단위 주행구간 분석을 통한 차량 부품의 실도로 작동 특성에 관한 연구

이시원(Siwon Lee),이범호(Beomho Lee),정재우(Jaewoo Chung),최승현(Seunghyun Choi),김덕진(Deokjin Kim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

최근 실효적인 대기환경 개선을 위한 차량 배출가스 성능의 실도로 기반 규제 등이 도입되고 있으며, 실도로 상의 배출성능은 차량/엔진 기술 뿐만 아니라, 다양한 주변요소에 영향을 받는다. 이에 따라 차량/엔진 기술의 발전은 RDE 등의 시도로 기반 인증 규제의 강화에 맞춰 실도로에서 요소 부품의 작동 및 성능 특성 분석에 대한 DB를 구축하고, 이에 대한 분석을 통한 개발과 검증이 필수적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는 실도로 특성 반영 부품 작동특성 평가를 수행하기 위해 VGT 디젤 엔진 차량에 대해 모니터링 시스템을 구축하여 실도로 운행 DB를 취득하였고, 취득된 데이터는 주행 및 작동 특성에 관한 130종 이상의 데이터를 1~100Hz의 속도로 취득하였다. 차량의 실도로에서 주행 특성을 분석하기 위해 일반적으로 차량의 속도를 기준으로 하여 전체 주행구간(whole-trip)과 숏트립(short-trip)으로 주행 구간을 분석하는 방법이 적용된다. 전체 주행구간 분석은 차량의 주행 시작과 종료를 기준으로 하는 방법이며, 차량 주행 시 정차를 기준으로 하는 숏트립 분석방법이 활용되고 있다. 하지만, 두가지 분석방법은 차량의 주행속도를 기준으로 분석하고 있어, 주행 조건에 따라서는 장시간의 구간이 도출되어 부품의 작동 특성 분석에 활용하기에는 한계를 갖고 있다. 차량의 동력발생 및 전달과 관련된 부품은 동력원에서 동력이 발생되어 주행이 수행되는 것을 기본 단위로 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 차량 가속도의 변화율인 가가속도(jerk)의 변화를 활용하여 차량의 ‘가속-정속-감속’을 기준으로 하는 주행의 최소 단위인 주행 구간(element-trip)을 정의하여 분석에 활용하였다. 단위 주행구간 분석방법은 차량에서 동력이 발생되고 전달되어 차량의 기동이 수행되는 단위 주행 구간을 의미하며, 각 단위 주행 구간의 주행 시간 및 주행 거리의 분산이 적고 많은 단위 주행 구간의 도출이 가능하여 동력 시스템 및 배출가스 후처리장치 등의 작동 특성 분석에 장점을 갖고 있다.

롤러식 양파 파종기의 작동 특성 분석

황석준,강효석,오아용,남주석 경상대학교 농업생명과학연구원 2017 농업생명과학연구 Vol.51 No.6

We analyzed the operational characteristics of a roller-type onion seeding machine used inKorea. The components and working mechanism of the seeding machine were analyzed. Also,translational speed of pot tray and rotational speed of rollers were investigated through theanalysis and measurement of the power path. The quantity of soil compression by rollers wasanalyzed using commercial dynamic analysis program. In this study, the translational speed ofpot tray was 7.49×10-2 m/s and the rotation speed of four rollers were 22.13 rpm. The centerdepth of bed soil compaction for each roller was 9.8 mm approximately. The main performanceparameters of roller-type seeding machine were the end shape of rollers, the speed of pot trayand a roller, friction coefficient and the hole size/shape of seeding device. The optimization ofthese parameters by simulation and experiment is necessary as a future research. 본 연구에서는 국내에서 주로 사용되는 롤러식 양파 파종기의 작동 특성을 분석하였다. 롤러식 양파파종기의 주요 구성요소 및 전체 작동 메커니즘을 분석하였다. 또한, 동력전달경로를 분석하여 주요성능인자인 포트의 이동속도와 롤러의 회전속도를 파악하였으며 계측을 통하여 검증하였다. 롤러식 양파 파종기의 주요부에 대한 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하였으며 이를 바탕으로 롤러에 의한 상토의 압축정도를 파악하였다. 본 연구를 통해 파악한 포트트레이의 이동속도는 7.49×10-2m/s이며 4개의 롤러의 회전속도는 모두 22.13rpm인 것으로 나타났다. 롤러 돌기에 의한 상토 압축 정도는 약9.8×10-3m인 것으로 나타났다. 롤러식 양파 파종기의 주요 성능 파라미터는 롤러 돌기 형상, 포트트레이 및 롤러 속도, 배종드럼의 표면마찰계수 및 구멍크기/형상인 것으로 판단되며 향후 연구로써 시뮬레이션 및 시험을 통한 파라미터의 최적화가 필요하다.

