The configuration of intake port and piston is a dominant factor of inlet air flow and mixture formation in an engine cylinder, resepectively. This study has analyzed intake port and piston characteristics for swirl flow of a heavy-duty LPG engine. As an available technology to optimize intake port, the steady flow rig test has been applied for measuring swirl ratio and mean flow coefficient. And we measured the mean velocity and turbulence intensity of swirl flow under motoring condition in transparent engine cylinder by backward scattering LDV system. From these results, the piston and cylinder head with a good evaluated swirl flow characteristics were developed and adapted fur a 11L heavy-duty engine using the liquid phase LPG injection (LPLI) system. The obtained results are expected to be a fundamental data for developing intake port and piston.
The proper surface pressure on the pistons rings in the diesel engine of a ship is very important, because the pressure controls the oil that is needed to maintain friction at acceptable levels between the pistons and the cylinders. In this paper, basic and theoretical concepts to compute the ring pressure were formulated and applied to obtain the proper surface pressures on selected sample piston rings. During the calculation of the pressure on the piston rings, the computation of the accurate free shape of the piston ring was required. Earlier, Arnold and Prescott introduced theories to compute the free shapes of piston rings, and their approach used rectangular and polar coordinates. In this paper, the free shapes of piston rings using two different theories were computed and compared. The results were quite close, representing the free shape of the piston ring. Ring pressure was computed using the Arnold's free shape that was obtained. A simple GUI was made to compute the surface pressure on the piston rings.
This paper presents a research about free piston linear engine (FPLE) fueled with hydrogen, in which, the numerical models are built to simulate the operation during the full stroke of the engine. Dynamic model, linear alternator model and thermodynamic model are used as the numerical models to predict piston velocity, in-cylinder pressure and electric power of FPLE. The spark timing and air gap length are changed to provide information for the prediction. Beside, the heat transfer problem is also investigated in the paper. The results of research are divided by two parts, including motoring mode and firing mode. The result of motoring mode showed that there is validation between simulation and experiment for volume and pressure in cylinder. For firing mode, by increasing spark timing, the velocity of piston, peak pressure and electric power also increase respectively. Beside, when increasing air gap length, the electric power increases accordingly while the motion of piston is not symmetric. The effect of heat transfer also observed clearly by reducing of the peak pressure, velocity of piston and electric power.
Recently, researches on the free-piston Stirling engines(FPSEs) are actively investigated. FPSEs have merits in its light weight, simple structure, and little need for maintenance, thus becoming a promising solution for the power conversion of renewable energy and waste heat recycle. This paper presents the methodology that estimates damping coefficients using analytical models of linear and nonlinear dynamics for FPSEs, and validates the methodology by comparing with existing experimental results. The analysis model predicts an operable range of linear damping coefficients forming limit cycles by using the root locus, and time responses obtained by numerical integration determines nonlinear damping coefficients. The model predictions are compared with experimental results of the well-known FPSE B-10B. We also investigate the damping characteristics regarding heater temperatures and power piston motions.
This research numerically analyses the effects of the damping device on the operation characteristics of a free piston linear engine. In this paper, the free piston linear engine uses spring as a damping device. The investigated parameter is spring hardness which is varied at 0.5, 1, 2.9, and 14.7 N/mm. The effects of spring hardness on the dynamic characteristic, thermodynamic characteristic and electric power of the engine are investigated. Beside, the equivalent ratio is also changed to provide more information for this study. The simulation results show that, by increasing spring hardness from 0.5 to 14.7 N/mm, all of parameters related to dynamic characteristic such as piston velocity, acceleration, displacement, and frequency increase accordingly. Beside, the peak pressure in the cylinder and electric power are also increased when increasing spring hardness. The tendency is also observed at varied equivalent ratios.
한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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pp.17-24
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1998
압축기의 종류는 크게 dynamic type과 positive displacement type으로 우선 나눌 수 있다. 전자는 제트엔진에 사용되는 압축기에서 보는 바와 같이 기체의 속도를 변화시켜 동압을 정압으로 바꾸어 압력을 얻는 경우이다. 후자는 기체를 둘러싼 체적을 줄여서 압력을 얻는데 가전제품에 쓰이는 냉각용 압축기의 대부분의 종류가 이에 해당된다. 압축 기체의 종류에 따라 공기 압축기, 가스 압축기, 냉각용 압축기로도 나눌 수 있겠다. 냉각용 압축기는 다시 여러 가지 방법으로 분류할 수 있겠지만, 구동 모타의 용량이나 냉각 용량에 따라, 대형, 소형으로 분류하거나, 압축기를 둘러싼 셀의 구조에 따라 밀폐형과 반 밀폐형으로 나눌 수 있다. 밀폐형은 냉매를 반 영구적으로 보충할 필요가 없도록 용접형 셀을 가진 구조로 압축기를 다시 열어서 보수할 수가 없다. 냉장고나 냉방기 같은 가전 제품에 쓰이는 압축기는 대부분 소형 밀폐형이 되겠다. 산업용의 중,대형 압축기는 보수의 목적으로, 자동차 냉방용 압축기는 동력이 엔진축에서 공급되는 구조 상의 이유로 반 밀폐형이 채택된다. 보수가 사실상 불가능한 밀폐형의 구조 상 소형 냉장용 압축기는 거의 무한 수명을 감안한 설계를 요하게 되고, 이것이 압축기의 보수적인 설계 및 개발 성향에 어느 정도 영향을 주었다고 볼 수 있다. 이런 소형 밀폐형 압축기(positive displacement, fractional horsepower, hermetic compressor)에 관한 연구의 소개가 이 글의 주 관심이 되겠다. 압력을 얻기 위해 체적을 변화시키는 mechanism도 여러 가지가 있는 바, 왕복동식 피스톤(reciprocating piston) 압축기가 가장 오랫동안 사용되어 온 구조이다. 회전식으로 압축을 얻는 방식으로는 로타리 피스톤식, 스크류식, 스크롤식 압축기가 있다. 로타리 피스톤(rotary piston)식 압축기는 약 20여년 전 부터 냉방용 압축기에서부터 널리 쓰이게 되었다. 약 10여년전부터 상용화 된 스크롤(scroll) 형 압축기도 현재 상대적으로 용량이 큰 가정용 냉방기를 중심으로 많이 쓰이고 있다. 스크류형 압축기는 보통 중대형 상업용에 주로 쓰인다.
