이 논문의 목적은 LPG 자동차의 액상 분사시스템에 관련된 고장사례를 연구하는 것이다. LPi 분사시스템인 인젝터를 점검한 결과, 인젝터에 카본이 누적되어 운전 중에 간헐적으로 연료를 분사하는 인젝터의 미세한 홀을 막아 연비를 5% 정도 떨어뜨리는 것으로 확인되었다. 엔진의 공회전을 조절하는 시스템인 공회전 조절장치 부품과 엔진에 공기를 공급하는 시스템인 스로틀 보디에 카본이 퇴적되어 공기의 흐름을 간섭함으로써 연비가 7% 악화된 것을 확인되었다. 엔진의 흡기 매니폴드 개스킷의 일부가 찢어져, 실린더 헤드와 실린더 블록의 밀착성이 약화되어 흡기행정에서 외부의 공기가 이 틈새로 간헐적으로 유입되면서 증가된 공기량만큼 연료량의 증가를 가져와 엔진의 회전수가 증가하여 부조화 현상이 발생되어 정상적인 상태보다 연비가 3% 정도 악화된 것으로 확인되었다. 이러한 고장사례는 운전중에 엔진의 출력 성능을 떨어뜨리고, 자동차의 연비를 악화시키는 요인이 된다. 따라서 품질확보에 철저하게 대처하여 고장현상을 최소화 하여야 할 것으로 판단된다.
In this paper, we investigated the improvement of characteristics of knock, emission and fuel consumption rate by optimizing the location and size of water transfer holes in cylinder head gasket without change of engine water jacket design itself. The cooling system was modified in the direction of reducing the metal temperature in the head and increasing the metal temperature in the block. The optimization of water transfer holes in cylinder head gasket was obtained by "flow visualization test". The water transfer holes were concentrated in front side of the engine in order to reduce thermal boundary layer in the water jacket of No. 2 and No. 3 combustion changer in the cylinder head, which would have a large knock intensity, and increase thermal boundary layer in the water jacket of the cylinder block. When the modified coolant flow pattern was applied as proposed in this paper, the knock characteristic was improved. The spark timing was advanced up to 2$^{\circ}$ in low and middle speed range at a full load. In addition, HC emission at MBT was reduced by 5.2%, and the fuel consumption rate was decreased up to 1% in the driving condition of 2400 rpm and 250 KPa. However, since this coolant flow pattern mentioned in this paper might deteriorate the performance of vehicle cooling system due to the coolant flow rate reduction, a properly optimized point should be obtained. obtained.
Full-beads of multi-layer steel engine head gaskets that are used to seal the combustion gas between the head and the block are subject to cyclic bending stresses due to the variation of the head/block gap during engine operation. The S-N curve for the fatigue durability assessment of the full-bead formed on NBR-coated SUS301 thin plate is deduced from the axial fatigue test results because of the difficulty in conducting the bending fatigue test of thin plate. The experimental verification of the deduced S-N curve is presented. It is shown that the NBR coating increases the endurance limit of the plate significantly. Mechanism of crack nucleation and propagation in the full-bead is discussed with photographs of the fatigue cracks.
냉동실 도어에 얼음디스펜서와 냉장실 도어에 홈바가 장착된 빌트인 양문형 냉장고 모델에 대하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 사용하여 캐비닛과 도어를 통합한 유한요소모델을 구성하고 변형해석을 수행하였다. 하중으로는 냉장고가 조립된 조건, 그리고 캐비닛 선반과 도어 배스킷에 적재되는 식품 부하물 하중과 냉장고 정상 작동 시의 온도분포에 의한 열하중조건을 고려하였다. 캐비닛과 도어의 변형량 해석결과에 기반하여 냉동실 도어와 냉장실 도어 사이의 상하단차와 앞뒤단차를 평가하고, 냉기 밀봉에 영향을 미치는 캐비닛 전면과 도어 내면 사이에 위치한 도어 개스킷의 간극의 증가량을 평가하였다. 부하물이 없고 냉장고가 작동하지 않는 조건의 해석결과 계산된 상하단차와 앞뒤단차는 제품 출하 시의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 부하물이 투입되고 냉장고가 정상 작동하는 열하중조건의 해석결과 계산된 상하단차와 앞뒤단차는 조립조건에 비해 증가하며 특히 앞뒤단차가 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 열하중조건의 해석결과 계산된 캐비닛 전면과 도어 내면의 변위로부터 도어의 사각 테두리에 부착되는 개스킷 간극의 증가량을 평가하였다. 최대 간극 증가량은 냉동실 도어의 좌측 테두리에서 발생하며 제조업체에서 정한 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다.
