• 오토저널
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• 제1권1호
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• pp.21-24
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• 1979

오늘날 자동차배기의 대기오염공해는 큰 사회문제가 되었으며 선진제국은 이미 오래전부터 배 기정화를 시작하여 상당한 성과를 거두고 있으나 우리나라는 지금이 시작이 아닌가 생각된다. 배기정화는 자동차관계자가 해결해야 할 가장 큰 과제의 하나일 것이다. 자동차의 원동기로서 피스톤식 내연기관을 사용하는 한 최종적으로는 어떠하든 간에 배기처리를 할 필요가 있다. 따 라서 배기처리방법의 성공의 여부는 자동차용 내연기관의 운명이 걸려있다고도 할 수 있다. 이 러한 시점에 있어서 다른 사람 등이 해온 배기처리방법을 고찰해 보는 것도 결코 무의미한 것이 아니라 생각되기에 저자는 약 10년전에 발족한 일본자동차연구소 (JARI : JAPAN AUTOMOBILE RESEARCH INSTITUTE) 에서 시험제작을 하여 중점적으로 배기정화의 연 구를 해온 배기의 완전무해화장치 (JAPECS;JARI Perfect Emission Control System)를 소개하고 이것에 대한 고찰을 하고자 한다. JAPECS의 시험제작연구의 목적은 단지 자동차배기의 완전 무해화장치의 시험제작에 있는 것이 아니고 이 연구를 추진함으로써 1) 내연기관의 배기정화의 궁극적인 가능성을 추구할 수 있는 것과 2) 각 단계의 배기규제에 대처할 수 있는 가장 효과적이고 실용적인 배기처리장치의 개발을 위한 기술적인 검토가 될 수 있는 것으로 되어있다. 이 JAPECS project에서는 현재 사용되고 있는 모든 종류의 자동차엔진의 배기정화를 목표로 하고 있고 최초의 2년은 기초적인 검토에 중점을 두고 그후는 실용화에 중점을 두고 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권5호
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• pp.389-394
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• 2014

In this paper, we report a new manufacturing method for friction reduction using micro-AAJ (abrasive air-jet) machining. AAJ machining employs compressed air to accelerate a jet of high-speed particles to mechanically machine features, including micro-channels and micro-holes, into glass, metal, or polymer substrates for use in microfluidics, MEMS (micro electromechanical systems). And we introduce the micro-AAJ machining system, which consists of a micro-AAJ nozzle and a five-axis positioning system. Various micro-AAJ nozzles can be used, depending on the required surface structure, and three-dimensional machining is possible. We machined samples under six different conditions and describe machining results obtained while using it. We also measured the coefficient of friction of micro-textured surfaces. We report the coefficient of friction of micro-textured surfaces patterned using micro-AAJ machining for engine piston ring.

• 동력기계공학회지
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• 제10권4호
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• pp.50-55
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• 2006

An efficient cooling system for a piston of an automotive engine is very important. Therefore a large capacity gasoline engine or diesel engine has adopted the direct injection cooling system to increase its cooling efficiency. In this direct cooling system, an cooling oil is injected to a piston directly using an oil jet and this cooling oil flows through an oil gallery inside the piston. Flow rate and injection accuracy of this cooling oil are very important because these are main factors that have influence on its efficiency. The purpose of this study is to understand the changes of flow characteristics with various curvatures and diameters of an outlet nozzle and to check whether engine oil enters into the oil gallery well or not. From this study, we found that secondary flow was formed in a curved part of jet due to centrifugal force and irregular flow pattern appeared at the jet outlet. This pattern has influence on flow characteristics of engine oil entering the gallery. These simulation results have a good agreement with experiments.

