Risk Management Services in Energy Production

Työ käsittelee energian tuotannossa esiintyviä tärkeimpiä taloudellisia ja teknisiä riskejä sekä niiden hallitsemista energian tuottajan näkökulmasta. Ensiksi käsitellään yleisesti riskienhallintaa, eri riskityyppejä ja esitetään periaatteellinen riskienhallintaprosessi. Sen jälkeen tarkastellaan energiamarkkinoiden nykytilannetta lähinnä Pohjoismaiden tasolla ja verrataan sitä aikaisempaan tilanteeseen energian tuottajan kannalta. Tämä siksi, että energiamarkkinoiden vapautuminen on muuttanut merkittävästi energian tuotantoon liittyviä taloudellisia riskejä, käytännössä lisännyt niitä. Pääpaino on energian tuotannossa esiintyvien olennaisten riskien tarkastelussa ja niiden hallitsemisessa. Ensin esitellään työn kannalta olennaiset riskit ja tekijät joista ne aiheutuvat. Jokainen riski ja sen aiheuttamat haitat liiketoiminnalle kuvataan lyhyesti. Sen jälkeen kiinnitetään huomiota asioihin, jotka ovat tyypillisiä energian tuotannolle ja aiheuttavat samalla erikoisvaatimuksia riskienhallinnalle. Sitten käydään läpi sopivat riskienhallinnan menetelmät, jotka ovat yleisesti käytössä energian tuotannossa, aiemmin esitetyille olennaisille riskeille. Esitetyistä riskienhallinta menetelmistä useimpia ei ole kohdistettu millekään yksittäiselle riskille, vaan monia niistä voidaan käyttää useammankin riskin hallintaan.

Massaräätälöinti asiakasohjautuvan tuotannon tehostamiseksi

Kiristyvä kilpailutilanne pakottaa yritykset tehostamaan toimintaansa. Tulevaisuudessa asiakkaat ovat yhä vaativampia ja he haluavat yksilöllisiä tuotteita ja palveluja. He vaativat myös laatua ja lyhyitä toimitusaikoja. Massaräätälöinti on toimintamalli, jolla tulevaisuuden haasteisiin pystytään vastaamaan. Työn tavoitteena oli kehittää yritykselle massaräätälöinnin vaatimukset täyttävä tuotannonohjausjärjestelmä. Massaräätälöinnin ja tuotannonohjausjärjestelmän muutosten seurauksena myös hankintatoimet oli muutettava uuteen toimintamalliin soveltuvaksi. Massaräätälöinnin vaikutuksia oli arvioitava koko tilaus-toimitusketjussa. Muutosten seurauksena mm. alhaisen toimitusvarmuuden ja pitkien toimitusaikojen tulee parantua. Teoriaosassa selvitettiin massaräätälöinnin vaikutuksia koko tilaus-toimitusketjuun sekä tuotannonohjaustapojen soveltuvuutta massaräätälöintiin. Lisäksi selvitettiin massaräätälöinnin soveltamisen perusvaatimuksena olevan lean-toiminnan osa-alueita. Työn tuloksena kehitettiin yrityksen toimintaan ja massaräätälöintiin soveltuva toimintamalli, joka kulminoituu uudenlaiseksi tuotannonohjausjärjestelmäksi. Lisäksi esitetyillä hankintatoimien muutoksilla kehitettiin toimittajaverkkoa ja muutettiin ostopolitiikkaa. Layoutin muuttamisella variointiperusteiseksi tuotanto-organisaatioksi mahdollistettiin joustavat ja vaihtoehtoiset tuotantoreitit sekä asetuserien yhdistelymahdollisuudet. Esitettyjen muutosten avulla pystyttiin lyhentämään valmistettavien linjastojen toimitusaikaa sekä parantamaan niiden toimitusvarmuutta. Lisäksi muutokset selkeyttivät hankintatoimia sekä vähensivät esiintyneitä varaston puutetilanteita. Näiden seurauksena yrityksen on mahdollista parantaa kilpailukykyään markkinoilla ja huomioida tuotteissaan asiakkaiden yksilölliset toiveet.