A numerical analysis on engine coolant is made by the use of FVM based general purpose 3 dimensional Navier-Stokes solver, TURB-3D. Numerical solutions are verified by comparison with the experimental data of Lotus model. The results show a good qualitative as well as quantitative comparison. Coolant flow rate control is attempted through adjusting the cross section area of passage base on the results of an original coolant passage. It is concluded from the results that the flow rate control is possible as attempted, and thus can be used in the real engine design.
Metal surface temperatures around the combustion chamber in a gasoline engine directly affect thermal durability and performance of the engine. Metal surface temperatures are influenced by many cooling factors such as drilled water passage, deflector, combustion chamber wall thickness, pillar, and coolant flow pattern. The object of this study is to learn how the coolant passages and coolant flow pattern in an engine influence to the engine metal surface temperature at engine full load and speed. From the test result, it is suggested a plan to reinforce the engine stiffness and to reduce the thermal stress simultaneously. Also, approaches are introduced to reduce the thermal load on the engine by adjusting the discharging direction from the water pump and by optimizing the water transfer holes in the cylinder head gasket. These methods and the optimized engine cooling system, which were suggested in this paper, were adapted for an engine in progress to eliminate the exhaust valve seat wear.
In this study, a three-dimensional transient simulation with a knock model was performed to predict knock occurrence and autoignition site in a heavy-duty LPG engine. A FAE (Flame Area Evolutoin) premixed combustion model was applied to simulate flame propagation. The coefficient of the reduced kinetic model was adjusted to LPG fuel and used to simulate autoignition in the unburned gas region. Engine experiments using a single-cylinder research engine were performed to calibrate the reduced kinetic model and to verify the results of the modeling. A pressure transducer and a head-gasket type ion-probe circuit board were installed in order to detect knock occurrences, flame arrival angles, and autoignition sites. Knock occurrence and position were compared for different piston bowl shapes. The simulation concurred with engine experimental data regarding the cylinder pressure, flame arrival angle, knock occurrence, and autoignition site. Furthermore, it provided much information about in-cylinder phenomena and solutions that might help reducing the knocking tendency. The knock simulation model presented in this paper can be used for a development tool of engine design.
Natural gas is one of clean fuels that can replace petroleum-based fuels, because it has low exhaust emission, comparatively high thermal efficiency and abundant deposits. In this addition, owing to high octane number and wide lean flammability limit, it has a strong point to increase the compression ratio. For this reason, the research is being actively executed to increase the generating power and thermal efficiency of the engine by raising the compression ratio through utilization of high octane number relevant to development of CNG engine. In this study, 0.63L single cylinder diesel engine has been used to alter easily compression ratio. Compression ratio has gotten under control by modifying the thickness of gasket between cylinder head and block without major structural modifications. As the result, as compression ratio has increased, generating power and fuel consumption ratio have been improved. As for emission concentration, as compression ratio has increased, THC concentration has been decreased while exhause concentration of NOx increased. In case compression ratio has excessively increased, brake output decrease and cycle variation have been increased. As the result acquired by analyzing brake output, fuel consumption ratio, cycle variation and exhaust, the engine driving condition has acquired $\varepsilon=13$ as the optimal compression ratio in this study.
본 연구는 냉장고의 본체와 냉장고 문 사이에 있는 가스켓 주위에 냉장고 본체와 문의 밀착을 위해 설치하는 고무자석의 재질과 형상을 변경하여 냉장고 열손실을 개선하는 것을 목적으로 하였다. 냉동실과 냉장실을 포함한 냉장고 수평 단면에 대하여 가스켓 주위에 대한 열전달 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 가스켓 내부와 Hotline 옆의 고무자석의 열전도율을 기존 10W/mK에서 1W/mK로 변화하면 냉장고 열손실이 약 7% 저감되고 Hotline 옆의 고무자석을 제거하고 대신에 철판을 설치하면 냉장고의 열손실을 약 17% 저감 되는 것을 알 수 있었으며 Hotline 옆의 고무자석을 제거하고 대신에 철판을 설치하는 것이 냉장고 열손실에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.
For improving the heat loss of a refrigerator around door gasket, it is very important to reduce the amount of rubber magnet used, of which thermal conductivity is much higher than the plastics, and enhancing the magnetic properties of rubber magnet itself is crucial for this. In the present study, therefore, a relationship between the optimum conditions of rubber magnet fabrication process and raw material compositions in the ferrite powder/CPE binder compounds was investigated for finding a way to enhance the magnetic properties of rubber magnet. Magnetic attraction forces of a sample rubber magnet was measured as function of distance, and thermal properties of the sample ferrite powder/CPE binder compound were analyzed with TG/DTA thermal analyzer. As a results, a rubber magnet strip with enhanced magnetic properties was expected to be fabricated, of which raw material compound was prepared by compounding with higher ferrite magnetic powder concentration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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