• 소성∙가공
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• 제13권7호
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• pp.635-641
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• 2004

Today the specific outputs of modern supercharger DI diesel engine for passenger cars reach values exceeding 50kw/1. By development of the articulated piston, specific output of up to 70kw/1 are sought. In doing so, peak cylinder pressure increases from the current 14-16MPa to 18-20MPa. The Articulated piston was composed Al cast skirt part and steel forged crown part. We have the target fer the design of forging process and die of the steel forged crown part. The design parameters of the forging process of the piston were obtained by the forging industry experiences and our experimental data and analysis result of finite element simulation. Especially, the design parameter of preform in blocker die was decided by finite element simulation using numerical package DEFROM3D. And also we can verify the design parameter by conducting visio-plasticity test using plasticine material. When we compared the results of analysis and experiment, a metal flow and load curve showed good agreement. Through this research, we could design optimal preform shape of articulated piston for this supercharged DI diesel engine.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권2호
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• pp.240-245
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• 2016

본 연구에서는 해상용 경유의 희석량에 따른 선박용 윤활유의 점도 및 전단응력의 변화 등 유변학적 거동에 대한 연구를 하였다. 연료희석에 의한 윤활유의 점도감소는 피스톤링 및 라이너의 마모로 인한 엔진내구성을 저하키는 중요한 요소이다. 연구에 사용된 윤활유는 고유황 경유(황함유량 0.05 %)를 3 %, 6 %, 10 %, 15 %, 20 %로 희석하여 magnetic stirrer를 이용, 혼합하여 제조하였다. 측정온도는 $-10^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$ 범위로 설정하고, 점도 및 전단응력 변화는 회전점도계인 Brookfield Viscometer를 이용하여 측정하였다. 윤활유에 해상용 경유의 희석량이 증가할수록 점도 및 전단응력이 감소하며, 이것은 상대적으로 낮은 점도의 해상용 경유가 윤활유에 희석됨에 따라 윤활유의 점도 및 전단응력이 낮아지기 때문이다. 특히, 저온($0{\sim}-10^{\circ}C$)에서는 점도 및 전단응력이 급격이 낮아지다가, $40^{\circ}C$ 이상에서는 점도 및 전단응력 감소가 해상용 경유 희석량의 영향을 거의 받지 않는다. 온도가 높아짐에 따라, 윤활유의 점도 및 전단응력 감소는 윤활유의 뉴턴유체 거동을 보이는 것을 확인했다. 경유의 혼입에 의한 점도감소로 선박의 엔진마모를 촉진할 수 있으므로 엔진의 내구성 향상을 위해 윤활유의 주기적인 관리가 필요하다.

• Tribology and Lubricants
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• 제22권3호
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• pp.155-163
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• 2006

Ring, groove and cylinder bore wear may not be a problem in most current automotive engines. However, a small change in ring face, groove geometry and cylinder bore diameter can significantly affect the lubrication characteristics and ring axial motion. This in turn can cause to change inter-ring pressure, blowby and oil consumption in an engine. Therefore, by predicting the wear of piston ring face, ring groove and cylinder bore altogether, the changed ring end gap and the changed volume of gas reservoir can be calculated. Then the excessive oil consumption can be predicted. Being based on the calculation of gas flow amount by the theory of piston ring dynamics and gas flow, and the calculation of oil film thickness and friction force by the analysis of piston ring lubrication, the calculation theory of oil amount through top ring gap into combustion chamber will be set. This is estimated as engine oil consumption. Furthermore, the wear theories of ring, groove and cylinder bore are included. Then the each amount of wear is to be obtained. The changed oil consumption caused by the new end gap and the new volume of oil reservoir around second land, can be calculated at some engine running interval. Meanwhile, the wear amount and oil consumption occurred during engine durability cycle are compared with the calculated values. Next, the calculated amount of oil consumption and wear are compared with the guideline of each part's wear and oil consumption. So, the timing of part repair and engine life cycle can be predicted in advance without performing engine durability test. The wear data of rings, grooves and cylinder bore are obtained from three engines before and after engine durability test. The calculated wear data of each part are turn out to be around the band of averaged test values or a little below.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권4호
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• pp.132-139
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• 2016