Sahatavarasta valmistetun pienpalkin tuotekehityksen esiselvitys

Työn tavoitteena oli selvittää markkinalähtöiset mahdollisuudet erään puurakentamisen tuoteperheen kehittämiseksi pienpuusta valmistettavalla palkilla. Työssä käsiteltiin Suomen puupalkkimarkkinoita. Lisäksi työn tavoitteena oli tuoteperheen muiden kehittämismahdollisuuksien tutkiminen ja siinä käytettävän brändin käyttömahdollisuuksien pohtiminen. Ensiksi työssä tutustuttiin nykyiseen tuoteperheeseen. Tämän jälkeen kartoitettiin käytössä olevien puupalkkien ominaisuuksia ja kilpailukykyä. Sekä kirjallisten että puhelinhaastattelujen perusteella työssä perehdyttiin puupalkkien markkinoihin, markkinointiympäristön erityispiirteisiin ja etsittiin uudelle puupalkille kilpailukykyisiä ominaisuuksia. Brändien käyttömahdollisuuksia kartoitettiin perustuen lähinnä julkisiin kirjallisiin lähteisiin. Työssä tehdään esitys tuoteperheen täydentämiseksi pienpalkilla. Tulevaisuudessa sekä teollinen että yksityinen puurakentaminen ovat siirtymässä erilaisten rakentamisjärjestelmien käyttöön. Rakentamisen laatuvaatimukset ovat kiristymässä. Tämä johtaa rakentamisen tuotteiden ja tuotantomenetelmien kehittämiseen. Tuoteperheiden käyttö on lisääntymässä ja niiden merkitys kaupankäyntikokonaisuuden osana kasvaa myös puutuotteiden osalla.

Tuotekehitysprosessin organisaatiolähtöinen kehittäminen

Työn tavoitteena oli kohdeyrityksen tuotekehitysprosessin tehostaminen. Tuotekehitysprosessin tulee huomioida sekä kaikki työvaiheet ideasta tuotantoon että kaikki tuotteen tehokkaaseen lanseeraukseen vaikuttavat toiminnot. Tuotekehitysprosessin pitää tukea rinnakkaissuunnittelua, jossa tuotteen ominaisuuksia, valmistettavuutta ja markkinointia kehitetään samanaikaisesti. Työssä käytetyt teoriat perustuvat alan kirjallisuudessa ja lehtiartikkeleissa esitettyihin malleihin tuotekehitysprosessista ja rinnakkaissuunnittelusta. Kuitenkin työ on tehty nimenomaan kohdeyrityksen tarpeisiin huomioimalla kehityksessä kaikkien prosessiin osallistuvien toimintojen näkemys tarvittavista tehtävistä. Työn tuloksena kehitettiin elektronisessa muodossa yrityksen sisäisessä tietoverkossa oleva kuvaus tuotekehitysprosessin rinnakkaisesta etenemisestä ja päätöksenteosta sekä siihen liitetty vaiheittainen toimintaohjeisto kaikille kehitystyöhön osallistuville organisaatiotahoille. Uusi tuoteprosessi luo edellytykset yhtenäiseen ja tehokkaaseen uusien tuotteiden markkinoille saattamiseen. Elektroninen rakenne helpottaa prosessin käytettävyyttä ja jatkuvaa kehittämistä. Prosessin tulee kehittyä jokaisen tuotekehitysprojektin yhteydessä.

