• 오토저널
• /
• 제17권3호
• /
• pp.11-18
• /
• 1995

본 논문에서는 주철 라이너를 삽입한 알루미늄 블럭 엔진 개발과정에서 주조 불량이 발생하였을때, 냉각계에 일어나는 제반 현상을 분석하고, 이를 해결해 나가는 과정을 기술하였다. 이를 위하여 주철 블럭과 알루미늄 블럭을 장착한 엔진의 피스톤 온도와 블럭의 열유속, 열정산을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 알루미늄 블럭 제작시 주철 라이너와 알루미늄 블럭 사이에 공기층이 크거나, 용탕 충진이 불완전한 주조 불량이 발생하면 열접촉 저항이 커져 엔진 열전달 경로에 큰 영향을 준다. 2. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면 피스톤에서 라이너로의 전열량이 줄어듦에 따라 냉각수로의 전열량은 감소하는데, 6,000rpm, 전부하에서 알루미늄 블럭의 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비는 38.3%이고, 주철 블럭은 44.1%이다. 3. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면, 피스톤 온도가 15-20.deg.C 정도 상승하여 피스톤 손상을 유발시킬 수 있다. 4. 알루미늄 블럭의 주조가 완벽하게 되어 주철 라이너와 알루미늄 몸체 사이에서의 열접촉저항이 없어지면, 스토로크 방향에 따른 금속면 온도 분포가 균일하게 된다. 5. 실린더 라이너의 주조상태 개선없이 오일젯을 사용한 결과 피스톤의 온도를 만족할 만한 수준으로 감소시켰다. 6. 6000rpm, 전부하에서 오일젯 적용시 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비가 38.3%에서 36.2%로 감소하고, 출력대비 오일로의 방열량의 비는 9.6%에서 11.2%로 증가한다. 7. 오일젯 작용시 오일 펌프의 용량 증대와 오일 쿨러의 장착이 필수적이다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.54-59
• /
• 2004

The goal of this research is to confirm reliable durability and evaluate the engine performance of the current aluminum alloy piston and the newly developed steel forging piston. For such purpose, the test environment was built with 2.91 target engine mounted on the engine dynamometer and additional exhaust gas analysis system. Using the test environment, engine performance test was conducted, and durability test was also conducted using a dedicated piston durability test equipment for 400,000 km. As a result of the experiment, similar durability was appeared for both aluminum piston and steel piston, and the engine output power and torque are slightly reduced because of $158\%$ heavier weight of the steel piston compare to the aluminum alloy piston.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.136-144
• /
• 2006

Aluminum engine piston is manufactured by thixoforging according to forming variables. It is very important to find effects of forming variables on final products in thixoferging. In order to find the effects, however, many researchers and industrial technicians have depended upon too many types of experiments. In this study, the process parameters which have influences on thixofurging process of aluminum automotive engine piston are found by a statistical method and the correlation equations between the process parameters and quality of product are approximated through the surface response analysis. Forming variables such as initial solid fraction, die temperature, and compression holding time are considered fur manufacturing aluminum engine piston by thixofurging. Hardness and microstructure are inspected so that optimal forming condition is found by the statistical approach.

• Composites Research
• /
• 제28권4호
• /
• pp.226-231
• /
• 2015

CNT(carbon nanotubes) 강화 알루미늄 나노복합재는 우수한 기계적 특성으로 자동차용 차세대 경량재료로 주목을 받고 있으나 소재 제조 과정에 있어 CNT의 균일 분산 확보가 어렵고 대량제조 공정 확립이 어려워 자동차 부품으로의 적용이 어렵다. 그러나 점차 CNT 생산이 대량화 되고 있고 복합재로서의 특성이 개선되고 있다. 따라서 본 연구는 CNT강화 알루미늄 나노복합재의 현 수준을 확인하고 자동차 부품 관점에서의 적용가능성을 검토하고자 하였다. 평가에 사용된 소재는 20L급 High energy milling기에서 알루미늄 분말과 CNT를 혼합한 후, 소결 및 압출하여 봉상(${\phi}80$)으로 제조되었다. 소재 관점에서 기계적 특성 및 열적 특성을 분석하였으며, 부품 적용성 관점에서는 현재 자동차 부품에 사용되는 소재와 그 소재가 사용되는 각 부품의 주요 요구 특성을 상대 비교하였다. 고강성과 성형성이 요구되는 부품에 사용되는 상용소재(A390) 및 SiC/Al 복합재와 성형성 비교평가를 진행하였으며, 탄성계수를 측정하였다. 피로 내구 및 경량화가 요구되는 메인베어링캡 양산소재와의 내구성 비교 평가를 실시하였다. 또한 고온 안정성이 요구되는 피스톤용 내열 소재와 열팽창계수 및 열화에 따른 강도저하를 비교 평가하였다. 구배가 큰 금형을 설계하여 단조 가공 후, 성형성(외관 crack 및 성형압 측정)을 비교하였으며, 내구성 평가를 위해 실제 부품인 H사(社) 소형 엔진블록의 메인베어링 캡을 적용하여 일축 단품 피로 시험을 진행하였다. 이를 통해 우수한 소재 특성을 확인하였고, 자동차 구조용 부품으로 적용이 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권10호
• /
• pp.1543-1548
• /
• 2010

