• 대한기계학회논문집
• /
• 제18권7호
• /
• pp.1751-1758
• /
• 1994

A new set of governing equations is derived for the dynamic analysis of the Free-Piston Stirling Engines(EPSE). Equations from the ideal adiabatic model for the thermodynamic analysis of the working fluid are incoporated with the equations of motion for the moving masses of the system, resulting in a set of nonlinear differential equations. The coupled set of equations are numerically integrated with proper intial conditions to obtain a steady state response of the engine. The proposed method is compared with the conventional method of analyzing EPSE based mainly on the ideal isothermal model. The results clearly shows the limitationsl of the conventional methods and the relative advantages of the method proposed in the present study.

• 소음진동
• /
• 제9권3호
• /
• pp.587-592
• /
• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제28권5호
• /
• pp.762-772
• /
• 2004

Fatigue life of a Piston for large liquid Petroleum liquid injection(LPLi) bus engines is analyzed considering effects of cooling condition parameters : temperature of cooling water, and heat transfer coefficients at oil gallery and bottom surface of piston head. Temperature of the piston is analyzed with varying cooling conditions Stresses of the piston from two load cases of pressure loading. and pressure and thermal loading are analyzed Fatigue life under repeated peak pressure and thermal cycle is analyzed by the strain-life theory. For the two load cases, required loading cycles for engine life are defined, and loading cycles to failure and partial damages are calculated. Based on the resulting accumulated fatigue usage factors, endurance of the piston is evaluated and effects of varying cooling condition Parameters are discussed.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.75-85
• /
• 1996

The gas pressure acting on the rings in internal combustion engine influences the friction, wear and HC emission. In order to understand their characteristics, it is necessary to measure the interring gas pressure during engine operations. In this study, miniature type pressure transducer was developed to measure inter-ring gas pressure. And measurements of cylinder and inter-ring gas pressure were made on a gasoline engine running at full and part load conditions. Finally the characteristics of inter-ring gas pressure variation during engine operation were obtained form analysis of measured date.

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

• 오토저널
• /
• 제8권2호
• /
• pp.13-21
• /
• 1986

점차 엄격해지는 요구조건을 만족시켜 주기 위해서는 승용차용 엔진의 실제특성과 운전특성을 지 배하는 설계변수의 조절은 불가피하며, 그중에서도 엔진의 핵심부인 연소질의 설계는 가장 중요 하다. 부분 부하에서의 SI기관의 연료경제성을 향상시키는 가장 좋은 방법이 압축비를 상승시 키는 것이므로, 앞으로의 여소실은 고압축비에서도 옥탄가가 높은 연료를 요구하는 성향을 낮 추는 특성을 갖고 있어야 한다. 새로운 엔진의 향상을 최적화하기 위하여는 quench area의 크 기와 위치 그리고 적절한 quench distance의 성질이 중요하며, 또한 연소실의 소형화, 스파크 플러크의 위치, 표면적/체적의 비 그리고 화염전파거리등도 고려에 넣어야 한다. 승용차용 엔진의 요구조건은 연소실을 피스톤 크라운에 위치시키는 용이한 방법을 통하여 해결될 수 있으며, 이 러한 형상의 연소실은 실린더 헤드에 장치한 연소실과 비교하여 다음과 같은 장점을 갖고 있다. - 스파크 플러그 주변에 연소실을 배치하기 쉽다. - 연소실 내에 quench area의 설정이 자유롭다. - 연소실 layout의 개조없이 압축비의 설정이 자유롭다. - 연소실의 조합이 간단하다. - 실린더벽으로의 열손실이 감소되어 열효율이 증대된다. - 공연비의 희박가능한계가 크다. - EGR성능이 향상되어 NOx 의 배출과 연료소비율이 감소된다. - 필요하다면 연소실실 또는 직접분사식 Diesel 기관으로서의 개조가 간단하다. 만약 생산단가가 크게 상승하지 않는다면, NOx의 배출과 연료소비율이 작으면서도, 비출력이 큰 4-밸브 연소실이 실용화 될 전망이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.14-17
• /
• 2008

