6축 휠 동력계의 구조설계 및 평가

김만기(Man Gee Kim),주진원(Jin Won Joo) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.1

자동차 주행 중 도로면으로부터 차량 바퀴에 전달되는 동하중을 측정하기 위해 휠 동력계가 사용된다. 본 논문에서는 전단 변형과 굽힘 변형을 이용한 두 가지 타입의 6축 휠 동력계를 설계하고 비교평가하였다. 유한요소해석을 이용하여 휠 동력계 기본 구조에 대한 전단 변형 거동과 굽힘 변형 거동을 분석하였으며 이로부터 전단형 휠 동력계와 굽힘형 휠 동력계를 설계하였다. 변형률 해석을 반복 수행하여 각 하중에 대한 출력변형률이 미리 결정된 비슷한 값이 되도록 하고 상호간섭 변형률이 최소화 되도록 설계를 수정하고 브리지 회로를 구성하였다. 전단형 휠 동력계는 균일한 변형률 분포를 얻을 수 있어 제작시 안정된 특성치를 얻을 수 있는 반면에, 굽힘형 휠 동력계는 각 하중에 대한 출력 변형률값이 더 일정하여 균일한 감도의 좋은 성능을 얻을 수 있을 것으로 예측된다. Wheel dynamometers are used to measure dynamic load that is conveyed from the road to a vehicle while driving. In this paper, two types of six-component wheel dynamometers utilizing shear deformation and bending deformation were designed and evaluated. Prior to designing the shear and bending type wheel dynamometers, the shear and bending deformation behaviors of the basic structure of the wheel dynamometer itself were analyzed using finite element analysis. Strain analysis was performed repeatedly in order to obtain a similar output sensing strain for each load component. The design was modified with a bridge circuit in order to minimize coupling strain. The results indicated that the shear type dynamometer was expected to obtain stable characteristics due to uniform strain distribution while the bending type dynamometer was expected to obtain high-quality sensitivity performance due to consistent output sensitivity.

혼성동력계에서 주요 설계변수가 제동성능에 미치는 효과분석

이종훈(Jong-Hoon Lee),황재혁(Jai-Hyuk Hwang),정민지(Min-Ji Jeong),권준용(Jun-Yong Kwon) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.11

브레이크 동력계는 브레이크의 성능을 시험하는 장치로 시험구역, 기계적 관성구역, 전기모터 및 제어구역으로 구성된다. 혼성동력계는 기계적 관성 구역의 크기를 줄이고 전기모터를 이용하여 브레이크 작동에 따른 기계적 관성의 손실을 보상하는 방식으로 상대적으로 작은 기계적 관성 크기와 적은 비용으로 시험이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 공간적 제약이 있는 실험실에 적절한 혼성동력계를 설계하였고, 설계된 혼성동력계에서 마찰계수 변화 등 주요 설계변수가 혼성동력계 제동성능에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구를 통해 축소된 기계적 관성에 의한 에너지 손실을 보상하기 위한 전기 모터의 토크를 측정하면 마찰재의 불량여부를 판단 할 수 있는 결과를 얻었다. Dynamometer is a device for testing the performance of the brake and it is composed of a test zone, the mechanical inertia zone, the electric motor and the control zone. Hybrid dynamometer is a way to compensate for the loss of mechanical inertia in accordance with the brake operation by using an electric motor to reduce the size of the mechanical inertia with the advantage that can be tested in the relatively small size of the mechanical inertia and low cost. In this paper, design the proper size of hybrid dynamometer in the laboratory level with the space constraints, analysed the effect of critical parameter on the braking performance of hybrid dynamometer such as changing the friction coefficient. With this study, could get the results of guideline to judge the poor friction material by measuring the torque of the electric motor to compensate the energy loss due to a reduced mechanical inertia.

