터보차저 제어를 위한 스윙게이트 밸브 설계에 관한 연구 = A Study on Design of the Swing Gate Valve to Control Turbocharger

국문 초록 (Abstract)

스윙게이트 밸브는 디젤엔진 선박의 터보차저로 유입되는 배기가스를 제어하는 역할을 수행한다. 기존의 밸브는 디스크와 몸체 사이의 간극이 없어 불완전 연소 시 생성되는 불순물로 인해 디스크가 고착되어 원활한 개폐가 어렵고 디스크에 처짐이 발생하여 밸브 개폐 시에 몸체에 스크래치가 발생한다. 이에 본 연구에서는 디스크 고착 방지를 위하여, 밸브가 닫혀 있을 때 배기가스가 터보차저를 구동 시키지 않는 간극을 결정하였다. 밸브의 전체 두께는 설치공간의 제약으로 인해 고정되어 있으므로 결정된 간극에 따라 플랜지와 몸체의 두께를 설계하였고, 이를 통해 밸브의 경량화를 이루었다. 또한, 디스크의 형상 및 두께 설계를 통해 디스크 처짐으로 인한 스크래치를 저감시켰으며, 상기의 과정을 거쳐 설계된 스윙게이트 밸브에 대하여 진동하중에 따른 구조안전성을 검증하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.1 연구목적 3
• 2 스윙게이트 밸브의 작동원리 및 구조 4
• 3 유한요소 해석 9
• 3.1 유동해석을 통한 간극 범위 선정 9
• 3.2 열-구조 연성해석을 통한 플랜지 및 몸체 두께 설계 17
• 3.3 디스크 처짐 완화를 위한 밸브 설계 27
• 3.4 스윙게이트 밸브의 조화응답해석 36
• 4 결론 39
• 참고 문헌 40
• Abstract 43