압유의 압력과 유량을 제어하고 유동방향을 변화시키는 주요기능을 수행한다. 특히, 대부분의 제어밸브는 스푸울(spool)과 슬리브(sleeve)를 기본구조로 채용하고 있다. 피스톤 형상인 스푸울이 슬리브내를 왕복운동하면 스푸울과 슬리브 사이의 간극(clearance)에서는 점성유체인 유압유의 윤활작용에 의하여 원주방향으로 비대칭인 유체압력이 발생한다. 이 결과로 스푸울에 측력(lateral force)이 작용하며, 조건에 따라서는 스푸울에 작용하며, 조건에 따라서는 스푸울에 작용하는 마찰력이 증대할 뿐만 아니라 스푸울과 슬리브의 내벽에 과도한 마멸(wear)을 유방시키기도 하여 제어밸브의 성능을 크게 저하시키기도 한다. 유압공학분야서는 이를 유체고착(hydraulic locking) 현상이라고 부른다. 본 논문에서는 항공기 Flap actuator의 Selector manifold에서 사용되는 스푸울 밸브의 성능에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 스프울과 슬리브 사이 간극에서의 윤활특성을 이론적으로 조사하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.152-152
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• 2017

본 연구에서는 비례제어밸브를 이용한 자율주행 트랙터 조향 시스템 제어를 위하여 저가의 임베디드 시스템을 사용한 제어기를 개발하였다. 차륜의 조향각 측정을 위하여 전륜 킹핀에 포텐시오미터를 설치하였으며, 비례제어밸브는 -10 ~ +10V의 전압으로 밸브 스풀의 위치제어를 수행하도록 하였다. 조향각 측정과 비례제어밸브의 위치제어를 위하여 각각에 AT90CAN128 AVR보드를 사용하였으며, CAN통신으로 조향각 데이터가 비례제어밸브 제어용 데이터로 전송될 수 있도록 하였다. 비례제어밸브 제어 보드에는 DAC기능을 추가하였으며 0 ~ 5V의 출력을 -10 ~ +10V의 전압으로 변환해 주는 인터페이스회로를 추가하였다. 일반적으로 GPS 등의 데이터 수신율이 20 Hz인 점을 감안하여 비례제어 밸브는 50 ms의 주기로 P-제어를 수행할 수 있도록 하였다. 향후 트랙터의 방향각을 설정하는 또 하나의 시스템으로부터 목표 조향각을 부여받는 것을 가상하여 별도의 MCU를 통해 목표 조향각을 송신한 후, 조향 유압실린더에 의한 전륜의 조향각 시간 응답 특성을 조사하였다. 실험은 트랙터의 전륜을 지면으로부터 들어올린 무 부하 상태에서 진행하였으며, 목표 조향각은 $7.5^{\circ}$, $15.0^{\circ}$, $22.5^{\circ}$ 등 3단계로 변경하며 시간응답 특성을 측정하였다. 최대 오버슈트 11%, 최소 오버슈트 8.6%, 정상상태 오차 약 $0.825^{\circ}$, 시정수(Time Constant)는 3단계의 목표 조향각 설정에서 각각 0.706초, 0.488초, 0.38초로 나타났다.

• 대한공업교육학회지
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• v.31 no.1
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• pp.211-225
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• 2006

Gabion can be used for the purpose of preventing overflow of river and side loss of road. However the manufacturing process of the gabion is manually controlled especially to the joining process at the terminal part of gabion with small diameter wire. In this paper automatic feeding guide system was designed and fabricated to make automation. The fabricated system was tested in the factory level. Pneumatic system was considered as the main idea of the feeding system. 3/2-way and 5/2-way manual control valve, eight double-acting cylinders were used. The system took 46.48 seconds during a cycle. Additional environmental noise and vibration were not detected when the machine operated at the working area. Based on the theoretical simulation and actual test the fabricated system was well controlled. The system was applied to the patent in 2006.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.11
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• pp.1123-1129
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• 2015