Creating CRM Concept for Internet Gaming Business - Case: European Game & Entertainment Technology

Työn tavoitteena oli luoda asiakassuhteidenhallintakonsepti Internetpelijärjestelmälle sekä luoda asiakassuhteidenhallintaprosessi keskittyen viestintä- ja personointiominaisuuksiin. Lisäksi työssä määritettiin CRM järjestelmän ominaisuudet ja toiminnallisuudet. Työ toteutettiin kvalitatiivisena case tutkimuksena. Tiedot empiiristä tutkimusta varten kerättiin haastattelemalla kohderyhminä olleita asiakkaita sekä case-yrityksen avainhenkilöitä. Työssä selvitettiin ensin suhdemarkkinoinnin perusteet, konsepti sekä asiakassuhteen arvo. Yhteys peliliiketoimintaan sekä Internet peliliiketoiminnan perusteet esitettin. CRM konsepti määriteltiin teoriassa sekä CRM prosessi määritettin perustuen teoreettiseen tutkimukseen sekä empiirisiin tuloksiin. Seuraavaksi luotiin CRM konsepti case-yritykselle perustuen CRM prosessin tuottamaan informaatioon ja asiakastarpeisiin. Asiakassuhteiden hallinta voidaan jakaa kolmeen tasoon - strategiseen, analyyttiseen ja toiminnalliseen. CRM konseptin luominen on tapauskohtainen prosessi. Siihen vaikuttaa voimakkaasti toimiala, millä yritys toimii. Myös asiakastarpeiden kartoituksella on tärkeä merkitys onnistuneen konseptin luomisessa. Sekä kirjallisuuteen perustuvat, että empiiriset havainnot painottivat personoinnin ja viestinnän vaikutusta CRM konseptissa.

Kolmiulotteinen visualisointi mikromaailman konenäköjärjestelmässä

Työssä oli tarkoituksena saada toteutettua kolmiulotteiseen visualisointiin soveltuva ohjelmisto mikrokokoluokkaa olevien kappaleiden konenäköjärjestelmään. Työssä jouduttiin myös jatkokehittämään menetelmää kolmiulotteisen kuvan hankkimiseksi yhdellä kameralla mikrokokoisesta kohteesta. Kohteen kolmiulotteisella kuvalla voitaisiin suorittaa automaattista järjestelmäohjausta. Työssä tutkittiin ja selvitettiin laitteistolla saavutettavia tarkkuuksia ja nopeuksia, sen soveltamiseksi esimerkiksi mikromanipulaattorin ohjaamiseen. Lisäksi tutkittiin erilaisia kohteita joissa voitaisiin hyödyntää kolmiulotteista visualisointia. Tällaisia kohteita on kappaleiden laadunvalvonnassa tai niiden tutkimisessa ja esittämisessä. Syvyystiedon keräävällä menetelmällä oli saavutettava riittävä nopeus, jotta sillä voitaisiin tarvittaessa ohjata reaaliaikaisesti toimilaitteita. Menetelmänä käytettiin "Depth from Focusing" -menetelmää, johon VTT:llä oli jo aiemmin kehitetty automaattinen fokusointiohjelmisto. Työn puitteissa suoritettiin laitteisto- ja menetelmäkehitystä järjestelmän nopeuttamiseksi. Visualisoinnin toteuttamisen eri mahdollisuuksia kartoitettiin ja sellainen toteutettiin rakennettuun konenäköjärjestelmään.

Työn tietotukijärjestelmän kehitys hienopaperikoneelle

Tämän projektin tarkoituksena oli kehittää paperinvalmistuslinjan multimediapohjaista tietotukijärjestelmää. Kirjallisuusosassa on todettu, että nykyisessä työympäristössä tarvitaan entistä enemmän tietotaitoa työkyvyn ylläpitämiseksi. Työntekijöiden osaaminen on avainasemassa kilpailukyvyn säilyttämisessä. Esille nousee myös suurten ikäluokkien eläköityminen ja osaavan työvoiman riittäminen. Näistä syistä erilaiset koulutukset ovat tällä hetkellä erityisen tärkeitä. Verkko-opetusvälineet ovat taloudellisesti kannattavia erityisesti suurille kohderyhmille ja sopivat hyvin paperiteollisuuden käyttöön. Parhaimmillaan ne ovat myös hyvin tehokkaita opetusvälineitä. Kokeellisessa osan alussa nähtiin tärkeäksi järjestelmän käytettävyyden ja kiinnostavuuden parantaminen ja siksi siihen päätettiin tehdä kokonaan uusi käyttöliittymä ja selkeämpi rakenne. Järjestelmän sisältö rakennettiin uudelleen hyväksikäyttäen vanhaa materiaalia soveltuvin osin. Järjestelmään laadittiin perussisältösivujen lisäksi useita johdantoja, joista saa nopeasti käsityksen tietystä prosessin osasta. Järjestelmään lisättiin myös useita multimediaelementtejä, kuten uusia kuvia, animaatioita ja videoita. Järjestelmään lisättiin myös hakutoiminto, sanasto ja käyttöohje. Näillä uudistuksilla pyrittiin parantamaan järjestelmän käytettävyyttä erityisesti prosessityöntekijöiden perehdytyksen ja työnopastuksen apuvälineenä.

