• 전자공학회논문지
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• 제50권4호
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• pp.212-218
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• 2013

본 논문에서는 위상지연필터를 이용한 리니어 모터 피스톤 진폭 추정기를 구현하였다. 리니어 컴프레서가 적용된 냉장고나 에어컨의 냉각능력을 제어하기 위해서는 단위시간동안 피스톤의 움직인 거리, 즉 피스톤의 속도를 제어해야 하는데 이때 리니어 모터의 주파수나 스트로크를 조정함으로써 가능하다. 이때, 주파수를 고정하고 스트로크를 변화시키는 것이 일반적이다. 스트로크, 즉 피스톤 진폭을 정확하게 추정하는 것이 리니어 컴프레서의 동특성을 좌우하는데, 본 연구에서는 위상지연필터를 이용한 피스톤 진폭 추정기를 제안하고 성능이 우수함을 모의실험을 통해 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.291-298
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• 2013

본 논문에서는 압력보상형 사판식 유압 피스톤 펌프와 밸브 제어형 실린더를 결합한 EHA에 대하여 유압 실린더의 소비 유량이 작으면 펌프 회전 속도를 낮추는 새로운 개념의 하이브리드형 제어 시스템을 제안하였다. 펌프 내 압력조절기의 사판각 제어와 간섭을 피하기 위해 위치 명령 신호의 속도 성분 평균치를 이용하여 펌프의 회전속도를 조절하였고, 시스템 압력이 기준치 이하로 낮아지는 것을 방지하기 위해 압력 스위치 기능을 추가하였다. 시뮬레이션과 실험 결과에 의하면, EHA의 동적인 응답 특성에 영향을 주지 않는 조건에서 하이브리드 제어를 통해 공전 모드에서의 펌프 회전속도를 1,800rpm에서 600rpm로 낮춤으로써 하이브리드 제어를 안 할 경우에 비해 펌프 구동 동력을 약 44%까지 절감시킬 수 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.393-399
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• 2017

왕복동식 압축기에서 피스톤과 커넥팅로드는 중요한 부분이다. 이러한 주요부에 기계적 부하가 과도하게 가해지면 해당 기부속이 손상될 수 있으며, 교체하기도 쉽지 않고 비용도 많이 든다. 따라서 내구성과 수명에 영향을 미치는 요인을 분석할 필요가 있다. 본 연구의 주요 목적은 피스톤과 커넥팅로드의 최대 응력 집중 위치를 확인하는 것이다. 이를 위해 설계된 공기압축기의 작업 공정의 동적계산을 기반으로 피스톤 및 커넥팅로드의 응력 분석을 수행하였다. 공기압축기의 피스톤과 커넥팅로드의 3 차원 모델을 따로 설계하고, 이러한 부품들의 유한요소 해석은 수치해석적인 근사해법을 사용하였다. 피스톤은 열 경계 조건 없이 크랭크 샤프트의 각도에 따라 압력 부하를 받는다. 시뮬레이션 결과는 피스톤과 커넥팅로드의 응력 집중 위치와 그 값을 예측하고 추정할 수 있다. 그 결과 크랭크 각도 $135^{\circ}$와 $225^{\circ}$에서 피스톤은 190MPa, 커넥팅로드는 123MPa 이상의 최대 등가응력이 나타났으며 이는 인장 항복강도 이하의 값이다. 또한, 커넥팅로드와 피스톤에 계산 된 안전 계수는 1보다 높게 나타났다. 더욱이, 이러한 결과는 왕복동 공기압축기 제작사에 피스톤 및 커넥팅로드를 설계함에 있어서 최적화를 위한 참고 자료로 활용 될 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.283-290
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• 2003

To clarify the cause of backfire occurrence and realize a hydrogen fueled engine linear alternator system, dynamic characteristics of a free-piston hydrogen engine were analyzed and compared with those of conventional reciprocating engines. It was found that the mean velocity and acceleration of a free-piston engine were higher than those of reciprocating engines. Piston displacement and compression ratio were varied with the change of the fuel mass flow rate. Therefore, the operational stability and controllability were the most important thinks of the development of a free-piston hydrogen engine.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.124-125
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• 2007

본 연구에서는 Free-piston 엔진용 원통형 선형 발전기의 전동기 운전을 이용한 기동에 관한 연구를 수행하였다. Free-piston 엔진의 피스톤이 흡기, 압축, 폭발, 배기 과정에 따라 정상 상태로 왕복운동을 하기 위해서는 기동 시 정지상태인 피스톤을 외부의 힘으로 움직여 연소실에 있던 공기를 밀어내고, 연료를 연소실안에 흡입한 뒤 다시 압축시켜 플러그를 통해 폭발시켜 주어야 한다. 이 과정에서 별도의 전동기를 사용하는 대신 Free-piston 엔진에서 사용하는 원통형 선형 발전기를 전동기로 사용하여 엔진의 기동을 위해 요구되는 속도와 토크를 만족시키는지 동특성 해석을 하였고, free-piston 엔진을 기동시키기에 충분한 속도와 토크를 낼 수 있다는 결론을 얻었다.

