• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11c
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• pp.46-49
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• 2001

EMV(electromagnetic valve) 시스템은 자동차에서 기계식 캠을 사용하지 않고 전자기력을 이용하여 흡 배기 밸브를 작동시키고 타이밍을 조절하기 위한 것이다. 본 논문에서는 EMV 시스템을 위한 전자기와 기계적 모델을 사용하여 그에 대한 동역학 모델을 유도하였다. EMV 시스템의 최대 동작주파수가 가솔린엔진의 최대 회전수 6000rpm에 대응한 valve의 주파수가 50Hz 되기 위한 제어기를 설계하였고, 실험을 통하여 문제점들을 파악하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07d
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• pp.2280-2282
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• 2001

EMV(electromagnetic valve) 시스템은 자동차에서 기계식 캠을 사용하지 않고 전자기력을 이용하여 흡·배기 밸브를 작동시키고 타이밍을 조절하기 위한 것이다. 본 논문에서는 EMV 시스템을 위한 전자기와 기계적 모델을 사용하여 그에 대한 동역학 모델을 유도하였다. EMV 시스템의 최대 동작주파수가 가솔린 엔진의 최대 회전수 6000rpm에 대응한 valve의 주파수가 50Hz 되기 위한 제어기를 설계하였고, 실험을 통하여 문제점들을 파악하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.108-115
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• 2008

The wear on engine valve and seat insert is one of the most important factors affecting engine performance. The engine valve and seat insert must be able to withstand the severe environment that is created by: high temperature exhaust gases generated while the engine is running, rapid movement of the valve spring, high pressure generated in the explosive process. In order to study such problems, a simulator has been developed to generate and control high temperatures and various speeds during motion. The wear simulator is considered to be a valid simulation of the engine valve and seat insert wear process with various speeds during engine activity. This work focused on the test of various degrees of wear on four different exhaust valve materials such as HRV40, HRV40-FNV (face nitrided valve), STL #32, STL #6,. Throughout all tests performed in this study, the outer surface temperature of the seat insert was controlled at $350^{\circ}C$, the cycle number was $4.0{\times}10^6$, the test load was 6860 N, the fuel was LPG the test speed was 20 Hz (2400 RPM) and the seat insert material was HVS1-2. The mean (standard deviation) maximum roughness of the exhaust valve and seat insert was $25.44\;(3.16)\;{\mu}m$ and $27.53\;(3.60)\;{\mu}m$ at the HRV40, $21.58\;(2.38)\;{\mu}m$ and $25.94\;(3.07)\;{\mu}m$ at the HRV40-FNV, $36.73\;(8.98)\;{\mu}m$ and $61.38\;(7.84)\;{\mu}m$ at the STL #32, $73.64\;(23.80)\;{\mu}m$ and $60.80\;(13.49)\;{\mu}m$ at the STL #6, respectively. It was discovered that the maximum roughness of exhaust valve was lower as the high temperature hardness of the valve material was higher under the same test conditions such as temperature, test speed, cycle number, test load and seat insert material. The set of the HRV40-FNV exhaust valve and the HVS1-2 seat insert showed the best wear resistance.

• 기계와재료
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• v.22 no.3
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• pp.96-109
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• 2010

자동차는 다양한 형상과 기능을 가진 부품소재의 집합체라 할 수 있다. 자동차의 고출력화에 의한 연비향상과 각국의 환경규제 강화 요건을 충족시키기 위해 자동차 엔진의 작동온도와 이에 따른 배기가스의 온도가 꾸준히 높아지는 추세이다. 따라서 고온재료의 선택과 사용이 보다 중요해 지고 있다. 자동차에 사용되는 고온 부품은 설계사양에 맞추어 그리고 경제적인 측면을 고려하여 내열재료를 사용하는 방법과 표면처리를 하는 두 가지 방법이 주로 채택되고 있다. 내열재료를 사용하는 대표적인 부품은 엔진을 구성하는 부품과 연소실로부터 나오는 고온 고압의 배기가스가 이동하는 배기계 부품이다. 엔진을 구성하는 부품 중에는 냉각수에 의해 온도가 제어되는 부분은 경제적인 소재가 사용되나 밸브와 같은 부품은 고온재료가 채용된다. 가장 높은 온도에서 사용되는 배기계 부품에는 경제성이 감안되면서도 높은 열적, 기계적 안정성이 동시에 요구되고 있다. 전통적으로 배기부품에는 구상흑연주철이 널리 사용되어 왔고 현재에도 원가 측면의 강점을 이용해 대부분의 차량에 적용되고 있으나 일부 고출력, 고배기량 엔진의 경우에는 주철의 한계온도 이상의 배기온도가 요구되어 스테인리스 강을 도입하고 있다. 또한 내열 타이타늄 합금, 금속간화합물과 같은 고온재료가 개발됨에 따라 고가의 차종에는 신재료가 이들 부품으로 채용되고 있다. 이 글에서는 배기계 부품의 설계적인 요소에 의한 열적, 기계적 측면의 내구 특성을 살펴보고, 이들 부품에 보편적으로 적용되는 고온 금속재료의 종류 및 기계적 특성을 소개하였다. 아울러 미래의 환경친화적 자동차용 고온 부품을 개발하기 위하여 연구되고 있는 Super Si+MO, 스테인리스 강, TiAl, 고온 타이타늄 합금 등과 같은 자동차 내열 부품으로 사용되는 신소재의 연구개발 동향에 관하여 기술하였다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.19 no.6
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• pp.474-481
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• 2008

