• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.1018-1025
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• 2003

The diesel engine is often a serious excitation source in ships. Both the varying cylinder gas forces and the reciprocating and rotating mass forces associated with the crank and the connecting rod mechanism produce ample possibilities for excitation of the engine structure itself, the shafting, the surrounding substructures as well as the hull girder. This paper presents a guide for optimization of excitation forces produced by the marine propulsion 2-stroke diesel engine. The computational program for predicting the excitation forces is developed and applied to 2-stroke in-line engines. The object function is defined as the work done by every cylinder excitation force which is related to the mode shape of the diesel engine system, especially in the torsional vibration of the shafting. As a practical application of the presented method, the crank angle of 7 cylinder 2-stroke engine is optimized to reduce torsional vibration stresses on the shafting. Compared with the regular firing angle, about 60% of the 4th order torsional vibratory stress on the propeller shaft can be reduced by optimizing the crank angle irregularly. The usefulness of the presented optimization method is confirmed by the measurements.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.436-442
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• 2011

기관의 정확한 출력을 얻기 위해서는 실린더내 압력의 정확한 측정이 기본적으로 중요하다. 그러나 MIPS같은 전자식지압기로 계측된 지시마력(IHP)과 기계식 지압기에 의해 산출된 지시마력 사이에는 상당한 차이를 보인다. 이러한 차이는 선박용 디젤엔진에서 TDC위치가 부정확하기 때문으로 확인되었다. 본 논문에서는 TDC위치에 대한 크랭크 각의 부정확한 정도를 선박용 M/E과 G/E에 대하여 각각 연구하였다. 또한 실린더 압력을 '시간기준'과 '크랭크각도기준'의 두 가지 방법으로 수집하여 검토하였다. 크랭크각도기준은 크랭크축에 장착된 엔코더로부터 실제 각도에 의한 수집방법이며, 시간기준은 엔코더의 Z펄스로 검출된 회전수에 의해 계산된 각도에 의한 수집방법이다. 시간기준 방법은 MIPS의 데이터 수집과 같은 방법이다. 시간기준 수집방법은 순간속도 변동과 부하변동의 영향으로 선박 엔진(M/E와 G/E)의 성능분석에는 적합하지 않음을 분명히 하였다. 또한, 각도기준 방법에 있어서도 M/E의 경우에는 부하변동에 의한 속도변동이 정확한 출력산정을 어렵게 하는 요인임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.429-435
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• 2020

엔진의 출력을 측정하기 위한 방법은 실린더의 연소압력을 측정하여 지시마력을 구하는 방법과 축토크를 측정하여 축마력을 구하는 방법이 있다. 축토크로 실린더의 상태를 확인하기에는 한계가 있으며, 엔진의 성능 측정과 실린더의 연소 해석을 위해서는 실린더의 연소 상태를 확인할 수 있는 연소압력을 측정하는 방법이 가장 정확하다. 측정에 있어 연소압력은 크랭크샤프트 회전 각도에 따른 실린더 압력이 도시되어야하기 때문에 정확한 실린더 앵글각도를 정확히 인지시키는 작업이 가장 중요하다. 본 연구에서는 실제 운항선의 발전기 엔진을 대상으로 실린더 압력을 측정하기 위하여 크랭크 앵글 센서로 엔코더를 사용하였고 엔코더에서 인지하는 TDC(TDC_encoder)와 압축압력에 의한 TDC(TDC_comp) 간의 실측을 통하여 차이가 발생하는 원인에 대하여 고찰하였다. 또한 0 %, 25 %, 50 %와 60 % 부하에서 측정된 실린더의 TDC_comp와 TDC_encoder 간의 차이를 통하여 크랭크샤프트의 제작에 의한 영향, 부하증가에 따른 엔진과 발전기 사이의 커플링 영향에 대한 결과를 고찰하였으며, 발전기의 부하가 증가할수록 최대 3°CA까지 TDC의 오차가 발생함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.1-5
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• 2011

The basic signals for electronic engine control are velocity and degree of the engine cam shaft. The CPS sensor used for this signal and magnetic pick-up type CPS sensor is more popular. It is very important thing analyze this signal correctly. If there are some mistakes at the analysis, like a noise, The engine do not working at the best status, it will generate some noise, emit exhaust fumes and waste more gases. In general way to analysis this signal, you use zero-level detector circuit and in order to reduce the error you must use another sensor like a TDC sensor. In this paper, We proposed the analysis method using electronics circuits for magnetic pick-up type CPS sensor. We designed Comparison level detector circuit, Differential circuit and Full-rectifier circuit for detected the Long tooth and Short tooth level correctly without another sensor. We expected it is useful for more reliable engine control.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제4권1호
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• pp.54-63
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• 2015

