서어보 벨브를 이용한 유압누출기의 모노레버 조작에 관한 연구

양세문 조선대학교 1987 국내석사

서어보벨브를 利用한 油壓掘조機의 모노레버 操作에 關한 硏究

양세문 朝鮮大學校 1988 국내석사

Common rail 噴射裝置가 適用된 DME DI 機關의 性能 및 排氣特性에 關한 硏究

양세문 全南大學校 2004 국내박사

에너지의 다원화와 환경공해의 억제, 그리고 지구온난화가스의 저감은 인류가 21세기에 해결해야 할 가장 큰 과제의 하나이다. DME(dimethyl ether, CH_(3)OCH_(3))는 하나의 산소분자와 두 개의 메탄기가 결합된 에테르 화합물로서, 덴마크의 할더톱소, 미국의 Air Products & Chemicals, 일본의 NKK 등에서 잇달아 새로운 직접합성기술이 개발됨에 따라 머지않은 장래에 기존의 석유계 연료에 대해서 가격경쟁력을 가질 수 있을 것으로 전망되는 청정 대체연료이다. DME가 장래의 연료로서 유망한 이유는, 천연가스나 석탄으로부터는 물론 바이오매스나 폐플라스틱 등으로 부터도 제조가 가능하며, 용도 또한, 발전, 민생, 자동차 등 광범위하여, 가히 다목적 연료라고 칭할 수 있기 때문이다. 특히, 디젤자동차에 사용되면, 디젤엔진의 가장 큰 장점인 고효율이 그대로 유지되면서, 가장 큰 문제인 입자상물질이 해결 될 수 있으며, 배기재순환기술(EGR)이 추가되면 NO_(x)도 대폭 저감될 수 있다. 상온에서 약 6기압이면 LPG와 유사하게 액화되므로, 기존의 LPG 공급체계를 그대로 활용할 수 있다는 것이 또 다른 장점이다. 각국에서 이미 소규모 가스전을 활용한 DME의 상용화를 추진하고 있어서, 2006년 경에는 양산 가능할 것으로 전망되는데 초기에는 대량소비가 가능한 발전용으로 사용이 유망시되나, 늦어도 2010년 이전에 자동차용 디젤의 대체연료로 사용될 전망이다. 따라서 이 연구에서 기존 및 새로운 DME 연료공급장치의 특성, DME 엔진의 성능, DME 엔진의 배출가스 특성을 연구하는 것은 향후 DME의 본격적 활용 대비에 기여하는데 의의가 있다. DME는 자착화온도(235℃)와 세탄가(>55)가 디젤 연료와 비슷하여 압축착화 기관에 상용이 가능한 디젤의 대체연료이며, 비등점(-25℃)이 낮아 표준 대기압(1 atm, 25℃) 상태에서 기체 함산소 연료이다. 이 연구는 압축착화기관에 DME를 사용할 경우에 예상되는 연료공급계통의 분사특성, 엔진성능, 배기특성을 실험하여 향후 DME가 디젤의 대체 연료로 사용될 때 예상되는 기술적 과제에 대한 대책을 조사하는 기초적 연구이다. DME를 기관에 적용하려 할 때 해결해야 할 첫 번째 과제는 연료공급과정에서 베이퍼록을 억제할 수 있는 안정된 연료 공급시스템의 개발이라 할 수 있다. 이 연구에서는 베이퍼록 억제장치를 개발하고 연료가 정압로 공급되는 커먼레일 분사장치를 이용하여 DME기관의 성능과 배기 특성을 조사하고 연료 공급 시스템과 기관 성능의 최적화를 도모하였다. 베이퍼록 방지와 분사를 위한 DME의 가압은 기체 상태의 DME를 자체적으로 설계개발한 압축공기 구동식 플런저 펌프로 압력용기에 5MPa로 액화 저장한 다음에 승압펌프를 이용하여 30MPa~100MPa로 커먼레일시스템에 공급되도록 하였다. 이 방법으로 압축성 유체의 공급 과정에서 발생될 수 있는 베이퍼록이 억제될 수 있었으며 안정적으로 커먼레일시스템에 공급된 DME로 분사특성실험과 엔진성능실험을 할 수 있었다. 분사특성실험은 대형 디젤기관에 사용되는 커먼레일시스템의 TWV(Two way valve) 신호와 라인압력 변동, 니들리프트의 작동을 관찰하면서 분사율과 분사량을 측정하였다. 이 측정실험에는 디젤 분사율 측정에 이용되는 Bosch의 장관법(長管法) 분사율 측정원리와 Zeuch가 제안한 정용적법(定容積法) 측정 원리가 조합 적용되었다. 파일럿 분사가 없는 경우와 있는 경우의 디젤과 DME의 분사에 대하여 누적 분사 방식으로 측정된 분사량과 분사율을 적분하여 계산된 분사량을 비교한 결과 분사율로부터 계산된 분사량이 누적법으로 측정된 분사량의 75%~80% 수준이었는데 그 차이는 분사율 측정에서 분사기간을 정확히 설정하기 어려운 문제점으로 판단되었다. 커먼레일 연료 분사시스템이 적용된 직접분사 기관을 이용한 DME기관의 성능과 배기특성 실험에서 제동열효율은 분사압력이 증가함에 따라 완만하게 상승하여 50 MPa에서 최고에 도달한후 감소하였다. 실험기관에서 제동열효율과 질소 산화물 지감 측면에서 최적화된 분사시기는 BTDC 14˚ 이고, 최적 분사압력은 약 50 MPa이었다. 질소산화물 저감에 적정한 파일럿분사는 전체 분사기간의 10%~20% 정도이며, 분사노즐의 니이들리프트(Needle lift)는 약 0.21mm가 가장 양호함을 알 수 있었다. 분사압력이 증가하면 질소산화물(NO_(x))도 증가하고, 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)는 감소하였다. 