• 한국융합학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.163-167
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• 2020

본 연구에서는 피스톤 헤드의 형상별 열응력해석을 진행하여 내구성이 있는 피스톤의 형상을 고찰하기 위한 연구를 진행하였다. 그 결과로서는 온도가 가해지는 부분에서부터 거리가 멀수록 낮은 온도를 볼 수 있다. 피스톤 헤드의 형상에 따라 열을 받는 면적이 다르기 때문에 피스톤 기둥 부분과 스커트부에 영향을 끼치게 된 점을 볼 수 있었다. 본 연구에서는 세 모델이 동일하게 피스톤 헤드의 중심부에서 가장 적은 응력이 나오는 것을 알 수 있었다. Model A는 다른 두 모델에 비해 항복이 발생하는 응력이 가장 작은 것을 알 수 있었다. Model B는 접시형 피스톤헤드로서 피스톤 헤드부가 오목한 형상으로 되어 있어 피스톤 헤드 중심부에서는 주변 부분에 영향을 가장 덜 끼치는 모델임을 알 수 있었다. Model C는 항복이 발생하게 되는 응력이 가장 크게 보였다. 또한 본 연구결과는 내구성이 있는 피스톤의 형상 설계에 유용하게 적용할 수 있다고 사료된다. 피스톤 헤드의 형상에 따른 열응력 해석을 적용함으로서, 본 연구가 미적인 융합에 부합된다고 사료된다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 춘계학술대회 및 공장견학
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• pp.97-107
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• 1993

프시톤 형상에 관한 연구는 엔진의 열효율을 상승시키는데 중점을 두었으나 캘리포니아주의 환경 관련 법안을 계기로 공해 물질의 배출을 중이는 방향으로 연구가 이루어지고 있다. 즉, 실린더내의 최고 온도와 압력을 적정한 수준에서 조절하여 공해물질의 방출을 극소화시키면서 열효율을 높힐 수 있는 방안에 대한 연구를 많이 진행하고 있다. 본 논문은 유한요소법을 이용하여 저마찰 패드식 피스톤에 대한 트라이볼로지적 해석으로 피스톤의 편심에 따른 압력 분포도 해석, 마찰력과 피스톤의 동특성에 대하여 알아보고자 한다. 이들을 해석하기 위한 가장 중요한 역학적 상태량은 피스톤 표면의 압력 분포와 피스톤의 편심량이며 특히, 압력 분포 해석은 피스톤의 유막 설계시 기본이 된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.431-432
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• 2017

본 논문은 자유 피스톤 엔진에 적용되는 단상 선형발전기용 전력제어시스템에 관한 연구이다. 자유 피스톤 엔진 선형발전시스템은 피스톤의 움직임을 구속하는 기구가 없기 때문에 기계적 마찰 손실이 적고 상사점 도달 시간이 짧아 에너지 효율측면에서 기존의 피스톤 엔진보다 유리한 기술이다. 하지만, 자유 피스톤 엔진의 경우 초기 기동 할 수 있는 동력원이 필요하며, 단상 선형 발전기의 경우 짧은 스트로크 및 낮은 속도로 인해 인덕턴스가 크게 설계 되어, 높은 인덕턴스로 인한 전류의 위상 지연으로 역률이 낮아지게 되고, 응답성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 역률 보상 및 응답성을 높일 수 있는 자유피스톤 엔진용 단상선형발진기용 전력제어시스템을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.125-130
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• 2019

가스스프링은 그 사용 목적에 따라 다양한 설계가 가능하여 많은 분야에서 사용되고 있고 그 사용량도 계속하여 증가하고 있다. 본 연구에서는 가스스프링을 압축할 경우 반발력을 감소시키고 피스톤이 복귀할 때 저속으로 복귀할 수 있도록 설계된, 오리피스 홀을 갖는 피스톤의 가스스프링 실린더 내부에서의 거동을 전산유체해석을 이용하여 예측해 보았다. 해석결과 가스스프링 내의 초기 가스압을 일정 수준 이상으로 증가시키면 피스톤의 복귀속도가 시간에 따라 감소하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 오리피스 홀 사이즈가 피스톤 복귀속도에 미치는 영향을 해석을 통해 알아보았다. 오리피스 홀 사이즈를 줄이게 되면 피스톤 양단의 압력 차가 증가하여 피스톤 전진속도가 감소하게 되고 보다 등속으로 운동하게 됨을 알 수 있었다. 마지막으로 피스톤의 속도가 일정하다는 가정에서 초기 가스압에 따른 피스톤의 복귀속도를 이론적인 방법으로 도출하였고, 여러 초기 가스압에 대한 해석 결과와 비교하였다. 비교결과 이론적으로 도출한 해와 해석결과로부터 얻어진 결과 값이 거의 일치함을 알 수 있었다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제32권4호
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• pp.87-92
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• 2009