분말단조 공정은 정형의 자동차부품을 제작하는데 널리 이용되고 있다. 분말야금이란 금속 원료 분말을 사용하여 원하는 제품의 형태로 성형을 한 다음 적정온도에서 소결하여 필요한 금속 제품을 제조하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 자동차 엔진의 경량화를 위한 피스톤 제작에 관한 것이다. 분말단조로 제작 되어진 엔진 피스톤의 특성을 유한요소해석을 통해서 알아보겠다. 유한요소해석은 DEFORM/3D 를 이용해서 성형성을 평가하도록 하겠다. 성형온도, 구배각도, 마찰계수의 변화에 따른 피스톤의 성형성을 알아보겠다.

• 천문학회보
• /
• 제37권2호
• /
• pp.193.2-193.2
• /
• 2012

달착륙선 등과 같은 특수 목적을 위해 제작된 우주용 착륙선에는 착륙 시 전달되는 충격하중이 탑재장비로 전달되지 못하도록 연착륙(soft-landing)을 위한 충격흡수 메커니즘이 구현되어 있어야 한다. 일반적으로 자동차 및 항공기에서는 실린더와 피스톤으로 구성된 유공압식 완충장치를 주로 사용하여, 피스톤 압축으로 실린더 내부 오일 또는 압축공기가 오리피스를 통하여 분출됨에 따라 유체마찰 에너지를 활용한 충격 흡수장치가 일반적이다. 그러나 이와 같은 지상 장비용 유공압식 충격흡수 메커니즘은 진공 및 무중력 우주 환경하에서 오리피스 기능 상실, 유압유 기화 현상 및 극저온/고온 환경에서의 성능저하 등의 문제점으로 인하여 우주용 착륙선 충격완충장치로 적용이 불가능하다. 따라서 기존의 우주용 착륙선의 대부분은 충격에너지를 기계적인 좌굴 소성 변형에너지로 변환하여 충격을 흡수할 수 있도록 알루미늄 허니콤을 주로 많이 사용하여 왔다. 본 연구에서는 진공 및 무중력 우주환경에서 착륙선 충격완충 장치로 적용이 가능하도록 실리콘 포옴과 스프링을 조합하여 구성하였으며, 충격완충 매체로 유압유 및 공압을 대체할 수 있도록 실리콘 포옴을 후방 사출 성형 방식으로 적용하여 오리피스를 통과한 실리콘 포옴의 변형에너지로 충격에너지를 흡수하게 함으로서 착륙 완충효율을 극대화 할 수 있도록 검토하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.902-905
• /
• 2000

As the manufacturing processes of automotive engine piston, gravity die-casting, squeeze casting, hot forging and powder forging process are generally used for the various specifications. As the semi-solid forming(SSF) is compared with conventional casting such as gravity die-casting and squeeze casting for the characteristics of its process, the product without inner defects such as gas porosity and segregation can be obtained and its microstructure is globular grain. In SSF process, the materials are heated up to the temperature between the solvus and liquidus line at which the materials exists in the form of liquid-solid mixture. In this time, Discussion is given about reheating process of row material and results are presented regarding accurate temperature and process variables controlling for right solid fractions.

• 한국재료학회지
• /
• 제25권10호
• /
• pp.552-558
• /
• 2015

The mechanical properties and microstructures of Aluminum 6056 alloys were investigated for their use in the fabrication of a piton block. The EN-AW6056 alloys exhibited a tensile strength of 375 MPa for a solution treatment temperature of $550^{\circ}C$ for 2 h followed by an aging treatment at $190^{\circ}C$ for 4 h. The microstructures of the heat treated specimen showed that the $Mg_2Si$ phase with a size of 3~5 um was dispersed throughout the aluminum matrix when the heat treatment was done. Moreover, in order to identify the forgeability of the specimen, upsetting tests were done. For up to 80 % of the upsetting ratio, the specimen maintained its original shape, and at above 80 % of the upsetting ratio, the specimen underwent crack development. The specimen was successfully forged without any defects with the examined material conditions. The material conditions together with the forging conditions are discussed in terms of the microstructures and mechanical properties.