전단형 6분력 휠 동력계의 변형해석 및 평가

박선주(Sun Ju Park),박용욱(Yong Wook Park),주진원(Jin Won Joo) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集A Vol.42 No.12

본 논문에서는 6분력 전단형 휠 동력계를 설계하기 위하여 유연한 고정단의 형상과 치수에 따른 변형 해석을 수행하고, 그에 따른 특성을 평가하였다. 이를 위해 변형률을 감지할 스트레인 게이지의 조합을 연구하고 출력 변형률과 상호간섭 변형률 특성을 최적화 시킬 수 있는 휠 동력계의 내부 형상구조를 설계하였다. 휠 동력계의 외륜 부분의 슬릿 형태의 유연한 고정단을 둠으로써 출력의 크기를 개선시킬 수 있었으나 상호간섭 특성을 나쁘게 할 수 있는 변형률 분포를 가졌다. 이를 개선할 수 있는 유연한 고정단의 두가지 모델을 고안하였다. 스트레인 게이지에 ±1 mm의 위치오차가 발생하였을 경우를 가정해서 변형률을 평가한 결과, 슬릿 모델에서는 상호간섭 변형률은 출력 변형률의 약 4.61%로 크게 나타났으나, 개선된 모델에서는 상호간섭 오차가 0.21%로 크게 개선되었다. This study aims to design a shear-type six-component wheel dynamometer. To do so, the deformation analysis is performed according to the shape and the dimension of the flexible fixed end, and its characteristics are evaluated. We study the combination of strain gages to design the structure of a wheel dynamometer that can optimize the characteristics of output strain and the coupling strain. By providing a slit-shaped flexible fixed end in the outer ring of the wheel dynamometer, the magnitude of the output strain could be improved, but the strain distribution is able to deteriorate the coupling characteristics. We devise two models of flexible fixed stages that can improve this. In the initial slit model, the coupling strain is about 4.61% of the output strain, and the devised model is improved with a coupling error of 0.21%.

회전 특성이 개선된 휠 동력계의 설계 및 평가

유현창,주진원 대한기계학회 2023 大韓機械學會論文集A Vol.47 No.1

A wheel dynamometer is used to measure and analyze the dynamic load input to the wheels of a vehicle while driving. In this study, a six-beam wheel dynamometer designed to improve rotational characteristics was developed, and its characteristics were evaluated. A finite element analysis was performed to predict the output strains and the coupling strains for each force or moment component, and a Wheatstone bridge circuit was properly configured with 24 shear gages. By introducing the concept of redundantly combining unit load cells, an excellent wheel dynamometer with the characteristic that the coupling strains are all zero was designed. An actual wheel dynamometer was fabricated using a domestic automobile as a model, and characteristic tests were conducted using a uniaxial deadweight machine. The measured output strains significantly matched with the strains by finite element analysis within 5.3%. As a result of compensating for the effect of eccentricity of the load jig, a wheel dynamometer with excellent performance was developed, with a maximum coupling error of 6.2% and most of them within 2%. 자동차의 주행 중 차량바퀴에 입력되는 동하중을 측정하고 분석하기 위해서 휠 동력계가 사용된 다. 본 논문에서는 회전 특성을 개선할 수 있도록 6 beam 휠 동력계를 개발하고 특성을 평가하였다. 유한요소 해석을 수행하여 각 하중 분력에 대한 출력과 상호간섭 변형률을 예측하였고, 총 24개의 전단 게이지로 휘스톤 브리지 회로를 적절하게 구성하였다. 단위 단축 로드셀을 중복적으로 조합하는 개념을 도입함으로써 상호간섭 변형률은 모두 0인 특성을 가지는 우수한 휠 동력계가 설계되었다. 국내 자동차를 모델로 실제 휠 동력계를 제작하였으며, 단축 실하중 시험기를 이용하여 특성시험을 수행하였다. 측정된 정격출력 변형률은 유한요소 해석에 의한 변형률과 5.3% 이내로 아주 잘 일치하였다. 하중 지그의 편심 영향을 보정한 결과, 상호간섭 오차는 최대 6.2%, 대부분은 2% 이내인 우수한 성능을 가진 것으로 확인되었다.

