• 제목/요약/키워드: Turbocharger Engine

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Parametric Study on the Design of Turbocharger Journal Bearing - Aeration Effects

  • Chun, Sang-Myung
    • KSTLE International Journal
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    • 제7권2호
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    • pp.35-44
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    • 2006
  • Turbocharger bearings are under the circumstance of high temperature, moreover rotated at high speed. It is necessary to be designed overcoming the high temperature. So the type of oil inlet port, the inlet oil temperature and the sort of engine oil should be designed, controlled and selected carefully in order to reduce the bearing inside temperature. In this study, the influence of aerated oil on a high-speed journal bearing is also examined by using the classical thermohydrodynamic lubrication theory coupled with analytical models for viscosity and density of air-oil mixture in fluid-film bearing. Convection to the walls and mixing with supply oil and re-circulating oil are considered. The considered parameters for the study of bubbly lubrication are oil inlet port's type, oil aeration level and shaft speed. It is found that the type of oil inlet ports and shaft speed play important roles in determining the temperature and pressure, then the friction and load of journal bearing at high speed operation. Also, the results show that, under extremely high shaft speed, the high shear effects on aerated oil and the high temperature effects are canceled out each other. So, the bearing load and friction show almost no difference between the aerated oil and pure oil.

일정하중 운전조건 하에서 공기혼입이 터보챠져 저어널베이링의 성능에 미치는 영향 (Aeration Effects on the Performance of Turbocharger Journal Bearing under Constant Load Operating Condition)

  • 전상명
    • Tribology and Lubricants
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    • 제23권5호
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    • pp.207-218
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    • 2007
  • Turbocharger bearings are under the circumstance of high temperature, moreover rotated at high speed. It is necessary to be designed overcoming the high temperature. So the type of oil inlet port, the inlet oil temperature and the sort of engine oil should be designed, controlled and selected carefully in order to reduce the bearing inside temperature. In this study, the influence of aerated oil on a high-speed journal bearing is also examined by using the classical thermohydrodynamic lubrication theory coupled with analytical models for viscosity and density of air-oil mixture in fluid-film bearing. Convection to the walls and mixing with supply oil and re-circulating oil are considered. The considered parameters for the study of bubbly lubrication are oil inlet port's type, oil aeration level and shaft speed. It is found that the type of oil inlet ports and shaft speed play important roles in determining the temperature and pressure distribution, then the friction in a journal bearing at high speed operation. Also, the results show that, under extremely high shaft speed, the high shear effects on aerated oil and the high temperature effects are canceled out each other. So, the bearing load and friction show almost no difference between the aerated oil and pure oil.

위치 오차 보상을 통한 전동식 슈퍼차저 모터의 모델 기반 센서리스 응답성 개선 (Improved Responsiveness of Model-Based Sensorless Control for Electric-Supercharger Motor using an Position Error Compensation)

  • 박귀열;황요한;허남;이주
    • 전력전자학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.9-15
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    • 2019
  • Sensorless electric superchargers have recently been actively developed to provide a large amount of oxygen to engines in order assist the combustion process for miniaturizing the engines and improving fuel efficiency. The model-based sensorless method for surface-mounted permanent magnet synchronous motors has a disadvantage in that the system may become unstable due to parameter variations in low-speed operation and the rapid-acceleration section. An electric supercharger requires fast response to improve the engine response delay, such as the turbocharger turbo-rack. Therefore, the responsiveness must be improved to use the model-based sensorless system. The position compensation algorithm designed in this study is controlled by converting the position error into the beta, which is the angle formed by the d-axis and the stator current during sudden speed change. In this study, we improved the response of the model-based sensorless system through the algorithm and verified the algorithm validity by applying the algorithm to an actual dual-motor supercharger.

저압 SCR을 위한 디젤발전기 배기가스 온도 변화 (Temperature Variation of Exhaust Gas in Diesel Generator for Low Pressure SCR)

  • 홍철현;이창민;이상득
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.355-362
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    • 2021
  • L.P SCR의 촉매 반응을 위해 선박의 발전기용 4행정 디젤엔진의 배기가스 온도를 높게 설계 할 수밖에 없었다. 본 연구의 목적은 밸브개폐시기와 연료분사시기를 조정을 통한 배기가스의 온도 감소가 L.P SCR의 운전조건을 만족시키고 고온으로 인한 발전기 엔진의 사고를 예방하기 위함이었다. 배기가스 온도를 하강시키기 위해 캠샤프트의 각도를 조정하고 연료분사펌프의 Shim을 추가하였다. 그 결과 최대폭발압력은 12.8 bar 증가하였고 터보차저 출구온도 평균값은 13.3 ℃ 하강하였다. 터보차저 출구에서 SCR 입구까지의 열손실을 감안하더라도 L.P SCR 운전조건인 SCR 챔버 입구 온도인 290 ℃를 만족하였다. 배기가스 온도 하강을 통해 디젤발전기의 안전운전이 가능하게 한 연구였다.

선박용 터보차져 원심압축기의 성능향상 개발 (Upgrade Development of a Centrifugal Compressor for Marine Engine Turbochargers)

  • 오종식;오군섭;유광택
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.33-40
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    • 1999
  • Upgrade development of a high pressure ratio centrifugal compressor in marine engine turbochargers is presented. A new matched operating point at increased speed of rotation was determined through system cycle analysis using the exisitng test data of turbine performance. Under some severe restrictions for geometric parameters, the state-of-the-art methods of both aerodynamic design and CFD analysis were applied, in which only an impeller, a vaned diffuser and some part of casing wall were modified. Prototype hardware was fabricated and assembled for system performance tests. Excellent performance in pressure ratio and efficiency was obtained over whole speed region. Reduced surge and choke margin was, however, observed at design speed of rotation.