A pair of two-way valves typically is used in automotive washing machines, where the water flow direction is frequently reversed and highly pressurized clean water is sprayed to remove the oil and dirt remaining on machined engine and transmission blocks. Although this valve system has been widely used because of its competitive price, its application is sometimes restricted by surging effects, such as pressure ripples occurring in rapid changes in water flow caused by inaccurate valve control. As an alternative, one three-way reversing valve can replace the valve system because it provides rapid and accurate changes to the water flow direction without any precise control device. However, a cavitation effect occurs because of the complicated bottom plug shape of the valve. In this study, the cavitation index and percent of cavitation (POC) were introduced to numerically evaluate fluid flows via computational fluid dynamics (CFD) analysis. To reduce the cavitation effect generated by the bottom plug, the optimal shape design was carried out through a parametric study, in which a simple computer-aided engineering (CAE) model was applied to avoid time-consuming CFD analysis and difficulties in achieving convergence. The optimal shape design process using full factorial design of experiments (DOEs) and an artificial neural network meta-model yielded the optimal waist and tail length of the bottom plug with a POC value of less than 30%, which meets the requirement of no cavitation occurrence. The optimal waist length, tail length and POC value were found to 6.42 mm, 6.96 mm and 27%, respectively.

• Journal of Applied Reliability
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• v.14 no.4
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• pp.230-235
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• 2014

The failure modes of pneumatic directional control valves include leakage, wear of the spool seal, and sticking of the spool. Among them, the main failure mode of the valve is leakage. The leakage is caused by the wear of the spool seal. However, due to the characteristics of the seal material, the leakage rate is fluctuated a lot rather than constantly increased over time. If life analysis is performed using the first time data of leakage failure, predicted life cycles can be different from the real life cycles. This paper predicts life cycles of the pilot pneumatic directional control valve based on the three point moving average which considers the average of the fluctuating leakage rate.

• 유공압시스템학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.109-115
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• 2010

In establishing a simulation program for hydraulic valves, it is always a big obstacle to incorporate correctly flow forces on valve body into the simulation program. This paper suggests a method to estimate flow forces on spool in proportional directional/flow control valves with spool structure. Furthermore, suggests a way to obtain simulation program for spool valves, in which flow force mechanism is fully reflected.

• Journal of Power System Engineering
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• v.14 no.6
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• pp.102-108
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• 2010

In this study, the authors investigate the basic characteristics of a two stage directional control valve with pilot spool assembled in main spool coaxially. The step response characteristics and effects of major design parameters' values on valve performances arc clarified through numerical simulations. In addition, the authors examined the possibility of applying the object valve for this study as a proportional control valve. Based on the numerical simulation results, new design values for the reformed design as a proportional control valve were suggested.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1997.10a
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• pp.462-466
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• 1997

Proportional directional control valves (PDCVl adjust the amount of flow as well as flow direction in response to an electrical signal. This valves includes direct operated valves with or without spool position feedback. This paper investigates if it is possible to control pressure of fluids by means of the PDCV. A pressure signal is feed back to the Proportional-Integral (PI) controller, which is based upon a personal computer (PC). The PI control algorithm is implemented in a graphical programming language of LabVIEW. The results of experiments show the PDCV can be used a multi function valve of pressure control as well as direction control.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.67-68
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• 2006

This study suggests a precision flow control system that enables fluid injection of a few grams at a time in a few ms time duration. The fluid injection system suggested here consists of a high pressure fluid pump, a 3 way 3 position directional control valve, an injector and an orifice. The orifice is located between the directional control valve and the injector. By supplying current signal to the directional control valve, the prescribed small amount of fluid can be supplied to a plant through the injector. The control robustness of the suggested system against the disturbances like the pressure change in a plant and the viscosity variation of the injected fluid is secured easily by using an orifice with very small inside diameter and setting the supply pressure with comparatively high value. The control performances of the suggested system are verified by numerical simulations and experiments. The outcomes of this research could be applied to the common rail injection control of lubrication oil for large size marine diesel engines, and other industrial plants.