상용 국산 반자동 채소 정식기의 작동 특성 분석

박정현,황석준,남주석 경상대학교 농업생명과학연구원 2018 농업생명과학연구 Vol.52 No.6

본 연구에서는 국내에서 주로 사용되는 채소 정식기를 대상으로 전체적인 작동 특성을 분석하였다. 식부장치 거동에 영향을 주는 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 식부장치의 링크 구조를기구적으로 분석하고 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 식부호퍼 극하단점의 궤적을 분석하였다. 또한 엔진회전속도 및 식부변속단수 변화에 따른 주간거리를 도출하고 필드시험을 통해검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 10개의 링크와 13개의 회전 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며 각 부분들은 4절 링크식으로 구성되어 있었다. 링크장치의 거동에 의해 식부호퍼는 일정한 자세를유지하면서 연직 방향으로 묘를 심어준다. 동력은 엔진을 통해 주행부 및 식부로 전달되었으며 식부장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 428.97mm, 261.20mm로 나타났다 In this study, the operational characteristics of a domestic vegetable transplanter were investigated. The main functional components and power path of the tranplanter were analyzed. Thelink structure of transplanting device waskinematically analyzed, and 3D modeling and dynamicsimulation were performed. Based on this analysis, the trajectory of the bottom end of thetransplanting hopper was analyzed. Also, the plant spacing according to the engine speed andthe shifting stage of transplanting transmission was analyzed and verified by field test. As mainresults of this study, the transplanting device is one degree of freedom(DOF) 4-bar link typemechanism which comprises 10 links and 13 rotating joints. The transplanting hopper plantsseedlings in a vertical direction while maintaining a constant posture by the links of transplantingdevice. The power is transmitted to both the driving part and transplanting part from theengine, and the maximum and minimum plant spacing of the transplanting device were 428.97mm and 261.20 mm.

소결금속 윅과 메탄올을 사용하며 바이패스라인이 부착된 루프히트파이프의 작동 특성

부준홍(Joon Hong Boo),정의국(Eui Guk Jung) 대한기계학회 2007 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2007 No.5

Operating characteristics of a loop heat pipe (LHP) having a bypass line was investigated experimentally. The LHP had a sintered metal wick as a capillary structure and methanol as a working fluid. The sintered metal wick was made of stainless steel of which the average pore size was 5㎛ and porosity of 47%. A bypass line of a small diameter was attached between the vapor escape passage and the liquid reservoir. The dimension of the flat evaporator was 50(L)×40(W)×30(H) ㎜ and that of the condenser was 50(L)×40(W)×11(H) ㎜. Wall and pipe material of the LHP was stainless steel and heating area was 35(W) ㎜×35(L) ㎜. The inner diameters of vapor and liquid transport lines were 4.0 ㎜ and 2.0 ㎜, and the lengths of the two lines were both 0.5 m. The LHP was tested for three different tilt angles of horizontal, favorite tilt, and adverse tilt. The thermal load range was up to 290 W at the condenser above evaporation position. Furthermore, the effect of a bypass line on the start-up transient as well as steady-state operation was presented and discussed.

상온 작동 환경하에서의 고분자 전해질막 연료전지의 성능에 대한 실험적 연구

차도원(Dowon Cha),김보성(Bosung Kim),김용찬(Yongchan Kim) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.8

본 연구에서는 휴대용 기기에 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)를 적용하기 위하여 상온에서 작동 시의 성능특성을 정상상태와 동적상태에서 관찰하였다. 상대습도 및 공기 화학양론비에 따른 PEMFC성능 변화를 실험적으로 분석하였다. 또한, EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 이용하여 내부 오믹 저항의 변화를 고찰하였다. 35℃ 조건에서 물질 전달률이 감소하여 45℃ 조건에 비해 전압 변동이 10배 정도 크게 관찰되었으며 안정적인 작동을 위해 공기의 화학양론비를 2.5 보다 크게 유지하여야 한다. 또한 낮은 상대습도는 오믹 저항을 크게 증가시키며, 이를 감소시키기 위해 상대습도 60% 이상으로 작동하여야 한다. In this study, the performance characteristics of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) were investigated at low operating temperatures under steady-state and dynamic conditions. The performance of the PEMFC was analyzed according to the external humidifying rate and air stoichiometry. The ohmic resistance was also investigated using EIS tests. At the operating temperature of 35 ℃, voltage fluctuation occurred to a greater degree compared to that at 45 ℃. Therefore, it was found that the air stoichiometry should be higher than 2.5 for the stable operation of the fuel cell. In addition, the relative humidity of the reactant gases should be higher than 60 to reduce the ohmic resistance.