파일럿 분사기간을 전체 분사기간의 10%~30%을 설정하면 제동열효율은 10% 정도 감소하고 질소산화물은 10%~30%까지 저감된다. DME 기관에서 탄화수소와 매연 등의 입자상물질은 무시할 만 하지만 질소산화물은 디젤기관의 배출 수준과 동일하거나 많을 수 있었는데, 특히 파일럿 분사에 따른 분사기간 지연과 분사시기 지각은 제동 열효율과 질소산화물발생에 중요한 인자임이 실험을 통하여 확인되었다. Diversification of energy sources, and reduction of air pollutants and green house gases are one of the most important tasks that mankind has to resolve in the twenty-first century. DME(dimethyl ether, CH_(3)OCH_(3)) is one of ether compounds which consists of an oxygen molecule and two methyl radicals. It is a clean burning alternative fuel which is considered to get competitive with existing petroleum fuels in the near future as direct production technologies are developed by companies such as Haldor Topsoe institute of Denmark, Air Product & Chemicals of USA, and NKK of Japan. DME, called a multi-source and multi-purpose fuel, is promising fuel of the future because it can be formed from either natural gas, coal, biomass or even used plastics, and it is very useful for power generation, various civil use, and for automobiles. Especially when used in diesel vehicles, high efficiency the best feature of diesel engines remains while PM the worst feature disappears, and NOx can be grossly redluced if exhaust gas recirculation technique is accompanied. DME gets easily liquefied at 6 bar of pressure in normal temperature, so the infrastructure for LPG is readily available for distribution. Since commercialization of DME production is attempted in many countries using small scale gas wells, it is expected to be mass produced around year 2006, and used in large quantity for power generation in the beginning and then on vehicles as an alternative fuel for diesel before 2010. Therefore, the present investigation and sludy of DME delivery systems, fuel injection property, analysis of engine performance, exhaust emission characteristics will be conducive to full-scale utilization of DME in the future. Due to its self ignition temperature(235℃) and cetane number(>55) being similar with those of diesel, DME can be used as an alternative fuel for diesel fuel on compression ignition engines. Since DME has a low boiling temperature(-25℃) to be gaseous at the ambient pressure, however, the first problem to be resolved for use of DME in engines is to develop a reliable fuel system to deliver DME to engine without any possibility of vapor lock. A