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선박용 디젤기관의 열화성능 예측에 관한 연구 (Predictions of the deteriorating performance for the marine diesel engines)

  • 정찬호;노범석;이지웅;최재성
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.47-52
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    • 2013
  • 최근 고유가 시대를 경험한 이후 에너지 수급에 대한 불안감이 증대됨과 동시에 지구온난화, 대기오염문제 등과 관련하여 대체에너지의 개발과 고효율 친환경 기술개발에 대한 요구가 강화되고 있다. 특히, IMO(국제해사기구)의 MEPC에서는 부속서 6을 $CO_2$의 규제법으로 하고자 하는 논의가 진행 중이다. 한편, 선박의 에너지효율을 향상시키고자 하는 다양한 기술들은 대부분 주로 새로운 기술의 개발과 신조선에의 적용에만 관심이 집중되고 있다. 그러나 선박기관은 일반적으로 장시간의 운항으로 그 성능은 점점 저하되고 운전조건 또한 변화되기 때문에 운항중인 기존선의 운항조건에 최적화된 기관의 운전관리야말로 친환경 및 고효율화 대책에 실질적이면서 매우 유익한 대책이 될 수 있다. 본 논문은 선박엔진의 성능저하정도를 정량적으로 예측하고자 하는 내용으로 엔진의 성능을 저하시키는 주요 인자들과 급기효율저하, 블로바이 가스증가 및 연료분사상태의 악화로 인한 연소악화 등이 엔진성능에 미치는 영향을 예측, 검토하였다.

상용차 탑재 대형엔진의 차량연비 개선 연구(II) (A Study for the Fuel Economy Improvement of a Heavy Duty Engine in Commercial Vehicles(II))

  • 류명석;두병만;구영곤
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.104-108
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    • 2008
  • Recently, studies conducted by our research group, revealed the possibility for reducing BSFC, NOx and PM emissions to meet the Euro 4 & 5 legislations. The main objective of the present study is to get better fuel economy in commercial vehicles by considering real driving conditions. Firstly, in order to improve fuel economy on fields, specifically it is required to analyze the driving pattern and make the representative modes from real field data. Secondly, it is performed to make the engine dynometer test to optimize the fuel consumption by reflecting on the representative driving modes, based on the Korea 2008 emission legislation equal to the Euro 4. The engine components such as engine calibration, combustion chamber, turbocharger and ancilliaries were modified to optimize vehicle fuel economy over a typical customer drive cycle whilst still meeting the exhaust emission restrictions. Finally, these results were confirmed by field testing of vehicle equipped with the updated calibration engine. It was placed the two vehicles together traveling the same route and accomplishing the same amount of stops(back to back), in order to evaluate the fuel consumption in comparison to the current vehicle. Through several repeats such as the engine calibration and field test, we could get 3 % to 7.7 % vehicle fuel economy improvements compared to previous vehicle.

전자 제어 분사식 과급디젤기관에서 에스테르화와 비에스테르화 바이오 디젤유의 연소 특성 비교 (Comparison of combustion characteristics between esterified and non-esterified bio-diesel oil on CRDI diesel engine with turbocharger)

  • 이상득;정석호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.53-58
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    • 2013
  • 비에스테르화 대두유의 활용 가능성을 평가하기 위해 현재 대부분의 디젤 자동차에 채택되어 있는 전자 제어 분사식 과급디젤기관에 경유, 에스테르화 바이오 디젤유 5% 및 비에스테르화 대두유 5% 혼합유를 사용하여 성능 실험을 실시하였다. 그 결과, 에스테르화 바이오 디젤유 5%와 비에스테르화 대두유 5%의 연소성능이 대부분 비슷하지만 NOx는 비에스테르화한 것이 더 적게 배출되었고 이는 Fuel NO에 의한 것을 밝혔다.

연소계 및 연료분사계의 구성인자가 디젤엔진의 성능 및 배기 배출물에 미치는 영향 (Effects of Parameters of Combustion and Fuel Injection System on Performance and Exhaust Emissions in a Diesel Engine)

  • 이준
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.166-173
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    • 2006
  • This study investigates a heavy duty diesel engine with swept vol. 12.6L, 4cycle-OHC type to verify the effects of the performance and exhaust gas emission according to the variable specifications of both swirl ratio and flow coefficient in inlet port, combustion bowl and fuel injection system. To meet the high BMEP and stringent exhaust emission standard, a turbocharger with wastegate and an intercooler were installed in the engine. Helical port, major design parameters for combustion chamber and electronic fuel injection pump with 1,000bar were reviewed and applied. Confirmation tests were also performed to meet the target value, $NO_x$ 5.0g/kWh and PM 0.1g/kWh of Euro3 exhaust emission legislation. The results of this study show that not only is it effective to use a relatively bigger bowl size for controlling rapid burning condition due to the decreased in-bowl swirl, but also to use a concave cam with double injection rates to decrease $NO_x$.

승용차용 터보과급기의 저널 베어링 마찰 손실 측정 (Measurement of Journal Bearing Friction Loss of Turbocharger in a Passenger Vehicle)

  • 정진은;전세훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.9-15
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    • 2018
  • 본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.