Increasing air pollution levels and the global oil crisis has become a major hindrance in the growth of our automobile sector. Traditional Internal Combustion engines running on non-renewable fuels are proving to be the major culprit for the harmful effects on environment. With few modifications and also with assistance of few additional components current small SI engines can be modified into a pneumatic engine (commonly known as Compressed Air Engines) without much technical complications where the working fluid is compressed air. The working principle is very basic as adiabatic expansion of the compressed air takes place inside the cylinder pushing the piston downwards creating enough MEP to run the crank shaft at decent RPM. With the assistance of new research and development on pneumatic engines can explore the potential of pneumatic engines as a viable option over IC engines. The paper deals with analysis on RPM variation with corresponding compressed air injection at different crank angles from TDC keeping constant injection time period. Similarly RPM variation can also be observed at different injection pressures with similar injection angle variation. A setup employing a combination of magnetic switch (reed switch), magnets and solenoid valve is used in order to injection timing control. A conclusive data is obtained after detailed analysis of RPM variation that can be employed in newly modified pneumatic engines in order to enhance the running performance. With a number of benefits offered by pneumatic engine over IC engines such as no emissions, better efficiency, low running cost, light weight accompanied by optimized injection conditions can cause a significant development in pneumatic engines without any major alteration.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.565-572
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• 2007

본 논문에서는 S60MC-C 선박용 다실린더 엔진의 구조해석을 위한 기구학적인 분석에 대해 서술하였다. 구조해석을 위해 프레임박스에 작용하는 측력과 크랭크 저널베어링에 작용하는 반력이 필요하다. 각각의 동적인 작용력을 구하기 위해, 선박용 엔진 내부의 구동부를 마찰이 없는 평판의 운동으로 가정하고, 단실린더에 대해 동역학적인 평형관계를 이용하여 엔진 구동시의 크랭크 각도별 작용력을 구하였다. 단실린더에서의 하중조건을 바탕으로 특정 시점에서 각각의 실린더에 작용하는 하중을 구하기 위해 크랭크암의 각도의 차이를 이용하였다. 구조해석을 위해 프레임박스의 응력 변화에 큰 영향을 줄 것으로 판단되는 8개의 각도를 선정하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.393-399
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• 2017

왕복동식 압축기에서 피스톤과 커넥팅로드는 중요한 부분이다. 이러한 주요부에 기계적 부하가 과도하게 가해지면 해당 기부속이 손상될 수 있으며, 교체하기도 쉽지 않고 비용도 많이 든다. 따라서 내구성과 수명에 영향을 미치는 요인을 분석할 필요가 있다. 본 연구의 주요 목적은 피스톤과 커넥팅로드의 최대 응력 집중 위치를 확인하는 것이다. 이를 위해 설계된 공기압축기의 작업 공정의 동적계산을 기반으로 피스톤 및 커넥팅로드의 응력 분석을 수행하였다. 공기압축기의 피스톤과 커넥팅로드의 3 차원 모델을 따로 설계하고, 이러한 부품들의 유한요소 해석은 수치해석적인 근사해법을 사용하였다. 피스톤은 열 경계 조건 없이 크랭크 샤프트의 각도에 따라 압력 부하를 받는다. 시뮬레이션 결과는 피스톤과 커넥팅로드의 응력 집중 위치와 그 값을 예측하고 추정할 수 있다. 그 결과 크랭크 각도 $135^{\circ}$와 $225^{\circ}$에서 피스톤은 190MPa, 커넥팅로드는 123MPa 이상의 최대 등가응력이 나타났으며 이는 인장 항복강도 이하의 값이다. 또한, 커넥팅로드와 피스톤에 계산 된 안전 계수는 1보다 높게 나타났다. 더욱이, 이러한 결과는 왕복동 공기압축기 제작사에 피스톤 및 커넥팅로드를 설계함에 있어서 최적화를 위한 참고 자료로 활용 될 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제15권3호
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• pp.3089-3095
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• 1973

The power transmission to the traction devices may be very important for the tractor performance and therefore this system has been studied very much in the past. On the other hand, the PTO(Power-take-off) has been considered as an accessary on the tractor with a few work for its power transmission. Because of increased use of PTO operation in various kind of farming operations in recent years, the function of PTO may become such important as the traction facilities. In this study, the power transmission characteristics of PTO drive was analyzed theoretically and some experimental work was done to study on it. The results of the study are as follows: 1) The most stable condition of PTO work was obtained when the intersection angle of the two curves for driving and driven torques was about ${\pi}/2$. 2) To obtain the most stable operation it is better to use both the speed control and the full control together. 3) Six steps differential gear may not be enough to use the PTO power smoothly. It is thought that the three steps differential gear on the shaft of PTO may be necessary additionally for a smooth operation. 4) When the traction facilities and the PTO are used at the same time, the torque of crank shaft becomes Tt + Tp, and the high efficiency and good stability of word will be obtained with the small variation of driving speed. 5) When the tractor was operated with 75% of the rated horse power and 70% of maximum speed, the best thermal efficiency could be obtained. 6) The most dangerous sound for human occured at the rated speed of PTO and tus it may be necessary to control the dangerous noise.