[논문]박폭 저장력 피스톤 링 팩에 대한 오일소모 연구

전상명

doi:10.9725/kstle.2009.25.5.311

[국내논문] 박폭 저장력 피스톤 링 팩에 대한 오일소모 연구
A Study on Oil Consumption Related with the Piston Ring Pack with Thinner Ring Width and Lower Ring Tension 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.25 no.5, 2009년, pp.311 - 317

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To satisfy the more severe emission regulation and the demand of higher fuel economy in near future, the combustion pressure and power output of engines is going to be higher. In order to get the reduction of engine emission and the higher power, it is needed the reduction of the tension and width of ring pack. The lower tension ring and the thinner width ring can bring not only the friction reduction between the ring and liner during engine running, but also the adjustment of the blow-by gas and oil consumption by changing in the pressure in the crevice volume and the axial motion of rings togethe with the adjustment of the inter-ring crevice volumes. In this study, by using a developed basic computer proglram that predicts the blow-by gas and oil consumption of engines, it is to be examined how satisfying the level of the blow-by gas and oil consumption as being installed the piston ring pack with thinner width ring and lower tension ring.

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문제 정의

본 연구에서는 본 저자가 위의 이론을 바탕으로 기개발한 오일소모 및 브로우바이 량을 예측하는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 박폭 저장력 피스톤 링 팩에 대한 브로우바이 및 오일소모 상태를 연구하고자 한다.
본 논문에서 시도한 박폭화 및 저장력화 링 팩 적용에 있어서 틈새체적 및 링 팩 제원을 조정하여 적정 수준의 오일소모량으로 제어가 가능함을 알 수 있었고, 다음과 같이 결론을 요약할 수 있다.
본 연구자는 유체윤활 및 경계윤활을 모두 고려한 혼합윤활 상태에서의 피스톤링 결합체의 윤활상태를 예측하기 위한 프로그램을 개발하였다. 즉 본 프로그램을 사용하여 피스톤링 결합체 내의 압력분포, 가스흐름, 링 홈 내에서의 링의 운동, 오일 유막 두께 그리고 마찰력을 예측할 수 있다.

가설 설정

가, 가스에 의해 이동하는 점성 윤활유의 흐름은 표면장력, b와 점도, 의존적이다[10]. 여기서 표면 장력과 점성력의 비, T.

제안 방법

실제 운전상태에서 이들 치수는 약간의 변동이 있으므로, 이를 고려하지 않을 시, 어느 정도의 오차는 불가피하다. 여기서 링의 박폭화는 톱링과 두번째링은 1.0 mm까지, 오일링은 2.0 mm까지 실행하였으며, 링의 저장력화는 톱링은 8.7N, 두번째링은 5.7N 그리고 오일링은 14N까지 실행하였다.

성능/효과

위한 프로그램을 개발하였다. 즉 본 프로그램을 사용하여 피스톤링 결합체 내의 압력분포, 가스흐름, 링 홈 내에서의 링의 운동, 오일 유막 두께 그리고 마찰력을 예측할 수 있다.
전체 rpm에 걸쳐 뚜렷한 경향은 아니나, 몇몇 rpm을 제외하고는 링 팩 CASE #3에서 전반적으로 많이 나타났고, CASE #1에서 적게 나타났다. 전체적으로 모든 경우에서 오일 소모의 범위는 0~5g/hr정도로 만족할 만한 수준이었다.
1. 브로바이양은 각 링 팩 종류에 따른 브로바이양의변화가 뚜렷히 나타나지는 않았으나, 몇몇 rpm을 제외하고는 저장력 및 박폭화된 CASE #3가 적게 나왔다.
2. 전체 rpm에 걸쳐 뚜렷한 경향은 아니나, 몇몇 rpm을 제외하고는 링 팩 CASE #3에서 전반적으로 많이 나타났고, CASE #1에서 적게 나타났다. 전체적으로 모든 rpm 영역에서 오일소모의 범위는 0~5g/hr 정도로 만족할 만한 수준이었다.
전체 rpm에 걸쳐 뚜렷한 경향은 아니나, 몇몇 rpm을 제외하고는 링 팩 CASE #3에서 전반적으로 많이 나타났고, CASE #1에서 적게 나타났다. 전체적으로 모든 rpm 영역에서 오일소모의 범위는 0~5g/hr 정도로 만족할 만한 수준이었다.
이상과 같이 박폭화 및 저장력화 링 팩이라도 틈새 체적 및 링 팩 제원을 조정하여 적정 수준의 오일 소모량으로 제어가 가능함을 알 수 있었다.

참고문헌 (12)

Chun, Sang Myung, 'A Basic Study on Piston Ring Pack,' J. of the KSTLE, Vol.21 , No. 2, pp. 83-92, 2005
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Kuo, T., Sellnau, M. C., and Theobald, M. A., 'Calculation of Flow in the Piston-Cylinder-Ring Crevices of a Homogeneous-Change Engine and Comparison with Experiment,' SAE Paper 890838, 1989
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Furuhama, S., Hiruma, M., and Tsuzita, M., 'Piston Ring Motion and Its Influence on Engine Tribology,' SAE Paper No. 790860, 1979
Furuhama, S. and Tada, T., 'On the Flow of the Gas through the Piston Rings,' JSME Bulletin, Vol. 4, No. 16, 1961
Das, P. K., 'Analysis of Piston Ring Lubrication,' SAE Paper No. 760008, 1976
Smith Jr., M., Tunkel, N., Bachman, H., and Femandez, W., 'A New Look at Multigraded Diesel Engine Oils,' SAE Paper No. 760558, 1976
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상세보기
Miltsios, G K., Patterson, D. J., and Papanastasiou, T. C., 'Solution of the Lubrication Problem and Calculation of the Friction Force on the Piston Ring,' J. of Tribology Vol. 111 , pp. 635-641 , 1989

상세보기
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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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