Lämmönvaihtimien likaantumisen ja ylimenokorroosion tutkiminen raakaöljyn tislauksessa.

Työssä tutkittiin raakaöljyn tislausyksikön esilämmityksen lämmönvaihtimien likaantumista erillisen likaantumisenseurantaohjelman avulla. Ohjelmaan syötetään prosessitiedot eri lämmönvaihtimille, joista ohjelma laskee likaantumiskertoimet sekä kokonaislämmönsiirtokertoimet puhtaalle ja likaiselle lämmönvaihtimelle. Lisäksi työssä perehdyttiin raakaöljyn suolanpoistoon ja ylimenokorroosioon. Työn kirjallisessa osassa tutustuttiin lämmönsiirtoa kuvaaviin suureisiin ja eri lämmönvaihdinratkaisuihin. Lämmönvaihtimien likaantumismekanismeja ja erilaisia rakenteellisia ratkaisuja tarkasteltiin laajasti. Kirjallisessa osassa perehdyttiin myös ylimenokorroosion ja suolanpoiston ongelmiin. Kokeellisen osan tarkoituksena oli likaantumisen seurantaohjelman virheiden korjaaminen ja likaisten lämmönvaihtimien etsiminen. Likaantumisen seurantaohjelmalla suoritettiin kuusi eri ajoa. Ohjelmaan syötettävät lähtötiedot tarkastettiin ja virheelliset korjattiin. Ajojen perusteella arvioitiin lämmönvaihtimien likaantumista, puhdistustarvetta sekä pohjaöljylämmönvaihtimien pesun vaikutusta prosessin toimintaan. Ylimenokorroosion ja suolanpoiston seurantaraportteihin ja analyyseihin perehdyttiin ja prosessin tilaa arvioitiin. Lämmönvaihtimien puhdistus vähentää lämpö- ja painehäviöitä esilämmönvaihtimilla. Esilämmityksen lämmönvaihtimien puhdistus, varsinkin pohjaöljylämmönvaihtimien, on kannattavaa jo lyhyelläkin aikavälillä. Optimaalisia prosessi toimintoja arvioitaessa pitää kuitenkin tarkastella koko esilämmitystä ja kaikkia siihen vaikuttavia muuttujia. Lämmönvaihtimien likaantumista voidaan vähentää myös tehostamalla suolanpoistajien toimintaa.

Sähköisen ja optisen signaalin käyttö samalla piirilevyllä

Työssä tutkittiin sähköisen ja optisen signaalin siirtoa samalla piirilevyllä. Optisen siirtotien komponentit ja niiden toiminta esiteltiin teoriakappaleessa. Valosignaalin vaimentumisilmiö selitettiin pääasiassa johtuvan absorption ja sironnan vaikutuksesta. Sironnan ja absorption vaikutusta valokuidussa käytettävään aallonpituusalueeseen tutkittiin ja esiteltiin valon yleisin modulaatiomenetelmä WDM. Työssä esiteltiin myös dispersion aiheuttama aikahajonta. Optisen signaalin siirrossa piirilevyllä keskityttiin valokanava- ja free-space-siirtoon. Valokanavamateriaalin vaikutusta heijastuksiin optisessa tiedonsiirrossa piirilevyllä tutkittiin. Nykyisten piirilevyjen tuotantomenetelmien käytön mahdollisuutta valokanavapiirilevyn valmistuksessa tutkittiin eri materiaaleille. Moduulien sisäisten tiedonsiirtoteiden integroinnin yleistymistä tulevaisuudessa perusteltiin. Lopuksi työssä esiteltiin kolme uutta keksintöä liittyen optiseen tiedonsiirtoon. Tarkoituksena oli esittää alan moninaisuutta ja uusien sovellusten mahdollisuuksia.

