• 세라미스트
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• 제8권1호
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• pp.50-56
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• 2005

압전재료의 다양한 에너지 변환특성 중 기계-전기 에너지간 변환 특성만을 이용하고자 하는 경우로 한정하고, 압전재료의 물성 및 진동모드, 재료물성 평가 사례들을 요약하여 소개하였다. 그러나 이상에서 설명한 압전특성은 매우 개략적인 개념으로서 우수한 압전 응용부품을 개발하기 위해서는 몇 가지 유의할 사항들이 있다. 압전재료는 보다 기본적으로 열에너지, 기계에너지, 전기에너지, 나아가서 Maxwell 방정식에 의해서 전기장과 연결되는 자기에너지까지도 연결시켜서 상호간에 에너지 변환작용을 일으킬 수 있는 특성을 가진다. 기계적 변형(S) = 탄성변형효과 + 역압전효과 + 열팽창효과 전기적 변위(D) = 압전효과 + 유전효과 + 초전효과 즉, 압전 응용부품이 온도변화 및 자기장이 인가되는 환경에서 순수하게 압전현상만을 이용하고자 한다면, 응용분야 및 주위환경에 따라 압전세라믹 소자가 외부 환경변화에 반응을 하지 않도록 적절한 차단 대책을 수립하여야만 한다. 그러나 압전재료의 외부 자기장의 변화에 대한 반응도는 전기장에 대한 반응도에 비해서 매우 작으므로 통상 무시해도 무방하다고 본다. 그리고 압전재료에서 전기장-기계장의 선형성이 보장되는 크기에는 뚜렷한 한계가 있고, 선형성 영역을 벗어나면 이력특성에 의해 비선형 특성 및 포화상태를 보이게 된다는 점 또한 주의하여야 할 점이다. 또한 압전특성은 Curie 온도이하에서만 존재하고, 그 이상의 온도에서는 쌍극자들의 지나친 운동성에 의해 결정 대칭성이 변하여 압전특성이 소멸되므로 사용 온도 구간에 엄격한 제한을 두어야 함도 응용에 유의하여야 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.181-187
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• 2013

Performance of DI diesel engine with high fuel injection method is directly related to its emission characteristics and fuel consumption. In this study, numerical model of 3rd generation piezo-driven injector was designed to analyze the hydraulic performance. Also the injection response characteristics was investigated by using the AMESim simulation code. From this study, it was shown that 3rd generation piezo-driven injector had a faster response and had better control capability due to its hydraulic bypass-circuit that has potential to higher hydraulic characteristics and improved accuracy of injected fuel quantity.

• 한국분무공학회지
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• 제17권2호
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• pp.57-63
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• 2012

For reduction of CO, NOx and soot emission emitted by diesel diffusion combustion, the authors focused on injection actuator to improve fuel availability inside combustion chamber. In this study, it was investigated the internal dynamic characteristics of two-stage injection with diesel injectors with different driving type for the common rail direct injection by using the AMESim simulation code. The analysis parameter defined such as fuel pressure, injection hole's diameter and driven voltage. As the results, it was shown that the piezo-driven injector had a faster response and had better control capability than the solenoid-driven injector. It was found the piezo-driven injector can be utilized effectively as multiple injector than solenoid-driven injector.

• 한국분무공학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-7
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• 2020

In the common rail fuel injection system, which is the core of diesel high efficiency and NO_X reduction, injection strategies such as high pressure injection of fuel, accurate injection rate control, and multistage injection are important to increase fuel atomization. In this study, the bypass type piezo injector for the electronic control based common rail injection system applied to diesel fuel vehicle was studied. In particular, the injection rate and internal fuel flow characteristics of the high-pressure injector according to the piezo stacking number and applied voltage were analyzed by theoretical numerical method. When the applied voltage changes, it is determined that additional fuel flow through the bypass compensates for the reduced valve driving force due to the change in the driving voltage.

• 한국분무공학회지
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• 제24권2호
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• pp.66-72
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• 2019

Diesel vehicles suffer from poor starting and running problems at cold temperatures. Diesel vehicles have the characteristic that CO and PM are reduced or similarly discharged when going from low temperature to high temperature. In this study, a bypass type piezo injector for electronic control based common rail injection system was used. Numerical analysis using injector drive analysis model was performed to analyze injector drive and internal fuel flow characteristics according to fuel temperature change. The results show that the rate of density change due to the fuel temperature is proportional, and that the effect of the kinematic viscosity is relatively large between $-20^{\circ}C$ and $0^{\circ}C$. Comparing the results of temperature condition at $0^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$, it is considered that the viscosity is more correlated with the needle displacement than the pressure chamber of the delivery chamber.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.169-175
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• 2013