비교적 단순한 개폐작동을 통해 액체추진기관 연소기로의 극저온 액체산소 공급을 조절하는 산화제 개폐밸브로써, 공압으로 작동하는 포펫 타입의 밸브가 채택되어 관련 연구개발이 진행되고 있다. 일반적인 포펫 타입의 밸브들은 포펫과 피스톤이 연결되어 일체로 움직이면서 유로 개폐를 제어하지만, 개발 중인 산화제 개폐밸브는 밸브 설계의 유연성을 확보하기 위해 포펫과 피스톤 부분이 서로 접촉되어 있을 뿐 독립적으로 분리되어 있다. 포펫과 피스톤 부분이 분리되어 있는 포펫 타입의 밸브 개폐 시, 피스톤 부분이 밸브 몸체와 충돌할 수 있기 때문에 이와 같은 충돌을 피하기 위해 밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 산화제 개폐밸브가 닫히는 동안의 힘평형에 대한 분석 내용을 소개하고, 결과적으로 안전한 밸브 작동을 확보할 수 있는 힘평형 조절을 위한 주요 설계 변수를 유도하기로 한다.

• 에너지공학
• /
• 제22권4호
• /
• pp.399-405
• /
• 2013

엔진 실린더 내부의 난류유동 특성은 내연기관의 열효율을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 실린더 내 난류유동은 복잡한 3차원 유동으로 유동특성에 대한 자세한 정보는 엔진설계의 최적화를 위해 필수적이다. 균일 예혼합 압축착화(HCCI) 엔진은 가솔린과 디젤엔진 사이의 하이브리드 연소개념이다. 실린더 내 기체의 난류유동은 운동량과 열의 혼합 및 전달률을 증가시키므로 벽면에서의 열전달에 관여하여 HCCI 연소 과정에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 연소실 형상에 따른 연소실 내의 기체 난류유동을 LES 모델을 사용한 전산수치해석을 통해 분석하여 HCCI 엔진 연소과정에 미치는 영향을 확인하였고 연구결과는 HCCI 엔진에서 연소실 형상에 따른 연소 특성과 엔진 성능을 개선하기 위한 기본적인 지침에 활용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.1-6
• /
• 2002

마이크로 연소실을 장착한 MAV 추진 장치용 단기통 MEMS 엔진을 제작하였다. 본연구에서는 MEMS 크기의 왕복운동 내연기관의 타당성을 검증하고 실용화를 위한 설계 및 가공데이터를 축적하고자 하였다. 엔진 블록은 가공의 정밀도와 내열성등을 고려하여 감광유리 웨이퍼를 사용하였으며, 점화 전극은 베이스 플레이트 위에 니켈 도금으로 제작하였다. 감광유리판은 등방성 에칭의 특성이 탁월하여 마이크로 엔진의 실린더와 피스톤과 같이 비교적 깊은 식각이 가능함을 확인하였다. 전체 엔진은 세 개의 별도 가공된 레이어를 접착하여 조립한다. 본연구의 엔진 연소실은 깊이는 1mn, 폭 2mn이며, 피스턴은 수소-공기 예 혼합 가스의 연소압력에 의하여 구동된다. 가공된 엔진의 연소실험을 통하여, 점화, 화염전파 및 피스턴 구동을 확인하였으며, 실용화를 위한 연구가 요구되고 있다.

• 한국기계연구소 소보
• /
• 통권17호
• /
• pp.29-38
• /
• 1987

A mechanical linkage system to measure the operating temperature of the piston is developed and installed to the engine. Actual temperature distribution is measured for comparison with the numerical results. Heat transfer at the piston is analyzed using an FEM program. Thermal boundary condition of piston surface is determined by analytical and empirical methods. The temperature distribution and the thermal deformation are obtained by the FEM program.