• 제목/요약/키워드: 피스톤밸브

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산화제 개폐밸브의 힘평형에 관한 연구 (On the Force Balance of a Main Oxidizer Shutoff Valve)

  • 홍문근;이수용
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.14-17
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    • 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.

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양방향 회전형 사축식 유압 피스톤 펌프의 벨브 플레이트 형상이 토크 맥동에 주는 영향 (Influence of valve plate configuration on torque ripple of a bi-directional bent-axis type hydraulic piston pump)

  • 김성훈;홍예선;김두만
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.231-237
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    • 2007
  • EHA용 유압 펌프의 토크 맥동은 저속 회전 영역에서 실린더 위치의 제어에 외란으로 작용할 수 있다. 원칙적으로 피스톤 펌프에 의해 발생되는 반력 토크의 주기적인 변화는 실린더 압력의 파형과 밀접한 관계를 가지고 있다. 일정 속도로 회전하는 단방향 피스톤 펌프의 경우에는 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 활용하여 실린더 압력의 오버슈트나 변화율을 조절할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브 플레이트의 형상이 EHA용 사축식 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과로서, 양방향 회전형 유압 피스톤 펌프의 토크 맥동은 회전 속도의 영역에 무관하게 밸브 플레이트의 예압각이나 노치를 이용하여 개선하는 것이 불가능한 것으로 나타났다.

차량용 충격흡수기의 비선형 동적거동 모델링 및 감쇠력 특성해석에 대한 연구 (A Study on the Nonlinear Dynamic Modeling and Analysis of Damping Force Characteristics of Automotive Shock Absorber)

  • 이춘태;곽동훈;정봉호;이지걸
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.104-111
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    • 2003
  • The performance of shock absorber is directly related to the car behaviour and performance, both for handling and comfort. In this study, a mathematical nonlinear dynamic model and computational method are introduced to study the flow and performance of shock absorber. The flow characteristics of components(piston and body valve) are investigated and applied to dynamic modeling of shock absorber to predict the damping force. The simulation results agree with the test data well. The shock absorber model proposed in this paper is applicable as a part of a full vehicle suspension simulation.

차량용 충격흡수기의 설계변수에 따른 성능고찰 (A Study on the Influence of Design Parameters on the Automotive Shock Absorber Performance)

  • 이춘태;이진걸
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.167-177
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    • 2003
  • In this study, a mathematical nonlinear dynamic model is introduced to predict the damping force of automotive shock absorber. And 11 design parameters were proposed for the sensitivity analysis of damping force. Design parameters consist of 5 piston valve design parameters, 5 body valve design parameters and 1 initial pressure of reservoir chamber air. All of these design parameters are main design parameters of shock absorber in the procedure of shock absorber design. The simulation results of this paper offer qualitative information of damping force variation according to variation of design parameters. Therefore, simulation results of this paper can be usefully use in the design procedure of shock absorber

양계 급수용 구면 피스톤 니플의 성능 평가 (Evaluation of Sphere Faced Type Piston Nipple for Water Feed of Poultry)

  • 김기선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.961-967
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    • 2007
  • 양계 농장의 자동화 시설 중 닭에 물을 공급하는 자동 급수 장치는 닭 사육을 위한 가장 중요한 시설중의 하나이다. 이 장치 부품 중 급수 니플은 닭이 직접 물을 먹는 장치이며 그 내부에 체크 밸브가 있어 물 공급 시에는 열리고 물을 먹지 않을 경우는 닫히게 된다. 니플의 종류는 피스톤 니플과 볼 니플로 나누워지며 볼 니플은 니플 스틱의 운동이 자유롭게 되어 낙수의 차단이 잘되는 장점이 있으나 복잡한 구조를 갔고 있는 단점이 있다. 이에 반하여 피스톤 니플은 구조가 간단한 장점이 있는 반면에 대부분 상하운동만 가능한 단점이 있다 최근에 이를 보완하기 위하여 피스톤 니플에 밸브 시트면을 구 형태로 제작하여 피스톤 형식이면서 자유로운 운동이 가능 하도록 한 구조(이하 : 구면 피스톤 니플)가 개발 되었다. 본 실험에서는 최근 관심을 갖게된 구면 피스톤 니플에 대한 성능 평가를 수행하였으며 그 결과를 국내외 기존 제품인 볼 니플 및 피스톤 니플과 성능을 실험적으로 비교 분석하였다. 그 결과 구면 피스톤 니플의 성능은 기존 피스톤 니플 보다는 좋은 결과를 얻었으며 볼 니플과는 유사한 성능임을 확인하였다.

