$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

선박용 디젤 기관의 순간 각속도와 토크 변동에 관한 연구
A study on an instantaneous angular velocity and torque fluctuation for marine diesel engine 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.39 no.7, 2015년, pp.722 - 728  

정균식 (Department of Marine Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  이지웅 (Depratment of Marine Engineering, Korea Institute of Maritime and Fisheries Technology)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

2013년 1월 1일 이후 발효된 선박 에너지효율관리계획(SEEMP) 규정에 따라 선박에서는 점차 에너지관리에 대한 요구가 증가되고 있다. 이에 따라, 선박의 에너지 사용에 가장 많은 부분을 차지하는 주기관의 연료 사용량 및 출력과 관련된 요소들이 엄격하게 모니터링 되어 질 필요가 있다. 현재 주기관 출력을 모니터링 및 확인하기 위한 많은 장치들이 개발되어 적용되고 있으나 본 연구에서는 저렴하고 장치가 쉬운 각도센서인 엔코더(encoder)를 이용하여 주기관의 출력상태를 실시간으로 파악하기 위한 실험을 하였다. 실제 운항 중인 두 선박의 주기관에서 엔코더와 근접센서를 이용하여 한 사이클 동안의 각속도 변동을 계측하고 이 데이터 값을 토크 변동으로 계산하여 주기관의 토크변동 상태를 조사하였다. 또한, 실린더의 이상 연소 시 발생하는 각속도 변화를 측정하여 착화 실패에 따른 토크 변동을 조사하고 실험의 신뢰성을 확보하기 위해 해상시운전 데이터와 비교하였다. 본 연구를 통해 저렴한 장치를 이용하여 실시간 출력상태를 파악할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The demand for shipboard energy management is expected to gradually increase based on ship energy efficiency management plans (SEEMPs), which have been in use since January 1, 2013. Therefore, the fuel consumption of the main engine, which occupies the greatest portion of the energy used, along with...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 뿐만 아니라 압력을 교정하기 위한 변환장치가 필요하다[2]. 본 연구에서는 실린더 내부의 압력을 직접적으로 측정하여 발생할 수 있는 오류를 줄이기 위해 간접적인 방식으로 각 실린더의 압력을 예측하고자 한다. 그 방법으로 크랭크축의 각속도를 측정하여 각 실린더의 토크로 변환하였다.

가설 설정

  • Figure 4는 대상엔진 A의 각 회전수별 전 실린더의 가스 압력토크와 왕복관성토크의 합력에 의한 토크 변동을 보여준다. 각 회전수에서 한 실린더의 한 사이클 동안의 압력을 측정하여 토크의 변화로 나타내고 타 실린더의 토크 변화도 동일한 것으로 가정하여 6기통을 합산한 결과를 나타낸 것이다. 회전수가 증가할수록 가스폭발 압력이 커지기 때문에 평균토크도 증가를 하며 토크의 변동폭 역시 평균토크를 기준으로 증가하는 것을 알 수 있다.
  • 각 실린더의 피스톤, 연접봉 및 크랭크 기구는 운전 중 왕복질량과 회전질량에 의한 상하방향의 관성력을 갖는다. 본 연구에서는 각 실린더의 왕복질량과 회전 질량을 포함한 총질량을 계산하여 각 실린더가 관성질량모멘트를 갖는 회전하는 원판형태라고 가정하여 실험을 하였다.
  • 실린더 내부에서 발생된 가스압력 토크는 마찰 토크에 의해 상쇄가 되고 평균토크(T mean)는 크랭크축이 회전하는 동안 일정한 상태로 유지된다고 가정한다. Figure 1에서 보이는 바와 같이 크랭크축의 회전을 위한 순간 축토크(Tsf)는 가스압력 토크(Tgp)와 왕복관성토크(Tri)에 의한 합력이다[4].
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선박 주기관과 같은 대형엔진에서 실린더의 연소실의 압력을 어떻게 측정하는가? 기관의 출력을 확인하는 방법으로는 실린더 내 압력을 측정하는 방법과 추진축에서 토크를 직접 측정하는 방법이 있다[1]. 선박 주기관과 같은 대형엔진에서는 각 실린더의 연소실의 압력을 측정하기 위해서는 외부로 연결되어 있는 인디케이터 콕에 압력센서를 연결하여 측정한다. 그러나 이러한 압력 측정 방식은 실린더의 퇴적물이 실린더 헤드의 통로를 쉽게 오손시킬 수 있어 압력측정에 오류를 가져올 수 있다.
기관의 출력을 확인하는 방법에는 어떤 것들이 있는가? 기관의 출력은 주기관의 효율적인 관리를 위해 파악해야 하는 중요한 요소이다. 기관의 출력을 확인하는 방법으로는 실린더 내 압력을 측정하는 방법과 추진축에서 토크를 직접 측정하는 방법이 있다[1]. 선박 주기관과 같은 대형엔진에서는 각 실린더의 연소실의 압력을 측정하기 위해서는 외부로 연결되어 있는 인디케이터 콕에 압력센서를 연결하여 측정한다.
인디케이터 콕에 압력센서를 연결하여 측정하는 방식의 문제점은 무엇인가? 선박 주기관과 같은 대형엔진에서는 각 실린더의 연소실의 압력을 측정하기 위해서는 외부로 연결되어 있는 인디케이터 콕에 압력센서를 연결하여 측정한다. 그러나 이러한 압력 측정 방식은 실린더의 퇴적물이 실린더 헤드의 통로를 쉽게 오손시킬 수 있어 압력측정에 오류를 가져올 수 있다. 뿐만 아니라 압력을 교정하기 위한 변환장치가 필요하다[2]. 본 연구에서는 실린더 내부의 압력을 직접적으로 측정하여 발생할 수 있는 오류를 줄이기 위해 간접적인 방식으로 각 실린더의 압력을 예측하고자 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. K. lida, K. Akishino, K. Kido, "IMEP extimation from instantaneous crankshaft torque variation," SAE Paper No.900617, 1990. 

  2. T. Brown and W. Neil, "Determination of engine cylinder pressures from crankshaft speed fluctuations," SAE Technical Paper 920463, 1992. 

  3. N. A. Henein, W. Bryzik, C. Taylor, and A. Nichols, "Dynamic Parameters for Engine Diagnostices: Effect of Sampling," SAE Paper No.932411, 1993. 

  4. S. K. Chen and Scott Chen "Engine Diagnostics by Dynamic Shaft Measurement," SAE Paper No.932412, 1993. 

  5. G. S. Jung, J. Y. Choi, E. S. Jeong, and J. S. Choi, "Correction of TDC position for engine output measuring in marine diesel engines," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 36, no. 4, pp. 459-466, 2012 (in Korean). 

  6. G. S. Jung, Development of Measuring Kit of Improved Engine Output for Marine Diesel Engine On-board Ship, Ph D. Theses, Depart. of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University, Korea, pp. 34-42, 2013 (in Korean). 

  7. J. U. Lee, S. D. Lee, K. H. Cho, and J. S. Choi, "Instantaneous speed variation of crankshaft on a low speed marine deisel engine," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 31, no. 2, pp. 138-144, 2007 (in Korean). 

  8. J. W. Lee, A Study on a Shaft Torque Fluctuation of Marine Diesel Engine, M.S. Thesis, Department of Mechanical Engineering, Korea Maritime and Ocean University (KMOU), Korea, 2012 (in Korean). 

  9. H. J. Jeon and D. C. Lee, Vibartion of Propulsion Shafting, Busan, Korea: Dasom Publishers, 2003 (in Korean). 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로