The piston of a marine diesel engine works under severe conditions, including a combustion pressure of over 180 bar, high thermal load, and high speed. Therefore, the analyses of the fatigue strength, thermal load, clamping (bolting) system and lubrication performance are important in achieving a robust piston design. Designing the surface profile and the skirt ovality carefully is important to prevent severe wear and reduce frictional loss for engine efficiency. This study performs flexible multi-body dynamic and elasto-hydrodynamic (EHD) analyses using AVL/EXCITE/PU are performed to evaluate tribological characteristics. The numerical techniques employed to perform the EHD analysis are as follows: (1) averaged Reynolds equation considering the surface roughness; (2) Greenwood_Tripp model considering the solid_to_solid contact using the statistical values of the summit roughness; and (3) flow factor considering the surface topology. This study also compares two cases of skirt shapes with minimum oil film thickness, peak oil film pressure, asperity contact pressure, wear rate using the Archard model and friction power loss (i.e., frictional loss mean effective pressure (FMEP)). Accordingly, the study compares the calculated wear pattern with the field test result of the piston operating for 12,000h to verify the quantitative integrity of the numerical analysis. The results show that the selected profile and the piston skirt ovality reduce friction power loss and peak oil film pressure by 7% and 57%, respectively. They also increase the minimum oil film thickness by 34%.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1483-1490
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• 2011

전동기 일체형 유압액추에이터(EHA)는 전기모터와 직결되어 구동되는 유압펌프를 이용하여 유압 피스톤의 변위나 속도를 제어할 수 있도록 모듈화된 유압기기로 효율이 높고 독립된 동력원을 갖는 장점으로 인하여 항공기의 전자구동시스템에 적용되어 왔다. 최근에는 다양한 형태의 유압시스템이 적용되고 있는 건설중장비 분야에서 엔진과 전기모터를 결합한 하이브리드 기술이 개발됨에 따라 EHA의 활용범위가 확대될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 편로드 유압실린더를 갖는 EHA가 적용된 유압시스템을 대상으로 펌프작동에 따른 유압실린더의 기동 및 정지특성을 고찰하기 위하여 EHA 내부 유압회로의 기능을 파악하고 동특성 모델을 유도하였으며 파일럿작동 체크밸브의 크래킹압력을 분석하여 개방 및 폐쇄특성을 예측하였으며 시뮬레이션을 통하여 분석된 결과를 검증하였다.

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

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.143-150
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• 2009

선박의 주기관이나 발전기관 등 디젤기관에서 사용하는 연료유는 원유를 정제해서 사용하고 있다. 석유화학공업에서 원유로부터 양질의 고급 휘발유를 많이 생산하기 위하여 촉매를 사용하는 유동접촉분해(FCC) 방법을 채택하여 원유를 분리하고 있다. 유동접촉분해 시 촉매의 주성분은 Si와 Al이며, 그 외에 Fe, Zn, Ti 등의 기본금속과 알칼리 금속 및 Ce, Nd, Ni, V 등의 희유금속이 함유되어 있다. 만일 선박에 사용되는 연료유에 이러한 성분의 촉매가 많이 혼입되어 Al, Si, Ni, V이나 Fe 등의 성분이 과다하게 되면 기관 부속품 마모가 아주 심하게 되고, 기관전체를 사용하지 못하게 되어 대형 해양 선박사고가 발생 할 수 있다. 다시 말해, 이런 성분이 많이 함유된 연료유를 기관에 사용하는 경우 연료펌프, 연료분사밸브, 실린더라이너, 피스톤링의 마모가 심하게 발생하게 된다. 따라서 이러한 사고를 예방하기 위하여 사고 발생현황에 대한 정확한 원인을 규명하고 밝히는 것이 중요하다. 아울러 그 사고의 원인이 자연적인 마모, 경년변화인가 또는 외적인 요인에 의한 사고인가에 따라 보험 보상 대상여부가 판명될 수 있어, 연료유로 인한 사고 원인규명은 아주 중요한 업무이다. 본 논문에서는 연료유 관련 사고가 발생한 선박을 대상으로 사고유형, 사고원인 및 예방법에 대한 검토를 하고 향후 선박의 디젤엔진에서 저질연료유 사용에 따른 문제점을 개선하도록 제시하고자 한다.