Sisäisen tarkastuksen laatu tilintarkastuksessa

Tutkielman tavoitteena oli pyrkiä selvittämään niitä kriteereitä, joiden perusteella tilintarkastajat arvioivat sisäisen tarkastuksen laatua, ennen luottamuspäätöksensä tekemistä hyväksikäyttää sisäisen tarkastuksen tekemää työtä. Tämä toteutettiin kyselytutkimuksen perusteella. Tutkimuksessa pyrittiin myös hahmottamaan sisäisen tarkastuksen laatua Suomessa. Sisäisen tarkastuksen laadun arviointiin vaikuttavien tekijöiden sekä laadun kartoittamisen tarkoitus on selventää sisäisen tarkastuksen laadun arviointiprosessia sekä auttaa laadun jatkuvaa kehittämistä. Laadunarviointiin vaikuttavia tekijöitä analysoitiin kolmen ammatti-suosituksista ilmenevän kriteerin, objektiivisuuden, pätevyyden ja työn laadun, valossa. Tilintarkastajien mukaan näiden kriteerien vaikutus laatuarvioon on käytännössä sama. Kriteerit jaettiinkin osatekijöihin, joiden merkitysten kautta kriteerien todellisia vaikutuksia analysoitiin. Tilintarkastajat näyttävät painottavan eniten käytännön toimintaan liittyviä tekijöitä, kuten rajatonta tietojensaanti- ja tarkastusoikeutta, selkeää raportointia sekä yritystuntemusta ja ammatillista kokemusta. Objektiivisuus ja pätevyys näyttäisivät näin vaikuttavan laatuarvioon enemmän kuin työn laatu. Sisäisen tarkastuksen laadun tilintarkastajat arvioivat olevan Suomessa melko hyvällä tasolla, etenkin pörssiyhtiöissä.

Teknologiayrityksen laajentuminen epävarmassa tilanteessa – reaalioptiolähtöinen kannattavuustarkastelu

Investoinnit ovat välttämättömiä, jotta yritys voi parantaa asemaansa toimintaympäristössään ja ylläpitää saavutettua kilpailuetua. Siksi investointien kannattavuuden tutkiminen on tärkeää. Reaalioptioiden avulla voidaan hyödyntää tulevaisuuden mahdollisuuksia ja vähentää uhkia, jolloin kannattavuuslaskentaan saadaan uusia näkökulmia. Reaalioptiot ovat strategisen suunnittelun työkaluja. Työssä tutkittiin reaalioptioiden mahdollisuuksia teknologiayrityksen päätöksenteon tukena. Tarkastelu tehtiin kohdeyrityksen näkökulmasta keskittyen informaation tuottamiseen ja reaalioptioiden soveltamiseen kerätyssä aineistossa. Reaalioptiot ovat tärkeitä riskienhallintavälineitä, joiden avulla tulevaisuuden muutokset voidaan ottaa muuttujiksi investointeja arvotettaessa. Reaalioptioiden soveltava käyttö on ollut vielä vähäistä niiden monimutkaisuudesta ja muuttujien hallinnan vaikeudesta johtuen. Reaalioptioita on tutkittu tieteellisessä kirjallisuudessa jo merkittävästi. Suomessa käytännön sovellukset ovat olleet vähäisiä. Reaalioptioiden strategisesta luonteesta johtuen tulokset ovat usein myös salaisia. Tässä työssä käytetään kohdeyrityksen pyynnöstä Case-osuudessa kohteista muutettuja nimiä ja arvoja.

