[논문]체크밸브 특성이 소형 압전유압펌프 유량에 미치는 효과

응위웬 안 푹; 황재혁; 황용하; 배재성

doi:10.20910/jase.2018.12.5.54

체크밸브 특성이 소형 압전유압펌프 유량에 미치는 효과
Effect of Check Valve Characteristics on Flow Rate of the Small Piezoelectric-Hydraulic Pump 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.12 no.5, 2018년, pp.54 - 68

응위웬 안 푹 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과 대학원) , 황재혁 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) , 황용하 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학과 대학원) , 배재성 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)

초록
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본 논문에서는 소형 압전유압펌프에 적용된 체크밸브의 동적 특성이 유량 형성에 미치는 효과에 대한 연구를 수행하였다. 브레이크 시스템 작동을 위한 부하 압력의 형성을 위해서는 압전유압펌프의 유량이 중요한 요소이다. 이때, 유체 내에서 작동하는 체크밸브의 고유 진동수는 압전 유압펌프의 유량 형성에 큰 영향을 미친다. 또한, 체크밸브의 고유 진동수는 체크밸브와 펌프 시트 사이의 간격에 영향을 받는다. 이를 고려하여 본 연구에서는 체크밸브와 펌프 시트 사이의 간격에 따른 체크밸브의 고유진동수를 유체-구조 연성 해석을 통해 산출하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 유량은 개발된 압전유압펌프를 이용한 유량 형성 실험과의 비교를 통해 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to analyze the effect of dynamic characteristics of the check valve applied to the small piezoelectric-hydraulic pumps on flow rate formation. The flow rate of the piezoelectric-hydraulic pump is a key factor in the formation of the load pressure to operate the brake system. At this time, the natural frequency of the check valve operating in the fluid has a great influence on the formulation of the flow rate of the piezoelectric-hydraulic pump. In addition, the natural frequency of the check valve is affected by the gap between the check valve and the pump seat. In this study, the natural frequency of the check valve according to the gap between the check valve and the pump seat was calculated through the fluid-structure interaction analysis. The flow rate obtained from the simulation result was verified by comparing it with the result from the flow rate experiment using the developed piezoelectric-hydraulic pump.

주제어

표/그림 (16)

그림 Fig. 1 Schematic diagram of thin-plate spring type check valve
그림 Fig. 2 FSI simulation of the check valve in fluid domain
그림 Fig. 3 Meshing of the check valve(left) and fluid (right)
그림 Fig. 4 The initial velocity of the check valve, fluid solid interface and fixed support
표 Table 1 The valve plate's displacement at t = 3 × 10^-4 s
그림 Fig. 5 Pressure field result at t = 3 × 10^-4 s
그림 Fig. 6 Schematic of the piezoelectrichydraulic pump with the thin-plate spring type check valve
그림 Fig. 7 The relationship between the displacement of the PZT actuator and the check valves (scaled)
표 Table 2 Specifications of the PZT actuator
그림 Fig. 8 The displacement of the PZT actuator and the check valves with the phase shift (φ)
그림 Fig. 9 Effect of gap height on amplitude displacement of the valve plate
표 Table 3 Summary of results with changing gap height d₁
그림 Fig. 10 Effect of gap height on natural frequency of the check valve
그림 Fig. 11 The influence of driving frequency on: (a) the phase shift; (b) check efficiency; (c) flow rate
그림 Fig. 12 Components of the piezoelectric hydraulic pump
그림 Fig. 13 Comparison between simulation and experimental results

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