쇽옵서버 피스톤로드(shock absorber piston rod)는 자동차의 충격과 진동의 흡수에 작용하는 자동차 현가장치(suspension equipment)부품의 일종이다. 피스톤로드는 자동차 충격흡수에 매우 밀접한 영향을 주기 때문에 제조에 있어서 고도의 정밀도와 표면 매끄러움이 요구된다. 피스톤로드의 제조공정은 선삭, 홈가공, 밀링, 전조 등 여러 공정으로 구성되는데, 여기서 품질불량에 가장 크게 영향을 주는 공정은 선삭공정(lathing process)이다. 이는 선삭공정의 가공공구(insert component)가 주원인으로서 반복되는 가공으로 인한 공구의 마모(abrasion)나 파손(breakage)이 주요 원인으로 지적되고 있다. 따라서 가공 데이터를 수집 분석하여 공구의 교체시기를 파악한다거나 가공 부품의 측정 데이터가 관리도 상하한선 내에 있는지 등 가공 공정 전반에 대한 체계적인 공정관리 시스템 개발이 요구된다. 본 연구에서는 자동차 쇽업서버 피스톤로드 제조공정의 가공 정보를 체계적으로 수집하여 관리하고 분석하는 자동차 쇽업서버 피스톤로드 제조공정에 대한 공정관리시스템을 개발하는 것이 목적이다. 개발결과 피스톤 로드의 측정 치수 변화 및 불량발생을 측정, 감지할 수 있었으며, 본 시스템을 통해 가공공구의 치수오차를 보정(compensation)하고 공정의 불량발생을 조기에 방지 함으로써 불량률은 1/5로 경감하고 작업자 수도 1/2로 감소시킬 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1037-1038
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• 2007

프리피스톤 기관은 크랭크가 없는 엔진을 동력원으로 리니어 발전기를 구동시켜 전기에너지를 생성하는 시스템으로 기존 왕복 구동식 기관에 비해 기계적 손실이 작고, 팽창 에너지를 최대한 활용할 수 있는 고효율 기관으로 평가되고 있다. 또한 프리피스톤 기관은 가솔린, 디젤, 수소, 천연가스와 같은 청정 연료를 사용할 수 있기 때문에, 최근 에너지 수급 문제 및 대체 에너지원으로 활용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 프리피스톤 기관에 적용되는 리니어 발전기의 경우 기존 회전형 발전기보다 효율은 다소 떨어지는 단점은 있으나, 동력 변환을 하지 않는 리니어 엔진에 적용할 경우에는 효율적 이득을 볼 수 있다. 본 논문에서는 리니어 발전기의 성능 측정을 위한 시험 장치를 구성하고, 프리피스톤용 기관에 적용되는 평판형 및 원통형 타입의 리니어 발전기의 손실 및 효율 특성을 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.536-540
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• 2018