Finnairin lentopetrolihankinnat ja niiden kehittäminen

Tutkimuksen päätavoitteena on ollut Finnair Oyj:n lentopetrolihankintojen tutkiminen ja hankintatoimen kehittäminen. Tutkimuksen pääongelmana on ollut korkea lentopetrolin hinta ja siksi tutkimus on etsinyt ratkaisuja, joiden avulla kustannuspaineita voidaan pienentää. Tutkimus on laadullinen, koska Finnairin lentopetrolihankinnat ovat muutaman henkilön vastuulla ja siten kvantitatiivisen tutkimuksen tekeminen olisi ollut vaikeaa. Empiirinen osuus on tehty henkilökohtaisina haastatteluina joko "face-to-face" -tyyppisenä tai sähköpostitse. Tutkimuksen teoreettisen osuuden sateenvarjona on ollut hankintastrategia, jonka alaisuudessa tutkimuksen muita teorioita ja malleja on käsitelty. Koska hankintastrategian osatekijöiden käyttö ja valinta vaikuttaa ratkaisevasti transaktiokustannusten esiintymiseen, on ollut järkevää katsoa syntyviä kustannuksia hankintastrategisesta näkökulmasta. Elinkaarikustannukset on otettu mukaan tutkimukseen, koska Lisa Ellramin kehittämä Total Cost of Ownership –malli implikoi voimakkaasti ostoprosessin eri vaiheisiin. Tutkimuksen tuloksena voidaan kertoa, että mitään yksiselitteistä ratkaisua korkeaa lentopetrolihintaa vastaan ei ole olemassa. Lentopetrolihankintoja voidaan kehittää, erityisesti hyödyntämällä sähköistä hankintatoimea, jossa prosesseja tehostetaan tietotekniikkaa käyttäen. Lentopetrolihankintoja voidaan tehostaa myös perinteisimmillä menetelmillä, kuten järjestelemällä uudelleen toimintoja ja fyysiseen tankkaustapahtumaan liittyviä keinoja. Hankintastrategian yhteisostot –osatekijä antaa hyvän välineen vipuvaikutuksen käyttämiseen hankinnoissa, taktisen ostamisen ohella. Toimittajasuhteiden syventämisellä ja transaktiokustannusten pienentämisellä voidaan saavuttaa kilpailuetua koko toimitusketjulle. Case –yhtiön tapauksessa tämä tarkoittaa edullisempia lentolippuja loppuasiakkaalle ja kasvavaa kysyntää Finnairille.

Kytkettyjen johdannaisten tunnistaminen, tilinpäätöskäsittely ja esiintyminen – IAS 39

Tutkielman tavoitteena oli tutkia IAS 39 -standardissa käsiteltyjen kytkettyjen johdannaisten tunnistamista, tilinpäätöskäsittelyä ja esiintymistä sekä verrata eroja IAS- ja US GAAP –standardien välillä tarkasteltaessa erotetaanko kytketty johdannainen pääsopimuksesta. Lisäksi tutkittiin kytkettyjen johdannaisten esiintymistä neljässä eri toimialan suomalaisessa pörssiyrityksessä. Tutkielmassa päädyttiin johtopäätökseen, että sopimuksen tavanomaiset taloudelliset piirteet ja riskit tulee ymmärtää, jotta pystytään tunnistamaan siihen liittyvä mahdollinen johdannainen. Merkittäviä periaatteellisia eroja IAS- ja US GAAP-standardien välillä ei ollut tarkasteltaessa erotetaanko kytketty johdannainen pääsopimuksesta. Kytketyt johdannaiset ovat vaikea osa-alue yrityksille sekä niiden käsittelymenetelmät ovat ainakin joissain määrin vielä avoimia. Käytännössä monet sopimukset sisältävät näitä johdannaisen kaltaisia ehtoja, vaikka niitä ei vielä olisikaan tunnistettu ja juuri tunnistamisen haastavuuden vuoksi kytketyt johdannaiset ovat luultua yleisempiä. Neljässä suomalaisessa pörssiyrityksessä tehtyjen haastattelujen perusteella kytkettyjä johdannaisia esiintynee erityisesti ulkomaankaupan osto- ja myyntisopimuksissa.