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사판식 축 피스톤 펌프 밸브블록의 구조 해석에 관한 연구 (Structural Analysis of the Valve Block of a Swash Plate-Type Axial Piston Pump)

  • 김정화
    • 한국기계가공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.52-57
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    • 2016
  • A swash plate-type piston pump is a device used to discharge hydraulic fluid as the volume generated through the piston moves in the direction of the slope by adjusting the angle of its swash plate. In addition, the valve block internalized in the pump includes a flow path for intake from outside, a flow path for discharge, and a pilot conduit line to control discharge pressure and flux. In this study, a numerical analysis is conducted to improve the cracking of the valve block generated during process testing, and the developed pump is evaluated.

사판 식 축 피스톤 펌프 밸브블록의 구조개선에 관한 연구(2) (A Study on Structural Improvement of the Swashplate Axial Piston Pump Valve Block (2))

  • 김정화;신미정;김명규
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.76-81
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    • 2018
  • This study aims to provide ways to achieve structural improvements of the internal flow path of the discharge plenum of a swash plate piston pump valve block vulnerable to cracks. This paper corresponds to Part II, which consists of a structural interpretation of the internal flow path of the discharge plenum of the valve block. The simple model result reviewed in Part I was incorporated into the valve block model and five different design changes were reviewed as part of the study on the structural improvement of the internal flow path of the valve block.

사판 식 축 피스톤 펌프 밸브블록의 구조개선에 관한 연구(1) (A Study on Structural Improvement of the Swashplate Axial Piston Pump Valve Block (1))

  • 김정화;신미정;김명규
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.69-75
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    • 2018
  • This study aims to provide ways to achieve structural improvements of the internal flow path of the discharge plenum of a swash plate piston pump valve block vulnerable to cracks. This paper corresponds to Part I, which consists of a structural analysis of the valve block, identification of the stress distribution and stress raisers, and creation of a Simple Model of the valve block to review the optimal design. Structural analysis was performed by assigning the same conditions as those found in the valve block model, and the design was reviewed by examining three different design improvement plans for the internal flow path of the discharge plenum.

엔진 흡기계의 소음발생 및 전파에 관한 수치연구 (A Numerical Study on the Generation and Propagation of Intake Noise in the Reciprocating Engine)

  • 김용석;이덕주
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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    • pp.65-70
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    • 1996
  • 엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

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산화제 개폐밸브의 힘평형에 관한 연구 (A Study on the Force Balance of a Main Oxidizer shutoff Valve)

  • 전재형;홍문근;김현준;이수용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.812-818
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    • 2009
  • 산화제 개폐밸브는 일반적으로 공압으로 포핏을 열고 닫음으로써 로켓엔진에 액체산화제유량을 제어한다. 상용되는 산업용 밸브와는 달리 현재 개발 중인 산화제 개폐밸브는 밸브는 효과적인 기밀을 위해 피스톤과 포핏이 접촉되어 있을 뿐, 분리되어 설계되어졌다. 밸브가 닫히는 동안 피스톤과 포핏이 떨어져서 움직이는 것을 피하고, 밸브의 전반적인 작동 성능을 파악하기 위해서 힘평형 해석이 수행되었다. 또한 더욱 정확한 해석을 위해, 마찰력과 포핏에 작용하는 힘을 각각 시험과 CFD 해석을 통해 구해내었다. 해석 결과를 통해 힘평형 해석에서 스프링, 마찰력과 공압부의 오리피스 크기와 같은 중요한 설계인자들의 영향을 알아보았으며, 현재 개발 설계중인 산화제 개폐밸브의 작동성능을 확인하였다.