CRDi technology of diesel engine was developed from in the early 2000s due to a need to increase fuel efficiency and environment care. Especially, high-pressure fuel injection system in CRDi system which has a fuel injection unit including an injector, a fuel pump and common-rail, etc. becomes possible to make the exhaust gas clean as well as power improvement. In this study, comparison of dynamic characteristics of servo-hydraulic piezo-driven injector with 3-way and bypass-circuit type was analyzed by using the AMESim code. As results of this study, it found the bypass-circuit inside servo-hydraulic piezo injector can cause a faster injection response than that of the 3-way type. Also it was shown that bypass-circuit type had better control capability due to hydraulic bypass system.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.17-25
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• 2013

Performance of DI diesel engine with high fuel injection method is directly related to the emission characteristics and fuel consumption. At present, diesel injection system with piezo element is replacing conventional solenoid type due to their faster electro-mechanical properties. In this study, it was investigated the sensitivity characteristics regarding internal hydraulic modeling based on the AMESim environment of piezo-driven injector The analytic parameter for this study defined such as In/Out orifice, injection hole's diameter and driven voltage on piezo stack. As the results, it was shown that these parameter influence on a fast response characteristics of piezo-driven injector. Also we found fuel pressure recovery time is faster about 0.1 ms due to larger IN orifice diameter. And larger OUT orifice diameter occurs maximum pressure drop with faster its timing of about 0.2 ms.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.183-195
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• 2003

본 연구에서는 판형태의 압전감지기와 압전작동기가 접착되어 있는 보형태의 스마트구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소모형화 방법을 제안한다. 압전재료의 직접압전효과와 역압전효과에 대한 구성방정식을 고려하고 변분원리를 이용하여 스마트보유한요소의 운동방정식을 유도한다. 이러한 2절점 보 유한요소근 등매개변수요소로서 Timoshenko 보이론을 기초로 한다. 따라서, 보형태의 스마트구조물을 제안하는 스마트보 유한요소에 의하여 해석함으로써 전압이 작용되는 압전작동기에 의한 구조물의 제어와 전압을 측정하는 압전감지기에 의한 구조물의 모니터링에 대한 수치적인 시뮬레이션이 가능해진다 이러한 스마트보유한요소와 Constant-gain feed back control 기법을 이용하여 압전감지기와 압전작동기를 이용한 보구조물의 자유진동제어에 대한 유한요소 모델을 제안한다

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.59-59
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• 2008

Pb(Zr,Ti)$O_3$(PZT)는 현재 가장 우수한 압전특성을 가진 압전 재료로써, 압전효과와 역압전효과를 이용한 압전 액추에이터, 압전 트랜스듀서, 센서, 레조네이터 등의 활동에 대한 연구과 활발하게 이루어 지고 있다. 그러나 압전성이 우수한 PZT 세라믹스들은 Pb 성분이 포함되어 있기 때문에 환경오염뿐 아니라, 경제적인 측면에서도 많은 문제점을 가지고 있어 최근에는 유해원소인 Pb를 포함하지 않는 친환경 압전 세라믹스에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. (Na, K)$NbO_3$은 뛰어난 특성을 가지고 있어 Pb를 기본조성으로 하는 압전세라믹스를 대체할 수 있는 대표적인 물질중의 하나로 알려져 있다. 그러나, potassium의 수분과의 반응성과, 소결시 휘발로 인해 높은 소결밀도의 NKN을 제조하기 어렵다. 이러한 단점을 보안하기 위해 Hot pressing, Hot forging, SPS 등 여러가지 방법을 이용하여 연구가 수행되고 있지만, 고가의 제조공정을 이용해야만 한다. 본 연구에서는 $BaSrTiO_3$의 새로운 고용체를 추가시켜 기본 NKN 조성보다 소결밀도, 유전 및 압전특성을 향상시키고자 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.971-977
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• 2012

고압 인젝터의 성능은 디젤 연소엔진의 동력, 배출물, 연료소모와 직접적인 관계가 있다. 본 논문에서는 솔레노이드 코일과 피에조 세라믹으로 구동되는 커먼레일 디젤 분사용 인젝터의 응답 특성을 AMESim 코드를 사용하여 상대 비교 연구를 수행하였다. 따라서 연료압력, 분공경을 주요 해석변수로 설정하였다. 본 연구를 수행한 결과, 솔레노이드 구동 인젝터에 비해 피에조 구동 인젝터가 상대적으로 더 빠른 응답성과 더 높은 제어성을 가짐을 알 수 있었으며, 특히 다단분사 적용시, 이런 결과가 매우 효과적임을 확인할 수 있었다.