• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.168-174
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• 2017

In this work, a piezostack single-stage valve (PSSV) system is proposed and its control performance is experimentally evaluated at high temperature up to $150^{\circ}C$. In order to achieve this goal, a PSSV system is designed and operating principle and mechanical dimensions are discussed. A displacement amplifier and an adjust bolt are used to generate target displacement and to compensate thermal expansion. Then, an experimental apparatus is constructed to evaluate control performance of the PSSV system. The experimental apparatus consists of a heat chamber, a hydraulic circuit, a pneumatic circuit, pneumatic-hydraulic cylinders, thermal insulator, electronic devices, sensors, data acquisition (DAQ) board and a voltage amplifier. The flow rate and displacement control performance of the valve system are evaluated via experiment. The experimental results are evaluated and discussed at different temperatures and frequencies showing the controlled flow rate and spool displacement.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.331-336
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• 2012

This paper proposes a new type of high-frequency directional valve controlled by the piezostack actuator associated with displacement amplifier. As a first step, a dynamic model of directional valve which can operate at 200 Hz with a flow rate of 12 l/min is derived by considering pressure drop and flow force. As a second step, an appropriate piezostack is selected by considering actuation force as well as field-dependent displacement. Subsequently, in order to control spool displacement and flow rate a proportional-derivative (PD) controller is designed based on the $3^{rd}$-order valve system. Control performances such as sinusoidal trajectory tracking of the spool displacement in time domain are evaluated. In addition, the field-dependent flow rate is also presented to verify the required performance of the valve system.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.1-6
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• 2015

본 연구에서는 퓨즈콕 메인몸체에 대한 강도안전성을 유한요소법으로 해석하였다. 볼밸브와 퓨즈콕 안전장치 연결부 사이에 형성되는 (T)지역의 두께를 변화시켜가면서 응력과 변위량에 대한 거동특성을 고찰하였다. FEM 해석결과에 의하면, 퓨즈콕에 공급된 가스압력이 1.5~3.5MPa일 때 (T)지역에 대한 최적의 두께는 1.55mm~1.6mm 정도인 것으로 나타났다. 이 결과는 퓨즈콕의 메인몸체에 작용하는 강도안전성과 경량화를 고려한 최적치라 할 수 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.1020-1026
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• 2012

This paper proposes a new type of high-frequency directional valve controlled by the piezostack actuator associated with displacement amplifier. As a first step, a dynamic model of directional valve which can operate at 200 Hz with a flow rate of 12 litter/min is derived by considering pressure drop and flow force. As a second step, an appropriate piezostack is selected by considering actuation force as well as field-dependent displacement. Subsequently, in order to control spool displacement and flow rate a proportional-derivative(PD) controller is designed based on the 3rd-order valve system. Control performances such as sinusoidal trajectory tracking of the spool displacement in time domain are evaluated. In addition, the field-dependent flow rate is also presented to verify the required performance of the valve system.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권2호
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• pp.42-50
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• 2016

The conventional technique to measure the hysteresis and the null of servo valves is defined in ISO 10770-1 and based on load flow signal of the servo valve. A new technique based on the transmission line pressures is suggested in this study. The new measuring method was verified through a series of experiments. No hysteresis was observed between the spool displacement and the transmission line pressures, load pressure or each chamber pressure. Some hysteresis was observed between valve input and pressures, which was found to be the same as those of load flow and spool displacement for the valve input. By using the chamber pressures, the hysteresis and the null are easier to measure than the load pressure or differential pressure between those two chamber pressures because the chamber pressures showed sharp edges.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제15권4호
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• pp.11-16
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• 2018

Pilot operated control valve for $CO_2$ refrigerant is a valve that can perform various functions according to the user's intention by replacing pilot units, widely used for flow rate, pressure, and temperature control of refrigeration and air conditioning systems. In addition, $CO_2$ refrigerant, that requires high pressure and low critical temperature, can be installed and used in all positions of the refrigeration system, regardless of high or low pressure. In this paper, response characteristics are modeled and analyzed based on behavior of the main piston of the pilot-operated control valve. Although various factors influence operation of the main piston, this paper analyzes the effect of equilibrium pressure depending on valve installation position and application, and inlet and outlet orifice size of the load pressure feedback chamber to determine feedback characteristics of the main piston. As a result, it was possible to quantitatively analyze the effect of change in equilibrium and load pressure feedback chamber flow path size on the change in main piston dynamic and static characteristics.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.145-150
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• 2017