내연기관 자동차 교육용 엔진 동력계와 차대 동력계의 제작 및 교육 계획

김기선(Kisun Kim),최재유(Jaeyu Choi),전주은(Jueun Jeon),이주원(Juwon Lee),권상준(Sangjun Kwon),박정배(Jeongbae Park),김주일(Jooil Kim),김종민(Jongmin Kim),천민우(Minwoo Cheon),이대엽(Daeyup Lee) 한국자동차공학회 2018 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2018 No.11

Although the R&D and production of automotives with internal combustion engines is expected to continue for the next several decades, the educational interest among undergraduate and graduate levels is gradually decreasing. Therefore, in this study, an engine dynamometer and a chassis dynamometer using 25cc four stroke engine were designed and made to raise interest and help teach university and graduate level courses of internal combustion engine and automotives. Education to use CAD software and coding of imbedded controllers can be carried out in designing these apparatuses. Using an engine dynamometer and a chassis dynamometer designed and made in this study, education of ECU mapping for optimization of fuel consumption can also be carried out.

대형차대 동력계를 이용한 경량 평판트레일러 연료소비량 및 배출가스 저감효과 분석

신승진,노홍승,허성호,계동민 한국교통연구원 2017 交通硏究 Vol.24 No.1

본 연구는 고강도 강판을 이용하고 구조를 개선함으로써 평판트레일러의 무게를 10% 가량 가볍게 하면 연료소비를 얼마나 저감할 수 있는지 그 효과를 검증하기 위해 수행되었다. 기존 평판트레일러와 새롭게 개발된 경량 평판트레일러 사이의 연비와 배출가스를 비교하기 위해서 본 연구에서는 WHVC 모드를 사용한 대형 차대 동력계 시험을 수행하였다. 검증결과 경량 평판트레일러는 기존 트레일러와 비교하여 평균적으로 공차 시 3.14%, 영차 시 2.18% 연비 향상 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 공차일 때 질소산화물(NOx)을 제외한 모든 배출가스의 배출량이 저감되었고, 영차일 때 모든 종류의 배출가스의 배출량이 저감되는 것을 확인할 수 있었다. This study was carried out to verify how much fuel consumption and vehicle exhaust could be reduced by improving the structure and reducing 10% of trailer weight using high-strength steel sheets. To compare fuel consumption and exhaust of existing flatbed trailers with those of the newly developed lightweight trailer, this study adopted a heavy duty chassis dynamometer and World Harmonized Vehicle Cycle (WHVC) driving mode for the test. Compared with a traditional flatbed trailer, validation results of a lightweight flatbed trailer showed an improvement in fuel economy of 3.14% when empty and 2.18% when fully loaded. In addition, when the lightweight trailer was empty the quantity of all exhaust emissions were reduced except NOx. On the other hand, when the trailer is fully loaded all gas emissions were reduced.

차량 동력계를 이용한 디젤 차량의 엔진 마찰 측정

오정택(Jeongtaek Oh),위효성(Hyoseong Wi),박진일(Jinil Park),이종화(Jonghwa Lee) 한국자동차공학회 2008 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

For more precise analysis of vehicle fuel consumption during experimental driving mode, the measurement of energy loss(pumping friction, mechanical friction, alternator friction and etc.) is performed by pre-experiment. On diesel vehicle, mechanical friction is increased according to engine speed and load increasing. Thus the measurement of mechanical friction on diesel engine usually has performed by engine rig test using a dynamometer. However, for diesel vehicle which is going to be performed driving mode experiment, engine dynamometer test spends much time and effort, because it needs a separate operation from vehicle. In this paper, for more convenient way, chassis dynamometer test is attempted for measuring of mechanical friction for diesel engine on vehicle condition and verified with results of engine dynamometer test and NEDC mode test. Via the chassis dynamometer test, less time and effort can be spent than engine dynamometer.

