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엔진 회전속도 변화를 이용한 상태진단 기법에 관한 연구
이병열(Byungyeol Lee),하승진(Seungjin Ha),임옥택(Ocktaeck Lim) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.11
해상 운송 분야와 발전 플랜트 분야에서 사용되는 엔진은 저ㆍ중속에서 운전효율향상이 계속해서 요구되고 있다. 엔진의 운전효율향상을 위해서는 엔진상태를 나타내는 변수의 확인이 반드시 필요하다. 지금까지 가스압력, 가스온도, 진동 등이 주요변수로써 제안되고 있으나 이 변수들은 응답속도와 진단 정확성에 한계가 있다. 본 연구에서는 엔진 크랭크 축 각속도 변화를 수치화한 EFR(Engine Fitness Ratio)을 검출하고, 이를 기반으로 엔진의 상태를 진단하는 기법을 개발하였다. EFR은 주파수 영역에서 특정 주파수의 비로써 정의되며 엔진상태를 나타낸다. EFR은 크랭크 각속도의 변화 거동으로부터 계산되며, EFR을 이용한 엔진 상태진단 기법을 실제 선박 추진용 저속엔진을 이용한 실험과 발전용 중속엔진을 이용한 해석을 수행하여 엔진의 이상 발생 감지가 가능함을 검증하였다. Improvement of the thermal efficiency in operation and maintenance of low- and medium-speed engines is a kind of never-ending requirement in the maritime power plant business. For the purpose of improving engine management efficiency, a principal factor that represents the fitness of the engine should be identified. Gas pressure, gas temperature, and vibration have all been used as this factor. However, they have limitations in terms of response speed and diagnosis accuracy. The EFR (engine fitness ratio) is suggested as a new diagnostic factor in this paper. The EFR is defined as the ratio of particular frequencies in the frequency domain and represents the fitness of an engine. It is calculated from the fluctuation pattern of the crankshaft angular speed. The EFR was verified using an experimental method for a low-speed engine and an analytic method for a medium-speed engine.
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