system free of vapor lock is devised in this study and combined to a common rail injection system to deliver DME to an engine in order to examine the performance and exhaust emission characteristics for the purpose of optimizing the fuel system and the engine performance. Gaseous DME in the tank is first compressed and liquefied for storage at 5 MPa in a pressure vessel before further compressed to 30~50 MPa for delivery to the common rail. The system proved to serve satisfactorily without any vapor lock for injection characteristics tests on test bench as well as for engine performance tests. Injection rate and injection quantity of diesel and DME were measured in the injection tests on test bench using a common rail system for a heavy duty diesel engine, while TWV(two-way valve) signal, pressure variation in the injection tube, operation of the needle lift were being observed. The Bosch injection quantity meter and the constant volume type of injection rate meter by Zeuch had to be combined far these measurements. Injection quantities directly measured by weighing injected fuel for many cycles were compared with those calculated by integrating the recorded injection rate curves for the diesel and DME injections with or without pilot injection. The calculated injection quantities were 75~80 percent of the directly measured values, probably due to the inherent inaccuracies in determining the duration of injection rate pulse. In the performance and exhaust emission tests of the engine equipped with the common rail injection system brake thermal efficency increased first with increasing injection pressure before decreasing with a maximum at around 50 MPa. The optimal injection timing was experimentally determined to be 50 MPa in the test engine for the best brake thermal efficiency and least NOx emission. NOx emission increases while CO and HC decrease as injection pressure goes up. Pilot injection corresponding to 10~30% of the total injection duration lowers the brake thermale effciency by 10%, while reduces NOx by 10~30%. Nozzle lift of 21 mm turned out to be the best. Emissions of HC and particulate matters were negligible on the DME engine, but NOx were comparable to the diesel engines. Extension of the injection duration and delayed injection timing resulted by the pilot injection were confirmed to be important factors to the thermal efficiency and NOx emission.

