As part of the effort to reduce the weight of powertrain, a hollow crankshaft has been designed. The mass reduction of the crankshaft changes the dynamic properties of the crankshaft such as moment of inertia, and torsional, bending stiffness. The purpose of this paper is to compare the dynamic behavior of the hollow crankshaft with that of the original, solid crankshaft. Global dynamic behavior of the crankshaft is analyzed bgy the transfer matrix method(TMM). The crankshaft has been modeled by 38 lumped mass and stiffness elements. The dynamic patameters of each lumped element are provided by Finite Element Method(FEM). The responses of the crankshaft from TMM are fed back as loading conditions to the Finite Element model to obtain dynamic stresses for critical areas of the crankshaft.
비조질강은 1970년대 초반 독일에서 개발된 이래 열처리(Quenching & Tempering)가 필요없는 에너지절약형 강재로서 유럽과 일본의 자동차업계를 중심으로 그 적용량이 지속적으로 증가되고 있다. 열간단조용 비조질강의 물성은 가열온도, 단조온도 및 냉각속도 등 단조공정변수의 영향을 크게 받는다. 본 고에서는 승용차엔진용 크랭크축에의 적용을 위해 SM50C에 V을 0.15% 첨가한 비조질강의 가열온도와 냉각속도에 따른 기계적 성질과 미세조직의 변화를 파악하여 최적단조공정을 정립하고, 크랭크 축시제품을 제작하여 그물성과 내구강도를 평가하고자 한다.
Two stroke low speed diesel engines that have many advantages such as high thermal efficiency and durability have been widely used for marine engine. However, it is also true that many problems have occurred due to the high explosion pressure and severe operating environment. Especially problems of shaft damage etc. intensively occurred due to the phenomenon of crankshaft exceeding the allowable stress, including the shaft vibration of the engine model in the early stage. In this study, the crankshaft fracture phenomenon of early engine model was evaluated and analyzed by using up-to-date torsional vibration calculation program and measurement instrument. And this was numerically shown.
엔진 크랭크축계의 비틀림진동은 엔진설계 및 제작에 있어서 오랜동안 주관심사였다. 크랭크축계의 비틀림진동에서 고려되는 문제는 비틀림진동계의 고유진동수와 이에 따른 차수별 엔진의 공진속도와 엔진의 공진속도에서의 비틀림진동각 및 크랭크축의 비틀림진동에 의한 토오크와 비틀림 응력 등이다. 당사에서는 simulation program을 개발했으며, 비틀림 진동측정 방법도 개발했다. 또한 비틀림진동 측정결과와 simulation결과의 비교로부터 simulation결과 및 측정결과의 정확도를 높여가고 있으며, simulation 방법의 개선을 모색하고 있다. 본 글에서는 이 program에 이용된 기본이론과 실험방법 및 댐퍼 선정 방법을 간단히 소개하고자 한다.
To keep up with the regulation of OBD II(on board diagnostics II), many detection methods for engine misfire have been developed. Among them, the method of using the crankshaft speed fluctuation is the most noticeable in the point of view of lower cost and easier installation than any others. On the basis of the results obtained from the previous engine-dynamometer test, the integrating torque index (ITI) has been introduced. In this research, the instrumental and the interfacing systems to engine control unit(ECU) are developed for the vehicle test. Therefore, the vehicle and chassis-dynamometer test can be carried out in addition to the rough road test. From this test, the previousproposed method proved that it can be applied to the real vehicle.
Moving parts of the rotating and reciprocating mechanism are the most important components of the diesel engines and require very high reliability in their design. Especially the crankshaft, the key component of running gear (powertrain), is subject to complicated loadings such as bending, shear and torsion coming from firing pressure, inertia forces and torsional vibration of crankshaft system. Intrinsically they show different cyclic patterns of loading in both direction and magnitude, and thus ordinary approach of proportional loading is less valid to analyze the dynamic structural behavior of crankshaft. In this paper, new fatigue analysis method is introduced to analyze and design the crankshaft of a medium-speed diesel engine in order to consider the non-proportional multi-axial loads realistically as well as to present the general fatigue analysis approach for an engine crankshaft.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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