국내외의 배출가스 규제 강화에 부합하기위하여, 사용자 의도에 따른 연료 분사시기와 분사량 조절이 가능한 커먼레일 ECU를 제어할 수 있는 알고리즘 개발의 필요에 따라서 본 논문에서는 커먼레일 엔진 전용 ECU에 적용할 수 있는 노킹 판별 및 엔진 밸런스 보정이 가능한 노킹 진단 알고리즘을 구현하여 시뮬레이터로 개발하였다. 또한 운전자가 직접 차량을 진단하는 운전자 중심의 진단 서비스를 제공하고자 시뮬레이터의 결과를 OBD-II 표준에 의거하는 차량 위주의 진단기로 개발하고자 한다. 이를 위해 자동차 고장진단 신호 및 센서 출력 신호를 송수신하는 유선 시스템과 무선 시스템인 블루투스 모듈을 이용하여 실시간 통신이 제공될 수 있는 OBD-II 진단기 S/W 설계방안을 제안함으로써 차량의 연비향상 및 유해가스 저감을 통한 엔진의 효율성 향상을 실현하도록 한다.
Recent diesel engine has achieved high speed running comparable to that of gasoline engine as a speed improvement effort. Consequently, torsional vibration of high-speed diesel engine induced vibration nosise, reduced horsepower and the like. Viscous damper which is thought to be effective in curtailing the torsional vibration was studied over a wide range of speed. In this investigation, a water cooling, 4-cycle high-speed diesel engine(Msx. 3500 rpm)was used for the study. Theoretical analysis was made by assuming the engine to be an ideal equivalent system(length, moment of inertia) i. e. the multi-degree of freedom equivalent torsional vibration system with damper was analyzed. In the analysis, the inertia moment of suitable damper for this experiment was calculated by varying the relative damping coefficient of damper of engine for each damper. Furthermore, in the torsional vibration experiment, the torsional vibration amplitude of the crankshaft system was measured when the engine was equipped with dampers of different moments of inertia and also when the engine was equipped without dampers. The experimental results were compared with the analytical values and were found to be satisfied. The results of this investigation are summarized below; (1) It was found that for the engine equipped with dampers, the torsional vibration amplitude was reduced to about one third of those without dampers. (2) The optimum value of inertia moment of viscous damper for the engine was found to be about Id=1.05(kg.cm.s$^{2}$) (3) The optimum damping coefficient and the ratio of moment of inertia for the engine were found to be about Ca= 850(kg.cm.s), Rd=0.509, respectively (b1 dapmper).
기존의 기계적인 점화장치를 전자식 점화장치로 대치한 엔진 제어시스템에 대하여 연구하였다. 점화차단기(Breaker)의 기계적인 접점을 없애고, 무접점 magnetic pick up sensor를 사용하여 속도신호 및 크랭크축의 기준점을 얻은 후, 연소 효률을 높이기 위하여 점화코일의 2차측 spark 전압을 종래의 10000∼15000볼트로 부터 30000∼40000볼트로 높이고 에너지 점화장치(High Energy Ignition System)을 설계 개발하여 실장시험(field test)을 행하였고, 점화시간의 조정을 위하여 종래의 기계적인 진각장치 대신에 microprocessor를 사용하여 엔진속도 및 흡입기관의 진공도(intake manifold vacuum)에 의한 점화시기 데이타가 결정되도록 하는 방법을 연구하였다.
In this study, three types of large scale multi-tasking machine tools together with core technologies involved have been developed and introduced; a multi-tasking machine tool for large scale marine engine crankshafts, a multi-tasking vertical lathe for windmill parts, and a large scale 5-axis machine tool of gantry type. Several special purpose devices has been necessarily developed for the purpose of handling and machining big and heavy workpieces accurately, such as PTD (Pin Turning Device) with revolving ring spindle for machining eccentric crankshaft pins, hydrostatic rotary table and steady rest for supporting and resting heavy workpieces, and 2-axis automatic swiveling head for high-quality free surface machining. Core technologies have been also developed and adopted on their detail design stage; 1) structural design optimization with FEM structural analysis, 2) theoretical hydrostatic analysis for the PTD and rotary table bearings, 3) box-in-box type cross-rail and octagonal ram design to secure machine rigidity and accuracy, 4) constant spindle rpm control against gravitational torque due to unbalanced workpiece.
Precise propulsion shafting alignment of ships is very important to prevent damage of its support bearings due to excessive reaction forces caused by hull deflection, forces acted on propeller and crankshaft, and so forth. In this paper, a new iterative shafting alignment calculation procedure considering the interaction between shaft deflection and oil film pressure of Sterntube Journal Bearing (SJB) bush with single or multiple slopes is proposed. The procedure is based on a pressure analysis to evaluate distributed equivalent support stiffness of SJB by solving Reynolds equation and a deflection analysis of shafting system by a finite element method based on Timoshenko beam theory. SJB is approximated with multi-point biaxial elastic supports equally distributed to its length. Their initial stiffness values are estimated from dynamic reaction force calculated by assuming SJB as single rigid support. Then, the shaft deflection and the support stiffness of SJB are sequentially and iteratively calculated by applying a criteria on deflection variation between sequential calculation results. To demonstrate validity and applicability of the proposed procedure for optimal slope design of SJB, numerical analysis results for a shafting system are described.
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.
이 논문은 LPG 자동차용 엔진의 고장사례를 연구하여 자동차 생산에 활용함이 목적이다. 첫번째 사례는 엔진의 실린더헤드를 분해하여 확인한 결과 실린더 헤드의 점화플러그가 조립되는 나사부 마멸때문에 점화플러그의 불꽃이 누설되어 출력이 떨어지면서 엔진의 부조화 현상이 가끔 유발되는 것을 발견하였다.. 두 번째 사례는 캠샤프트의 위치와 크랭크 샤프트 위치를 맞춘 타이밍 마크가 0.5칸 틀어져 엔진의 부조화 현상이 발생된 것을 확인되었다. 세 번째 사례는 실린더 헤드를 분해하여 확인한 결과, 실린더 헤드에 제거되지 못한 이물질이 3번 흡기포트에서 공기 흐름에 따라 이동하다가 흡기밸브의 닫힘시기를 원활하지 못하여 하여 고장이 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 자동차 관리자는 철저하게 점검해야 하고, 자동차 생산자는 철저한 품질확보를 통해 고장의 원인을 제거해야 할 것으로 판단된다.
이 논문은 LPG 자동차 엔진의 타이밍벨트, 캠샤프트포지션센서 및 점화코일에 대한 고장사례에 관련된 연구이다. 첫 번째 사례는, 엔진의 프론트 케이스 브래킷장착을 할 때 12mm 볼트를 조이면서 과대한 토크로 인해, 볼트가 체결부에서 분리되어 크랭크축의 스프로킷에 끼여 타이밍벨트와 스프로킷의 이사이에 벨트 간섭에 의해 벨트가 끊어진 것을 확인하였다. 두 번째 사례는, 실린더 헤드부에 설치되어 있는 캠샤프트 포지션 센서와 캠축 감지부의 간극이 너무 작아 센서의 펄스신호불량에 의한 컴퓨터의 인식불량으로 인해 엔진의 부조화현상이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는, 2번 점화코일의 내부불량으로 인해 점화를 할 때 점화코일에서 불꽃이 누설되어 엔진의 부조화 현상이 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 차량관리자는 이러한 현상이 발생되지 않도록 철저한 차량점검을 해야한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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