교수학적 내용 지식 기반 성찰적 글쓰기 교육 연구

양세문 한양대학교 대학원 2019 국내석사

성찰적 글쓰기는 작문 전략의 학습을 강조하는 작문 교육의 경향 속에서 교육 현장과 학계의 관심 밖으로 밀려나있었다. 이러한 환경은 성찰적 글쓰기 교육을 내용 없는 형식과 의의만 남은 수업으로 만들었다. 이에 본 연구는 문제의 대안을 교수학적 내용 지식에서 찾았다. 본 연구는 성찰적 글쓰기 교육에 대한 교수학적 내용 지식의 적용 방안 탐색하고, 교수학적 내용 지식을 성찰적 글쓰기 교육에 적용 양상 확인을 목적으로 한다. 교수학적 내용 지식(Pedagogical Content Knowledge; PCK)은 미국의 교육학자 Shulman이 처음 제안한 개념이다. 교수학적 내용 지식은 교사만이 가지는 전문 지식으로, 교사가 가지고 있는 교과 내용 지식, 일반 교수 지식, 학습자 지식, 교육 맥락 지식 등의 교사 지식을 수업으로 변환시키는 지식을 말한다. 본 연구는 Shulman이 처음 교수학적 내용 지식의 개념을 제시한 이래 제시된 여러 교육학자들의 후속 연구를 통해 제시된 교수학적 내용 지식의 구성 요소와 제반 요소들을 통해 교수학적 내용 지식의 특수성을 살폈다. 교사의 인지에서 교수학적 내용 지식이 작용하는 과정은 Shulman의 ‘교수학적 추론’과 Chevallard의 ‘교수 변환’을 통해 파악하였다. 교수학적 추론의 과정은 ‘이해’, ‘변환’, ‘교수’, ‘평가’, ‘반성’, ‘새로운 이해’의 여섯 단계의 순환적 과정을 통해 이루어진다. 국어교육에서의 성찰의 개념은 주체인 ‘나’와 다른 대상과의 관계 속에서 이루어지는 의미의 상호 교섭 행위이다. 성찰의 다른 대상은 외부의 대상뿐만이 아닌 내부의 자신도 포함이 된다. 국어과 교육과정은 성찰적 글쓰기를 ‘친교·정서 표현’의 하위 유형으로 구성한다. ‘친교·정서 표현’은 자기 표현적 글쓰기(expressive writing)에 기반한 분류로, ‘자기 표현’의 의미를 고려할 때 성찰적 글쓰기가 국어과의 표현적 글쓰기의 중심 유형임을 확인할 수 있다. 교수학적 내용 지식은 명시적인 지식을 다루는 수학, 과학 등의 타 교과에서는 활발히 연구되는 영역이지만 국어과는 명시적인 지식보다는 활동 중심의 교과라는 이유에서 그렇지 못했다. 적지만 국어과에서 다루어진 국어과 교수학적 내용 지식 연구들을 통해 국어과와 작문 영역의 교수학적 내용 지식을 확인하였다. 내용 표상(Content Representation; CoRe)은 교사의 교수학적 내용 지식을 쉽게 표상하기 위해 개발된 교수학적 내용 지식 표현 도구이다. 기존 과학과 수업 설계에 이용되던 내용 표상에 교사의 수업에 대한 지향의 내용이 더하여 국어과 수업을 설계할 수 있도록 개량된 국어과 내용 표상을 통해 교수학적 내용 지식에 기반한 국어과 수업 설계가 가능하다. 본 연구는 성찰적 글쓰기 교육에 교수학적 내용 지식을 기반으로 한 내용 표상 수업 설계를 적용하여, 수업 설계의 양상을 확인하고 수업 설계의 과정에서 교사의 교수학적 내용 지식을 포착하기 위하여 질적 연구를 수행하였다. 본 연구는 연구 참여자인 교사들을 수업 설계에 사용하는 교수 설계 방법을 내용 표상 설계와 일반 교수 설계로 나누어 성찰적 글쓰기 수업 지도안을 시범적으로 구성하도록 하였다. 지도안 구성 후에는 심층 면담을 실시하여 수업 구성에서의 교사의 인지와 교수학적 내용 지식을 확인하였다. 일반 교수 설계를 이용한 교사들의 수업은 교과서에 높은 비중으로 의존하는 성찰적 글쓰기 수업 구성을 보였다. 내용 표상 설계를 통해 수업을 설계한 교사들의 수업은 학생 주도의 글쓰기 활동을 중심으로 수업이 구성되는 모습을 보였다. 두 수업이 다른 양상을 보인 것은 정의적 요인이 중시되는 성찰적 글쓰기 교육의 특성에 의한 영향과 수업에 대한 교사의 지향점을 명시적으로 설정하였는가의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

서어보 벨브를 利用한 油壓掘鑿機의 모노레버 操作에 關한 硏究

양세문 朝鮮大學校 大學院 1988 국내석사

Although a hydraulic excavator equipped with two arms and a bucket possesses great flexibility, it is not so easy to control manually with two levers. In this paper, a new mono-lever system by which an operator can easily command the velocity vector of the top of the second arm and the angular velocity of the bucket, is proposed in the following manner : Firstly, the principle of the new mono-lever system is introduced. Secondly, a controller implemented by a 16 bits microcomputer and designed by the method of model matching is presented. Finally, the successful experimental results are shown, and the problems which remain in order to realize a practical system are also referred to. This new system would allow the operator to easily control the velocity vector of the portion of the second arm as well as the angular velocity of bucket with a single stick. In order to achieve this design the following control schemes have been developed : (1) Compensation for the nonlinearity which is caused by the stroke end or the bucket cylinder and the link motion of each arm cylinder. (2) Compensation for the steady state error with a feed forward path. (3) Utilization of feedback from the velocity error vector which is generated by the position error between the ideal and real trajectories.

서어브벨브를 이용한 유압굴착기의 모로레버 조작에 관한 연구

양 세문 조선대학교 1988 국내석사