• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.12 no.4
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• pp.58-62
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• 2008

The purpose of this paper is to establish a standard finite element analysis model of a piston by carrying out three dimensional modeling of a series six-cylindered CNG engine's piston to forecast temperature distribution at stationary state and the following thermal stress and variation, and cross checking it with existing analysis. Also, in order to evaluate the affects of the cooling system to the piston's heat load, the paper analyzed piston's temperature and thermal stress distribution according to the cooling water temperature changes and the following variations. As a result, the maximum temperature was found at the center of the crown in the piston and the maximum thermal stress occurred from the lower part of the piston.

• Journal of Power System Engineering
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• v.16 no.6
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• pp.11-18
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• 2012

대형 상용 엔진에서 발생하는 유효 도시 마력의 약 4~15%는 마찰 손실을 통해서 사라지며 마찰 손실 중 약 40~55%는 엔진 실린더와 피스톤 사이의 마찰에 의하여 발생하여, 엔진 전체에서 발생하는 마찰 손실 중 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 이 연구에서는 엔진 실린더 라이너의 온도 분포 개선을 통해 라이너를 따라 유막을 형성하고 있는 윤활유의 적정 점성을 유지시키는 방법을 제시하고자 한다. 피스톤-라이너에서 발생하는 마찰 특성은 피스톤의 행정 위치에 따라서 접촉 마찰과 유막에 의한 마찰로 구분되며 이에 따라 요구되는 윤활유의 점성 특성 또한 달라진다. 먼저 해석 모델을 통하여 실린더 라이너 내부 온도 분포 특성을 확인한 후 피스톤 마찰 특성을 고려한 적정 온도 분포를 고찰하며 실린더 라이너에 열저항 코팅을 통해서 이를 구현하였다. 또한 실린더-피스톤 간의 마찰/윤활 해석을 통하여 열저항 코팅의 마찰 개선효과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1993.04a
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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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.11
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• pp.536-540
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• 2018

As the performance of engines improves, the temperature of engines is increasing, resulting in a high piston temperature. An excessively high piston temperature may result in torque drop or engine failure. An oil jet is used to reduce the piston temperature. In this study, to monitor the effect of oil jet, a templug was used to measure the piston temperature. A templug is a kind of sensor and the hardness of the templug changes according to the piston temperature. Using a templug, the maximum temperature of the piston was measured with and without an oil jet. The piston temperature was lowered using the oil jet. The highest temperature region changed from the center crown to the front/rear area. In addition, the temperature difference between the highest and lowest regions became smaller.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.1 no.2
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• pp.69-76
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• 1993

The program for the development of linkage system was made and the scissors-type linkage system was designed. The piston temperature distribution under steady state was measured by the linkage system and thermocouple. The effects of engine speed, coolant outlet temperature, and torque on the piston temperature were investigated.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.17 no.3
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• pp.11-18
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• 1995

본 논문에서는 주철 라이너를 삽입한 알루미늄 블럭 엔진 개발과정에서 주조 불량이 발생하였을때, 냉각계에 일어나는 제반 현상을 분석하고, 이를 해결해 나가는 과정을 기술하였다. 이를 위하여 주철 블럭과 알루미늄 블럭을 장착한 엔진의 피스톤 온도와 블럭의 열유속, 열정산을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 알루미늄 블럭 제작시 주철 라이너와 알루미늄 블럭 사이에 공기층이 크거나, 용탕 충진이 불완전한 주조 불량이 발생하면 열접촉 저항이 커져 엔진 열전달 경로에 큰 영향을 준다. 2. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면 피스톤에서 라이너로의 전열량이 줄어듦에 따라 냉각수로의 전열량은 감소하는데, 6,000rpm, 전부하에서 알루미늄 블럭의 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비는 38.3%이고, 주철 블럭은 44.1%이다. 3. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면, 피스톤 온도가 15-20.deg.C 정도 상승하여 피스톤 손상을 유발시킬 수 있다. 4. 알루미늄 블럭의 주조가 완벽하게 되어 주철 라이너와 알루미늄 몸체 사이에서의 열접촉저항이 없어지면, 스토로크 방향에 따른 금속면 온도 분포가 균일하게 된다. 5. 실린더 라이너의 주조상태 개선없이 오일젯을 사용한 결과 피스톤의 온도를 만족할 만한 수준으로 감소시켰다. 6. 6000rpm, 전부하에서 오일젯 적용시 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비가 38.3%에서 36.2%로 감소하고, 출력대비 오일로의 방열량의 비는 9.6%에서 11.2%로 증가한다. 7. 오일젯 작용시 오일 펌프의 용량 증대와 오일 쿨러의 장착이 필수적이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.3
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• pp.528-533
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• 1988

The assignment of boundary conditions for the piston thermal loading analysis in internal combustion engine has been tested using the thermal circuit method with an engine simulation program. In an attempt to examine the accuracy of the employed boundary condition, another thermal boundary condition has been sought for through the electrolytic tank analogue method. Comparison of calculated temperature distributions obtained from these two boundary conditions with measured temperature values reveals that the electrolytic tank analogue method gives excellent agreement. However, the thermal circuit method has been found to be reasonable for practical applications, if modified partially.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.28 no.3
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• pp.538-550
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• 2004

The convection heat transfer coefficients on the top surface of a large liquid petroleum liquid injection(LPLi) engine piston with the oil gallery are analyzed by solving an inverse thermal conduction problem. The heat transfer coefficients are numerically found so that the difference between analyzed temperatures from the finite element method and measured temperatures is minimized. Using the resulting heat transfer coefficients as the boundary condition, temperature of a large LPLi engine piston is analyzed. With varying cooling water temperature, temperature, stress, and thermal expansion of the piston are analyzed and evaluated.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.18-28
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• 1984

디이젤 엔진은 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하면서 압축행정에서 연료의 연소에 의해 발생된 고열을 받아 고온에서 작동되기 때문에 피스톤 헤드에서 받은 열은 속히 아래부분으로 전달시 키고 동시에 실린더 벽으로 전달되게 하여야 한다. 여기서 열이 문제가 되는 요소를 생각해 보면, (1) 고압 : 연소 최고폭발압력이 높기 때문에 압력상승률도 커져 격렬한 연소상태가 된다. (2) 고온 : 격심한 가스 유동과 실린더 직경이 크기 때문에 피스톤 헤드부의 온도가 높아진다. (3) 연소생성물 중에 엔진 및 윤활유에 악 영향을 주는 성분이 많다. (4) 경량, 저가격 구조 때문에 열적 및 역학적 변형이 일어나기 쉽다. (5) 사용조건이 가혹해 연료가 이상 현상을 가져온다. 위의 요소들을 가지고 온도의 분포, 열의 전달과정, 피스톤 냉각 등에 대해서 알아본다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.2
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• pp.5-11
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• 2008

An analytical study was performed to have temperature and thermal stress distribution on a piston with the change of the 2nd land length of a piston and the existence of knocking in a cylinder. The result showed that the temperature on the skirt region was about $4\sim10^{\circ}C$ higher than that on the pin region. However the thermal stress on the skirt region was about 4MPa lower than on the pin region. It may be due to the higher heat release rate on the pin boss than on the skirt. The result regarding the variation of the 2nd land length of the piston showed that the temperature distribution on the piston was getting lower and the thermal stress distribution was getting higher as the 2nd land length of the piston was shorter.