• 소음진동
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• 제9권3호
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• pp.587-592
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• 1999

Piston slap is one of the sources producing engine block surface vibration and mechanical noise. To analyze piston slap-induced vibration, a realistic but simple model is proposed and verified experimentally. A piston is modeled by 3 degree of freedom system and an impact point between piston skirt and cylinder wall by 2 degree of freedom system. Numerical simulation estimates impact forces of piston in cylinder, and the engine block surface vibration response is predicted by the convoluton of the impact forces with measured impulse responses. Experimental verification on the predicted response has been also performed by using a commercial 4-cylinder diesel engine. the predicted and experimental vibration responses confirm that the suggested model is practically useful.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제3권2호
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• pp.231-243
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• 2000

This paper describes a simulation of secondary motion of piston assemblies using PISDYN by Ricardo. Motions of the piston, pin, rod and skirt are separately calculated, by integrating equations of motion for individual components and dynamic degrees of freedom. The effects of engine speed at full load and pin offsets on the piston assembly secondary motions, forces and friction were investigated in parametric study for 4-cylinder gasoline engine. Results show that lateral displacement and friction loss of the piston increase as a function of engine speed. The lateral motion of the piston is affected by the change in pin offset. The minimum friction loss for the condition of 4800rpm WOT occurs at a pin offset of 1.6mm.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권3호
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• pp.168-192
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• 2020

In recently designed diesel engines, the running conditions for piston-pin bearings have become severe because of the higher combustion pressure and increased temperature. Moreover, the metal removal from the bushing material has strongly reduced the ability of the antifriction material to accept asperity contacts. Therefore, it is necessary to find ways of reducing wear scar on the connecting-rod small-end bushing and piston-pin boss bearing related to the higher combustion pressure on the power cell of an engine. In this work, the position and level of material removal from the surfaces of the bushing and bearing under such severe operating conditions - for example, maximum power and torque conditions of a passenger car diesel engine - are estimated for several combinations of surface roughness. First, piston-pin rotating motion is investigated by calculating the friction coefficient at piston-pin bearings, the oil film thickness, and the frictional torques induced by hydrodynamic shear stress. Subsequently, the wear scarring on the surfaces of a connecting-rod small-end bushing and two piston-pin boss bearings related to piston-pin rotational motion is numerically calculated under the maximum power and torque operating conditions. This work is helpful to determine the reasonable surface roughness of the bushing and bearing for reducing wear volume occurring at the interface between a bearing and a shaft.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1441-1446
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• 2012

유압피스톤모터는 정압베어링부분의 마찰손실과 용적손실, 기구적 운동부분의 마찰손실, 오일의 관로저항에 의한 압력저하, 압축성에 의한 체적손실 그리고 하우징 오일 처닝(churning) 손실 등이 있다. 이러한 손실 중에서 일정한 틈새의 유막(oil film, $8{\sim}15{\mu}m$)으로 고속 회전하는 피스톤 슈(piston shoe)와 슈 플레이트(shoe plate) 사이 정압베어링 부분의 마찰 및 용적손실이 유압모터의 전체효율을 좌우 한다. 본 연구에서는 최고압력 35MPa, 최고회전수 2500rpm, 배재용적 320cc/rev급 2속(2-speed) 초대형 굴삭기의 주행모터용 유압피스톤모터를 대상으로 정압베어링비가 유압모터의 전 효율에 미치는 영향을 실험적으로 분석하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.274-282
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• 2013

본 논문에서는 위상지연필터를 이용한 전류제어 루프를 갖는 선형압축기의 스트로크 제어기를 구현하였다. 선형압축기가 적용된 냉장고나 에어컨의 냉각능력을 제어하기 위해서는 단위시간동안 피스톤의 움직인 거리, 즉 피스톤의 속도를 제어해야 하는데 이때 리니어 모터의 주파수나 스트로크를 조정함으로써 가능하다. 이때, 주파수를 고정하고 스트로크를 변화시키는 것이 일반적이다. 인가된 전류를 정밀하게 제어하는 것이 선형압축기의 동특성을 좌우하는데, 본 연구에서는 전류제어 루프를 갖는 피스톤 진폭 제어기를 제안하고 성능이 우수함을 모의실험을 통해 확인하였다.