엔진의 성능이 향상될수록 엔진 내부에서 연소되는 연료의 양이 증가하고 그에 따라 엔진의 온도는 증가하게 된다. 특히 피스톤 헤드의 경우 냉각이 어려우므로 피스톤 헤드의 온도가 높아지게 된다. 그러나 피스톤 헤드의 온도가 너무 높게 되면 피스톤 헤드 표면에서 이상 연소가 발생하기 쉬워 토크 저하 및 엔진 파손과 같은 결과를 가져온다. 피스톤 헤드의 온도를 낮게 하기 위하여 오일을 피스톤 헤드 하단부로 분사하는 오일 제트가 사용되는데, 본 연구에서는 오일 제트에 의한 피스톤 헤드 냉각 효과를 확인하기 위하여 템플러그를 사용하여 엔진 작동시 피스톤 헤드의 온도를 측정하였다. 템플러그는 일종의 센서로 피스톤 헤드의 온도에 따라 템플러그의 경도가 변화하여 변화된 경도를 이용하여 피스톤 헤드의 온도를 측정한다. 템플러그를 사용하여 피스톤 헤드의 최고 온도를 오일 제트가 없는 상태와 설치된 상태에서 측정하였다. 오일 제트가 설치됨에 따라 피스톤 헤드의 온도는 변화되었다. 최고 온도 부위가 중앙부위에서 전후부위로 변경되었다. 또한 피스톤 헤드 내에서 온도 편차가 감소하여 좀 더 균일한 피스톤 헤드 온도 분포를 얻을 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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• pp.31-35
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• 1992

자동차 관련 소음 및 진동중 엔진과 관련된 것은 흡.배기계 소음과 엔진 자 체의 각 구동 부위 및 연소실 소음으로 대별하여 볼수 있다. 특히 연소실 소 음의 경우에는 엔진 내부에서 발생하는 진동과 압력파가 엔진을 진동시키고, 이러한 엔진의 진동이 방사음을 발생시켜 형성되는 만큼 그 해석 및 공학적 접근 방법이 용이하지 않다. 연소실 소음은 압력의 갑작스런 변화에 의한 폭 발소음과 피스톤과 실린더 벽면의 충돌에 의한 피스톤 슬랩(piston slap)으로 크게 구분할 수 있으며 압력이 높지 않고 압력의 변화가 빠르지 않을 경우 에는 피스톤 슬랩이 기계적 소음의 주 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 본 고에서는 피스톤 슬랩에 의한 진동 현상을 예측하기 위한 이론적 접근 방법 을 제시하고 이의 타당성을 검증하기 위한 실험적 방법을 제시하고자 한다. 또한, 피스톤과 실린더의 간극 진단을 위해 슬랩 신호를 이용하는 방법에 대 해 살펴보고, 피스톤과 실린더의 충돌 속도를 통해 슬랩 신호를 줄이기 위한 엔진의 설계 방법에 대해 살펴보고자 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.110-114
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• 2004

본 논문에서는 직선형 피스톤 액추에이터의 해석을 위해서 패러데이 법칙으로부터 기본 방정식을 유도하였고, 이를 바탕으로 소형, 경량, 고속 응답을 요구하는 시스템에 응용될 수 있는 실험적 자료를 얻었다. 본 논문에서는 자계로부터 일반적으로 구할 수 있는 전자기력을 기계 방정식과 결합하여 에너지 변환 이론에 의한 직선형 피스톤 액추에이터의 운동시 플런저의 동특성을 구하였다. 이러한 기존의 방법들을 구조적으로 단순화하면서 용수철의 탄성력을 활용하여 시스템에 적용할 수 있는 직선형 피스톤 액추에이터(Serial Piston Actuator, SPA)를 제안하고, 소규모 직선형 변위를 요구하는 시스템에서 유(공)압식 피스톤을 대치하거나 호환할 수 있는 목적을 가지며, 추후 이와 관련한 연구에 참고될 수 있는 실험용 모델을 구현하고 이를 해석하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1995년도 제22회 학술대회
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• pp.48-53
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• 1995

본 연구에서는 윤활유막의 접촉압력 거동문제를 다른 각도에서 유한요소기법으로 해석하고자 한다. 즉, 혼합기가 폭발하게 되면 피스톤과 실린더 사이의 윤활유막이 순간적으로 초고압을 받아서 윤활유막은 밀폐된 공간에서 마치 폴리머처럼 거동할 것이라고 가정할 수 있다. 이와 같은 현상은 극히 짧은 시간에 국부적으로 일어날 것으로 예상되며, 이러한 작동조건에서 피스톤 링의 접촉면 형상에 따른 피스톤 압축링-윤활유막 사이의 접촉압력 거동문제를 미시적일 측면에서 유한요소기법으로 피스톤의 동적문제를 해석하고자 한다.