수소 기관에서 역화없이 고성능과 저$NO_x$를 실현시키기 위하여 밸브 타이밍 변화에 따른 흡기관 분사식 수소 기관의 성능을 파악하고 가솔린의 경우와 비교하였다. 그 결과 흡기밸브 타이밍은 역화억제와 성능향상에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 흡기밸브타이밍의 진각은 역화를 억제하며 효율과 출력을 동시에 향상된다. 비록 흡기밸브 타이밍 변화에 의해 NOx는 증가하지만, 희박영역인 출 ${\Phi}=0.5$에서 현저히 감소된다. 또한 열효율은 ${\Phi}=0.5$ 토크는 ${\Phi}=1.0$에서 가장 높게 나타난다. 흡기밸브 타이밍을 $ATDC20^{\circ}$에서 TDC로 변화시켰을 때, ${\Phi}=1.0$에서 토크는 약 28% 증가되고, ${\Phi}=0.5$에서 효율은 약 7%향상된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.2
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• pp.137-146
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• 2016

An increase in EGR rate can reduce NOx emissions. On the other hand, an excessive EGR rate is a major cause of incomplete combustion. Precise position control of the EGR valve that is optimized for the operating conditions of the engine should be supported to meet the strict emission regulations. Accordingly, this study performed mathematical modeling and control theory for characteristic analysis of an EGR valve motor. Because it is a step for controlling the position of the EGR valve motor using the Microchip development tool, this study analyzed the characteristics of the motor for each opening and closing section according to the input value of the duty ratio of PWM (Pulse Width Modulation).

• Vacuum Magazine
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• v.2 no.2
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• pp.49-58
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• 2015

진공 배기 시스템에 위험한 환경을 초래할 수 있는 모든 가능성을 찾아 낼 수는 없지만 누적된 현장 경험과 연구 결과에 맞추어 최대한 필요한 안전 조치들을 취해야 한다. 진공 배기 시스템이나 그 구성품들에 대한 심각한 파손을 유발하는 공통적인 요인들은 발화성 물질의 점화나 진공 배기 시스템의 배기구 막힘에 의해 발생한다. 따라서, 진공 펌프와 진공 시스템의 안전한 가동과 사용을 위해서는 다음과 같은 것들을 반드시 준수하여야 한다. ${\blacksquare}$ 발화성, 폭발성 공정 물질을 사용하는 진공 배기 시스템은 정규 유지 보수 작업(PM) 후 첫 번째 배기 과정은 매우 천천히 진행하여 진공 배기 시스템 내부에 급격한 난류가 형성되지 않도록 해 주어야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 배기 시스템 내에서 발화성 물질들의 농도가 발화 영역(flammable zone, potentially explosive atmosphere)에 들어가지 않도록 하여야 한다. 이를 위해서는 불활성 가스를 이용하여 진공 펌프와 진공 배기 시스템의 가동 예상 조건이나 고장 환경하에서 안전한 농도 이하로 희석시켜야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 장착되어 사용되는 밸브 등의 기계적 부품들이나 공정에 사용되는 물질과 공정 부산물들(by-products)로 인하여 배관, 필터 배기구 등이 막히지 않도록 하여야 한다. ${\blacksquare}$ 공정에 사용되는 물질들, 특히 산소($O_2$), 오존 ($O_3$) 등의 산화제 농도가 높을 때는 오일 회전 배인 진공 펌프(Oil rotary vane vacuum pump)에 미네랄(mineral) 오일을 사용하지 말아야 하며, PFPE(Perfluoropolyether) 오일을 사용하여야 한다. 시판되는 진공 펌프 오일 중 비발화성(non-flammable)으로 표기된 오일이라고 하더라도 산화제(oxidant)의 농도가 체적비로 30 % 넘는 공정 환경에는 사용하지 말아야 한다. ${\blacksquare}$ 진공 펌프와 진공 배기 시스템에 의해 배기되는 물질들이 물($H_2O$)과 격렬하게 반응하는 경우는 물이 아닌 다른 냉각제를 사용하여야 한다. ${\blacksquare}$ 안전하지 않다고 판단되는 상황에서는 해당 전문가의 조언이나 해당 전문가의 직접적인 현장 도움을 통해 문제를 해결하여야 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.29 no.8
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• pp.938-945
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• 2005

