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大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A v.34 no.7=no.298, 2010년, pp.905 - 910   SCOPUS
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일체형 배기다기관 설계 및 성능 평가
Design and Performance Evaluation of Integrated Exhaust Manifold

오진호    (Korea Atomic Energy Research Institute   ); 류정수    (Korea Atomic Energy Research Institute   ); 김재현    (POSCO Technology Research Institute   ); 최한호    (POSCO Technology Research Institute  );
  • 초록

    일체형 배기다기관은 하이드로 포밍 대량 생산이 가능한 부품으로 국내, 국제적인 환경문제에 따른 배출 규제와 매우 밀접한 관계에 있기 때문에, 국내 완성차 업체에서 큰 관심을 가지고 있다. 일반적인 주조부품과 비교해서 관형 배기다기관은 용접공정 감소에 따른 단순화된 제작 공정 뿐만아니라, 엔진 시동시 가스 분해능이 우수한 특징을 가지고 있다. 본 연구는 부품, 공정, 금형 설계를 포함하는 배기다기관을 개발하는데 목적이 있다. 배기 시스템의 성능은 유동해석, 열전달, 열응력, 내구해석 시뮬레이션을 통해 평가하였다.


    Exhaust manifolds are the first structures to be developed by hydroforming; mass production of exhaust manifolds by this method will be possible soon. This is obviously related with tight emission regulation induced by environmental problems commonly for both domestic and worldwide and standards, thus evoking its solution for domestic automakers. Compared to conventional cast products, thin-gauge tubular hydroformed exhaust manifold have superior features; for example, in the hydroformed exhaust manifold, gas decomposition during the cold-start period of the engine is reduced by lowering the heat sink, and manufacturing process is simplified since less welding is involved. The aim of this study is to develop a hydroformed exhaust manifold; the study deals with the components, the hydroforming process, and tool design of the manifolds. The performance of the exhaust system is evaluated by performing flow analysis, heat-transfer analysis, heat-stress analysis, and fatigue analysis by using a computer.


  • 주제어

    배기다기관 .   하이드로포밍 .   유한요소법 .   유동해석 .   열응력 .   피로해석.  

  • 참고문헌 (7)

    1. Seo, T. W., 2007, "thermal fatigue life prediction ofengine exhaust manifold," KSAE, Vol. 15, pp.139-145.     
    2. Kim, B. G. and Lee, E. H., 2007, "ThermalDeformation Analysis of Exhaust Manifold for TurboDiesel Engine," KSAE, Vol. 31, No. 3, pp. 338-343.     
    3. Lee, G. D., Ha, T. K. and Jung, J. Y., 2009,"Characterization of High Temperature MechanicalProperties of Cast Stainless Steels for ExhaustManifold," KSTP, Vol. 18, No. 3, pp. 217-222.     
    4. Julie A. Bannantine, Jess J. Comer and James L.Handrock, 1990, "Fundamentals of Metal FatigueAnalysis," Prentice Hall. 
    5. Ganesh Sundara Raman S. and Radhakrishnan V. M.,2002, "On cyclic stress-strain behavior and low cyclefatigue life," Materials and Design, Vol. 23, pp.249-254. 
    6. S Ganesh Sundara Raman and Padmanabhan, K. A.,1995, "A comparison of the room-temperaturebehavior of AISI 304LN stainless steel and Nimonic90 under strain cycling," Int. J. Fatigue, Vol. 17, No. 4,pp. 271-277. 
    7. Vareda, L. V. and Spinelli D., 2001, "Fatigue,monotonic and fracture toughness properties of a Cr-Mn-N steel," International Journal of Fatigue, Vol. 23,pp. 857-863. 

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