LCT에서 방향타 동력계를 이용한 평판 및 비틀림 방향타 특성의 실험적 연구

안종우(Jong-Woo Ahn),백부근(Bu-Geun Paik),박영하(Young-Ha Park),설한신(Han-Shin Seol) 대한조선학회 2021 大韓造船學會 論文集 Vol.58 No.6

만성 아킬레스건 파열에서 V-Y 전진술을 이용한 아킬레스건 봉합술의 임상적 결과

이현준(Hyeon Joon Lee),이준연(Jun Yeon Lee),임재환(Jae Hwan Lim),차동혁(Dong Hyuk Cha),이승현(Seung Hyun Lee),이준영(Jun Young Lee) 대한정형외과학회 2022 대한정형외과학회지 Vol.57 No.6

목적: 만성 아킬레스건 파열은 2–5 cm 사이의 건 결손이 있는 경우 V-Y 전진술을 시행한다. 이 연구에서 만성 아킬레스건 파열 이후 V-Y 전진술 후 등속도 동력계를 이용한 근력 측정 및 임상적 결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2011년 3월부터 2019년 9월까지 만성 아킬레스건 파열로 진단되어 V-Y 전진술을 시행한 환자 중 1년 이상 추시가 가능했던 20명(남자 14명, 여자 6명)을 대상으로 하였다. 임상적 결과는 수상 전, 수술 전, 후로 평가하였고 미국족부족관절학회(American Orthopaedic Foot and Ankle Society) 점수와 아킬레스건 총 파열점수(Achilles tendon Total Rupture Score), Thermann score를 이용하였다. 족부 및 족관절 능력 평가점수(Foot and Ankle Ability Measure, FAAM)에서 일상 생활 및 스포츠 복귀를 평가하였다. 발목의 근력 평가는 등속도 동력계를 통해 건측과 환측의 족저굴곡 시 우력(torque) 차이를 측정하였다. 결과: 건측 대비 환측에서 초당 30도의 족저굴곡 시 10.40%의 평균 감소율, 초당 120도의 족저굴곡 시 15.89%의 평균 감소율을 보였다. FAAM 중 일상생활 활동 보조 척도는 수상 전 94.28±5.48점에서 수술 후 98.81±1.54점으로 통계적으로 유의하게 상승하였다(p<0.001). 또한, 스포츠 활동 보조 척도는 수상 전 95.71±4.27점에서 수술 후 85.28±4.47점으로 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<0.001). 결론: 수술 후 근력 저하 및 FAAM score 중 스포츠 활동 보조 척도는 수상 전보다 감소하여 스포츠 활동에 어려움이 있을 수 있으나, 추가적인 수술을 시행하지 않고 오직 V-Y 전진술만을 시행하여 모든 환자들이 수상 전 일상생활 수준으로 복귀 가능한 좋은 예후를 가져다 줄 수 있었기 때문에 많은 술자들이 본 술식을 사용해 볼 수 있을 것으로 기대된다. Purpose: Chronic Achilles tendon rupture with a 2–5 cm gap is usually repaired using a V-Y advancement flap. This study examined the clinical outcomes after a V-Y advancement flap for a chronic Achilles tendon rupture and compared the postsurgical muscle strength of the affected limb with the unaffected side using a constant velocity dynamometer. Materials and Methods: Twenty patients (14 male, six female) who underwent a V-Y advancement flap for chronic Achilles tendon rupture between March 2011 and September 2019 were reviewed retrospectively. The following clinical outcomes were evaluated preinjury, preoperatively, and postoperatively: the Foot and Ankle Ability Measure (FAAM) daily living and sports subscales, Thermann score, American Orthopaedic Foot and Ankle Society score, and Achilles Tendon Total Rupture Score. At the last follow-up, the muscle torque at an ankle plantar flexion of 30°, 60°, and 120° was measured on both sides using a constant velocity dynamometer (HUMAC<SUP>®</SUP>) to determine the gastrocnemius-soleus complex strength. Results: The postoperative average deficiency of plantar flexion strength in the affected side was 10.40% for plantar flexion peak torque at 30°/s, and 15.89% for peak torque at 120°/s. The mean FAAM daily living subscale improved to 98.81±1.54 from 94.28±5.48 pre-injury (p<0.001). On the other hand, the mean FAAM sports subscale decreased to 85.28±4.47 from 95.71±4.27 pre-injury (p<0.001). Conclusion: Chronic Achilles tendon rupture repair by a V-Y advancement flap leads to successful return to pre-injury daily life activities without additional treatment.

휠 동력계의 유한요소 해석 및 하중시험

최윤희(Yunhui Choi),주진원(Jinwon Joo) 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.5