The microstructure evolution in hot forging process is composed of dynamic recrystallization during deformation as well as grain growth during dwell time. Therefore, the control of forging parameters such as strain, strain rate. temperature and holding time is important because the microstructure change in hot working affects the mechanical properties. Modeling equations are developed to represent the flow curve. grain size. recrystallized volume fraction and grain growth phenomena by various tests. The developed modeling equations were combined with thermo-viscoplastic finite element modeling to predict the microstructure change evolution during hot forging process. The large exhaust valve spindle (head diameter of 512mm) was simulated by closed die forging with hydraulic press and cooled in air after forging. The preform was heated to each 1080 and 1150$^{\circ}C$. Numerical calculation was performed by DEFORM-2D. a commercial finite element code. Heat transfer can be coupled with the deformation analysis in a non-isothermal deformation analysis. In order to obtain the fine and homogeneous microstructure and good mechanical properties in forging. the FEM would become a useful tool in the simulation of the microstructure development. In forging, appropriate temperature, strain and strain rate and rapid cooling are required to obtain the fine grain microstructure The optimal forging temperature and effective strain range of Nimonic 80A for large exhaust valve spindle are about 1080$\∼$l120$^{\circ}C$ and 150$\∼$200$\%$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.31 no.6
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• pp.744-752
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• 2007

Recently a fuel oil of the diesel engine in the ship is being changed with low quality as the oil price is higher more and more. Therefore the wear and corrosion in all parts of the engine like cylinder liner ring groove of piston crown, spindle and seat ring of exhaust valve are increased with using of heavy oil of low quality In particular the degree of wear and corrosion in between valve spindle and seat ring are more serious compared to the other parts of the engine due to operating in severe environment such as the high temperature of exhaust gas and repeating impact. Thus the repair weld to the valve spindle and seat ring is a unique method to prolong the life of the exhaust valve in an economical point of view In this study. corrosion property of both weld metal zone and base metal was investigated with some electrochemical methods such as measurement of corrosion potential, cathodic and anodic polarization curves, cyclic voltammogram and polarization resistance etc. in 5% $H_2SO_4$ solution. in the case of being welded with some welding methods and welding materials to the exhaust valve specimen as the base metal. In all cases. the values of hardness of the weld metal zone were more high than that of the base metal. And their corrosion resistance were also superior to the base metal. The weld metal of A2F(AC SMAW: 2 pass welding with foreign electrode) showed a relatively good results to the corrosion resistance as well as the hardness compared to the ether welding methods and welding materials. Moreover it indicated that hardness of the weld metal by the domestic electrode was considerably high compared to that of the foreign electrode.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.13 no.4
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• pp.90-96
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• 2005

The improvement of combustion stability is very important because it is closely related to the exhaust emission concentrations as well as the fuel consumption during the cold start of SI engine. In our previous studies, the spark and exhaust valve timings were retarded individually from the baseline case to increase the exhaust gas temperature far fast warmup of a close-coupled catalyst. In the study, it was found that combustion stability during cold start becomes worse when the valve timing is retarded from the baseline conditions. The spark and valve timings were simultaneously changed from the baseline conditions to find out the variation of combustion stability during cold start of an Sl engine. Through the study. retarded spark timing by $5^{\circ}$ CA helps improvement of $COV_{imep}$ by $2\%$ and $15^{\circ}C$ increase of exhaust temperature. Retarded exhaust valve timing makes the exhaust gas temperature increase by $30^{\circ}C$, but it also deteriorates the $COV_{imep}$ by $1\%$.