본 연구에서는플랜트 기자재 중 수충격에 취약한 밸브를 대상으로 수충격에 의한 진단결과를 나타내었다. 수충격에 의한 진동 상태를 살펴보기 위하여 진단환경 등을 고려하여 진동측정 센서로 가속도계를 선정했다. 플랜트 기자재의 작동환경을 진단하기 위해 실제 플랜트 송배수 라인의 밸브를 대상으로 수충격 발생 시 발생된 진동데이터를 취득했으며 현장데이터 분석결과 최대 진동변위 P-P 값은 21.40 mm로 나타나 수충격에 인한 밸브 자체 및 파이프 연결구조 및 지지대 안정성에 적지 않은 영향을 미칠 것이라 파악되었다. 또한 현장데이터를 중 일부 데이터를 HIL 시뮬레이터의 작동 데이터로 적용 비교함으로써 수 mm 레벨의 현장데이터의 진동재현성을 확인할 수 있었다. 한편, 이번 진단사례를 통해 향후 높은 수준의 진동 측정을 위해서는 충격 측정범위가 높은 센서의 도입이 필요할 것으로 사료되며 보다 정확한 진동재현을 위해 플랜트 기자재의 구속조건 등을 분석하여 다축 피로 내구 안정성 시험과 가속 수명예측 등에 활용할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.175-181
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• 2019

수소연료전지차(FCEV)의 수소연료 공급시스템에서 대용량 감압에 사용되는 기존의 1단 감압 구조 레귤레이터(Regulator)의 경우 높은 감압에 따른 맥동과 느린 응답, 수소 취성, 누설, 고중량, 고비용 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점은 2번에 걸친 감압 메커니즘(2단 구조)을 가지는 2단 레귤레이터 개발을 통해 극복될 수 있으며, 2번째 감압시점에 전자식 솔레노이드 밸브를 적용한다면 폭넓은 출구압력의 제어가 가능하다. 이에 따라 2단 전자식 솔레노이드 밸브를 가지는 레귤레이터의 출구압력 정밀도 향상과 누설방지, 내구성, 경량화, 가격저감 등의 기술개발이 필요한 실정이다. 이중에서도 레귤레이터의 필수적인 성능인 출구압력 정밀도 향상과 누설 방지를 위해 감압 전과 감압 후의 구조부분을 나누어 각각의 초기 내압 적용 후 Valve part가 닫힌 상태(Open Ratio : 0 %)로 가정하여 해석 연구를 진행하였다. 1차감압부의 기밀성과 관련하여 Aluminum Alloy 소재의 사용은 부적절하다고 판단되었고, 서로 다른 금속으로 구성되었을 때는 응력의 변화와 함께 변위 또한 같이 증가하므로 이종 소재를 사용하는 접촉부 구성은 부적절하다고 판단되었다. 2차 감압부의 기밀성과 관련된 변위 측면에서는 Young's Modulus 값이 큰 TPU(Thermoplastic Polyurethane)를 사용하는 것이 비교적 변위량이 작으므로 적절하다고 판단하였고, 기밀성에 대한 기준으로 Case 분석을 진행한 결과 최적 형상을 설계할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.102-109
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• 2017

디젤 분사시스템의 고압펌프는 저압으로 공급된 연료를 압축하여 고압 연료로 만들고 엔진 작동조건에 따라 커먼레일의 연료를 요구되는 압력수준으로 유지한다. 고압펌프는 차량의 전체 수명기간 동안 연료를 2000 bar에 달하는 고압으로 압축하여 원활히 동작해야 하므로 설계기술, 재료의 내구성, 고도의 가공정밀도가 요구된다. 이 연구에서는 1-플런저 레이디얼 피스톤 펌프 형태의 고압펌프에 대한 시뮬레이션 모델을 상용 소프트웨어인 AMESimpp의 서브 모델들을 이용하여 개발하고, 고압펌프의 동작특성을 살펴보기 위해 시뮬레이션을 실시한다. 주요한 시뮬레이션 내용들은 입구 및 출구 밸브의 변위, 유량, 압력 특성, 캠의 토크 특성, 그리고 연료 미터링밸브의 압력 제어 특성과 오버플로밸브의 동작 특성이다. 또한 입구 밸브의 구멍지름과 스프링 초기력 등의 파라미터 변화에 따른 입구 및 출구 밸브의 유량과 커먼레일 압력 등의 고압펌프의 동작 특성과 응답 특성을 시뮬레이션을 통해 검토한다. 이를 통해서 개발된 펌프 모델의 동작이 논리적으로 타당함을 제시하고, 고압펌프를 설계변경하거나 개발초기에 설계변수들의 설정과 튜닝에 활용할 수 있는 시뮬레이션 모델을 제안한다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.15-21
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• 2015

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 전기자의 변위와 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였는데, 그 결과 유량의 선형성이 잘 보장되고 1bar 의 차압에서 2ms 이내의 응답성으로 분사밸브가 열리는 결과를 얻었다. 가스 유량 또한 100Liter/min(@2Hz) 이상으로 충분하기 때문에 본 연구에서 고안한 천연가스 분사밸브는 요구되는 동특성 성능실험을 만족하였기 때문에 MW급 발전용 천연가스 엔진 연료공급시스템에 적합할 것으로 판단된다.