It is very important to improve the durability and reliability of crankshaft because of conflicting demands for lower fuel consumption and higher power output. In this study, for the crankshaft bearing design, analyses were conducted to determine the lubrication characteristics such as oil flow rate, minimum oil film thickness, friction force and increase of oil temperature at main bearing and connecting rod bearing. Additionally, supplied oil pressure and temperature effects on the bearings were simulated to figure out lubrication characteristics on the bearings. Finally the effects of increasing the bearing width and clearance were introduced on the lubrication characteristics.
동하중을 받는 엔진 베어링을 연구하기 위하여 1.5리터, 직렬 4 기통 가솔린 엔진 5개 메인 베어링 모두의 최소 유막 두께를 측정하고, 이론 계산을 수행하였다. 이론 계산은 무한 소폭으로 본 엔진 베어링에 대해 모빌리티 방법을 이용하였으며 유막두께 측정 방법으로는 TOTAL CAPACITANCE METHOD(TCM)을 사용하였다. TCM을 이용한 실험에서 실험의 정도를 높이기 위하여 새로운 베어링 틈새 설정 방법을 제시하였으며, 베어링 캐비테이션(Cavitation) 및 윤활유의 공기 혼입(Aeration)에 의한 시험오차를 해석하였다. 시험과 이론 계산의 결과를 비교한 결과, 정성적인 경향이 비교적 잘 일치하고 있음을 볼 수 있었다. 그러나 정정보로 가정된 이론 계산은 크랭크샤프트 진동 및 각 베어링이 받는 하중의 불균형으로 인한 영향을 예측하지 못함을 알 수 있었다. 엔진 운전중 베어링의 최대 전단율(Maximum Shear Rate)은 $10^7 S^{-1}$ 수준임을 확인하였다.
This study predicts the modified structure of eigenvectors and eigenvalues due to the changes in the mass and the stiffness of the structure. The sensitivity method of natural frequency using partial differential are derived with respect to the physical parameter to calculate the structure modification. The method are applied to the 3 degree of freedom???slumped mass model by modeling the mass and stiffness, and then applies the method to a real crankshaft system. The position, direction of parameter change and modified value were predicted for modification. Finally the predicted value is used to investigate the magnitude of vibration and we found that the effect of modification results to reduce the level of magnitude vibration is satisfactory.
In this study, for the crankshaft bearing design adapting discontinuous oil supply system, analyses were conducted to determine the lubrication characteristics such as oil flow rate and increase of oil temperature at main bearing and connecting rod bearing. Additionally, supplied oil pressure and temperature effects on the bearings were simulated to figure out lubrication characteristics on the bearings. Finally the effects of increasing the bearing width and clearance were introduced on the lubrication characteristics.
자동차의 시동을 걸기 위해서는 맨 처음 엔진을 강제로 가동시키는 기계장치가 있어야 하며, 이를 시동모터라 한다. 시동모터는 모터부와 그 부속장치 그리고 발생된 힘을 엔진으로 전달하는 동력전달 기구로 구성되어 있다. 동력전달기구는 플라이 휠이라는 부품을 크랭크 축 끝단에 장착한 후 그 원주상에 링 기어를 만들고, 시동모터의 축에 피니언이라는 작은 기어를 맞물리게 하여 시동 키를 돌리면 이 기어가 회전되는 원리를 이용하고 있다. 피니언 기어는 작고 반대로 플라이 휠에 장착되어 있는 링 기어는 크기 때문에 일정한 기어비가 형성되어 큰 부하의 엔진회전이 가능하다.(중략)
Machine tool vibration is well known for reducing machining accuracy. Because vibration response of a linear structure generally depends on its transfer function if the magnitude of excitation were kept constant, this study introduces a RET(Random Excitation Test) based on FRF method to evaluate stiffness of a prototype HDMTL(Heavy-Duty Multi-Tasking Lathe) for large crankshaft of marine engine. Firstly, two force loops of the lathe and corresponding structural loops were identified:1) workpiece - spindle - head stock - main bed, 2) workpiece - tool post - carriage bed. Secondly, compliances of each structural loop were measured respectively using RET with a hydraulic exciter and then converted into stiffness. Finally, the measured stiffness was compared with that obtained previously by FEM analysis. As the result, both measured and computed stiffness were closely in agreement with each other. And the prototype HDMTL has evidently sufficient rigidity above ordinary heavy-duty lathes.
An orbital grinding system uses a special motion to machine crankshafts in ships. When a crankshaft is operated, eccentric pins rotate and a grinding wheel moves in order to grind the pins. Thermal error caused by heat generated in the grinding process decreases the quality of the final product. In this study, the thermal error of an orbital grinding system caused by heat generation was investigated in order to predict the extent of thermal error that can occur during the grinding process. Since the machine position changes during orbital grinding, the pin part is divided into 30 degree intervals and heat is generated. Total thermal error was measured by summing the thermal errors associated with the pin and the grinding wheel. Total thermal error was found to reach a maximum at 60 degrees and a minimum at 210 degrees because of the shape of the crankshaft.
In this paper, we discussed a problem for improving the throughput of a crankshaft manufacturing line in an automotive factory in which the budget for purchasing new machines and installing additional buffers is limited. We also considered the constraint of available space for both of machine and buffer. Although this problem seems like a kind of buffer allocation problem, it is different from buffer allocation problem because additional machines are also considered. Thus, it is not easy to calculate the throughput by mathematical model, and therefore simulation model was developed using $ARENA^{(R)}$ for estimating throughput. To determine the investment plan, a modified Arrow Assignment Rule under some constraints was suggested and it was applied to the real case.
Because the performance of a reciprocating compressor in refrigeration and air-conditioning systems is influenced by the lubrication characteristics of sliding components, the lubrication characteristics between the crankshaft and journal bearing have to be researched for the design and the performance improvement of reciprocating compressors. Thus, the proper supply of lubricant for a lubrication between the crankshaft and journal bearing is essential, and an oil path for lubricant supply is installed in the shaft or bearing. However, in order to guarantee the lubrication performance of the journal bearing, it is necessary to design the position of the oil path. Therefore, it is studied to find the optimum position of the oil path by the analysis of the pressure distribution in the journal bearing. The results show that the position of the oil path is significantly influenced by the pressure distribution of the oil film in the journal bearing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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