The mono steel forged piston was improved a mechanical strength of an aluminum piston and reduced the weight of a articulated piston. The mono steel forged piston was composed of forged crown part and forged skirt part and was completed by friction welding process of two forged parts. Forging process analysis and friction welding analysis was done by finite element simulation using numerical package DEFORM. The preform shape and the initial billet dimension were decided by maximum stress of the die, amount of the flash and filling of die. The upset length of friction welding variable was decided by the shape of the flash that was created by friction welding analysis. Through this research, we developed a forging process of the mono steel forged piston, and decided the design variables of friction welding.
Tribology는 미끄럼 혹은 구름 베어링, 피스톤 링, 기어, 공구, 그밖의 상대적 움직임하에 있는 부품의 설게 및 제조에 관련된다. 또한 tribology는 서로 접촉하는 재료의 적절한 사용, 윤활유 와의 상호작용 이해 및 적절한 선택을 통해 마모와 마찰의 감소 혹은 최적의 마찰 (브레이크, 벨트 등의 경우)을 얻기 위해 연구되는 학문이다. 이러한 연구분야 중의 하나는 재료의 개발과 선택을 통해 목표를 달성하는 것인데 지금까지는 전총적으로 사용되어 오던 금속 재료를 중심으로 하는 연구에 치중하여 왔다. 최근의 tribology 분야는 점차로 극심한 조건과 더 좋은 효율을 요구한다. 한 예로 지금의 엔진 보다 더 고온에서 작동되는 고 효율의 감량의 첨단의 열 엔진의 개발을 들수 있다. 이러한 열 엔진의 사용 목적을 달성하기 위해서는 기존의 금속 재료로는 고온에서 작동되기 너무 약하고 무겁기 때문에 구조용 세라믹스가 고려되고 있는 것이다. 이러한 잠재적인 분야의 응용의 신소재와 이미 산업화된 분야의 대체 재료로 세라믹스는 주목을 받고 있다. 본 란에서는 상기한 변수에 따른 마모 마찰 특성을 구조용 세라믹스를 중심으로 소개하고자 한다.
이 논문의 목적은 자동차 에어컨 가스 누설에 관련된 고장사례를 분석하고 고찰한 것이다. 첫 번째 사례는 냉매가 누설된 상태에서 에어컨 컴프레서가 계속 작동되었다. 이로 인해 에어컨 컴프레서 내부의 피스톤이 윤활부족으로 인해 피스톤이 부분적으로 에어컨 컴프레서 내부의 실린더에 소착되는 현상이 발생하였다. 이것이 엔진작동 중 부하를 증대시켜 엔진의 회전수 변동과 함께 엔진의 작동이 정지되는 현상이 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째 사례는 에어컨 라인과 관련 시스템을 확인한 결과 에어컨 컴프레서에서 뒤쪽으로 가는 컨덴서 고압파이프에서 미세한 균열에 의해 에어컨 냉매 가스가 누설되는 것을 확인하였다. 세 번째 사례는 에어컨 컨덴서 핀 부에서 육안으로 확인하기 어려운 미세한 크랙에 의해 컨덴서 내부 안쪽에서 에어컨 가스가 미세하게 누설되는 것을 확인하였다. 따라서, 에어컨 시스템은 에어컨 냉매가스에 의해 자동차의 실내의 온도를 낮춰 공기조화를 하는 시스템이므로 최적의 상태를 유지할 수 있도록 철저한 관리를 하도록 하여야 한다.
In this study, the development of an aluminum forged piston was tried to substitute the cast piston, in which there were internal defects such as blow hole and shrink pipe. A gasoline engine piston was chosen as an example for developing the forged piston. Before aluminum forging, model, material (plasticine) test was carried out to investigate the forgeability and internal flow pattern of the forged piston at room temperature. From the result of model material test, an aluminum piston to be forged was redesigned. The aluminum pistion was forged in hot process. The quality of a forged piston was compared with that of a cast piston in the point of mechanical properties, internal defect and microstructure. It was proved that the forged piston was superior to the cast piston.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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