Kiveltä kannolle - metalliyrityksen transformaatio resurssipohjaisesta näkökulmasta

Tutkielman tavoitteena on ymmärtää transformaation kokeneen case-yrityksen selviytyminen tuotteiden, markkinoiden ja toimintaympäristön kautta resurssipohjaista näkökulmaa käyttäen. Case-yrityksen menneisyyttä, menestystekijöitä sekä toimintaympäristössä tapahtuneita muutoksia on tutkittu yrityksen siirryttyä strategisin päätöksin uusille markkinoille uusin tuottein. Tutkielmaa ohjaa kolme keskeistä näkökulmaa; resurssipohjainen näkökulma, tapaustutkimus – yhden casen analyysi ja henkilökohtainen näkökulma. Tämä tutkielma on kvalitatiivinen yhden tapauksen tutkimus, joka pohjautuu Case-yrityksen neljän vuosikymmenen yrityshistorian pitkittäistarkasteluun. Empiirisenä aineistona on käytetty aiheeseen liittyviä dokumentteja. Sekä case-yrityksessä että toimintaympäristössä tapahtuneet muutokset ovat mahdollistaneet murrosvaiheiden ja kolmen erilaisen ajanjakson löytymisen yrityksen toimintahistorian aikana. Yrityksen strategiassa on haettu kasvua uusista tuote- ja markkinasegmenteistä ja vähennetty siten riippuvuutta yhdestä toimialasta, samalla on pyritty tasaamaan kausivaihteluita tuotannossa. Merkittävimpiä vahvuuksia resurssipohjaisesta näkökulmasta ovat olleet keskittyminen ydinosaamiseen, oma tuotekehitystyö ja vahva organisaatiokulttuuri.

Cardan Gear Mechanism versus Slider-Crank Mechanism in Pumps and Engines

In machine design we always want to save space, save energy and produce as much power as possible. We can often reduce accelerations, inertial loads and energy consumption by changing construction. In this study the old cardan gear mechanism (hypocycloid mechanism) has been compared with the conventional slider-crank mechanism in air pumps and four-stroke engines. Comprehensive Newtonian dynamics has been derived for the both mechanisms. First the slidercrank and the cardan gear machines have been studied as lossless systems. Then the friction losses have been added to the calculations. The calculation results show that the cardan gear machines can be more efficient than the slider-crank machines. The smooth running, low mass inertia, high pressures and small frictional power losses make the cardan gear machines clearly better than the slider-crank machines. The dynamic tooth loads of the original cardan gear construction do not rise very high when the tooth clearances are kept tight. On the other hand the half-size crank length causes high bearing forces in the cardan gear machines. The friction losses of the cardan gear machines are generally quite small. The mechanical efficiencies are much higher in the cardan gear machines than in the slider-crank machines in normal use. Crankshaft torques and power needs are smaller in the cardan gear air pumps than in the equal slider-crank air pumps. The mean crankshaft torque and the mean output power are higher in the cardan gear four-stroke engines than in the slider-crank four-stroke engines in normal use. The cardan gear mechanism is at its best, when we want to build a pump or an engine with a long connecting rod (≈ 5⋅crank length) and a thin piston (≈ 1.5⋅crank length) rotating at high angular velocity and intermittently high angular acceleration. The cardan gear machines can be designed also as slide constructions without gears. Suitable applications of the cardan gear machines are three-cylinder half-radial engines for motorcycles, sixcylinder radial engines for airplanes and six-cylinder double half-radial engines for sport cars. The applied equations of Newtonian dynamics, comparative calculations, calculation results (tables, curves and surface plots) and recommendations presented in this study hold novelty value and are unpublished before. They have been made and written by the author first time in this study.