단일 평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프의 운전특성

박광민(Kwang Min Park),마성필(Sung Pil Ma),이진호(Jinho Lee) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11

본 연구에서는 단일 평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프의 운전특성에 대하여 실험적으로 조사하였다. 이를 위해 평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프를 직접 제작하였다. 운전특성을 알아보기 위해 열 유입량 범위는 30W에서부터 70W 까지 10W 씩 변화시켰다. 30W에서는 작동유체가 순환하지만 정상상태의 물리적 현상에 도달하지 못하였으며, 40W~70W 까진 정상상태구간을 확인할 수 있었다. 열 유입량이 증가함에 따라 stage1, stage2 구간의 시간이 단축되는 것을 알 수 있었으며 열 유입량이 증가할 수록 열저항이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. This study deals with the operating characteristics of a loop heat pipe with single flat evaporator for heat load from 30W to 70W. The size of evaporator was 56.4×66.4×10㎜(W×H×D), double-pipe type condenser adopted was 1/4inch×600m(D×L). For heat load of 30W, though the system started with working fluid circulation, it did not reach at steady-state. For heat load from 40W to 70W, steady-state operation was obtained. Time period of stage 1, stage 2 and thermal resistance were reduced with increasing heat loads. For heat load exceeding 70W, the experiment was stopped due to pressure limit.

동축류 이차유동 분사를 이용한 초음속 과팽창 제트유동의 유체역학적 추력방향제어 작동특성 연구

허준영(Jun-Young Heo),전동현(Dong-Hyun Jeon),이열(Yeol Lee),성홍계(Hong-Gye Sung) 한국항공우주학회 2011 韓國航空宇宙學會誌 Vol.39 No.5

본 연구는 주유동의 흐름과 동일한 방향으로 2차 유동을 분사하여 주유동의 방향을 제어하는, 동축류 유체역학적 추력방향제어기법에 관한 연구이다. 이는 유체역학 특징인 코안다 효과를 이용하는 기술이다. 주유동의 전압력은 설계노즐의 과팽창 조건인 300~790㎪ 이며 이차유동의 제어유동압력(120~200 ㎪)에 따른 제트편향각, 세부유동특성, 제어노즐 후방에서의 충격파에 따른 추력편향특성에 대하여 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 이를 바탕으로 초음속 제트유동의 방향을 변화시킬 수 있는 제어유동의 작동한계(0.15 < PR < 0.4)를 도출하였다. The purpose of this research is to investigate the operation characteristics of fluidic thrust vector control using injection of the control flow parallel to the main jet direction; Co-flow injection. The technique bases on the Coanda effect of flow. Both numerical and experimental studies were conducted to investigate operation parameters; flow structure, the jet deflection angle, and shock effects near the nozzle exit. While the total pressure of mam jet is the range of 300 to 790 ㎪, the total pressure of control flow varies from 120 to 200 ㎪. The jet deflection angle and thrust coefficient have linear relation with the pressure ratio(PR) of main jet to control flow in 0.15 < PR < 0.4 but show their limit above PR = 0.4.

평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프의 열 유입량에 따른 초기구동 특성

박광민(Kwang Min Park),마성필(Sung Pil Ma),이진호(Jinho Lee) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.5

본 연구에서는 평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프의 열 유입량에 따른 초기 작동특성에 대하여 연구하였다. 이를 위해 평판형 증발면을 가지는 루프 히트 파이프를 직접 제작하였으며 증발기 크기는 56.4×66.4×10㎜(W×L×H), 2 중관 구조의 응축기 외경 및 길이는 1/4inch×600m(D×L)이다. 초기 열 유입량은 작동유체가 순환하기 시작하는 30W에서부터 70W까지 변화시켰다. 초기 30W에서는 작동 유체가 순환하지만 정상적인 순환이 이루어지지 않았으며, 40W~60W까진 열 유입량이 증가함에 따라 정상적인 작동유체 순환시간이 짧아지는 것을 알 수 있었다. 70W 입력 시 허용 압력한계를 벗어나서 실험을 중단하였다. This study deals with the start-up characteristics of a loop heat pipe with flat evaporator for varying heat load from 30W to 70W. The size of evaporator was 56.4×66.4×10㎜(W×H×D), double-pipe type condense was 1/4inch×600m(D×L). For 30W heat load, the system started with working fluid circulated, but it was not normal circulation. For heat load from 40W to 60W, the start-up was normal and the start-up process time was reduced with increasing heat loads. For 70W heat load, the experiment was stopped due to pressure limits.

자동 개폐 시스템 내구 열화 고려한 소음 진동 최적화 구조 연구

변민형(Minhyung Byun),조정현(Junghyun Jo),박병성(Byungsung Park),임용혁(Younghyuk Im),이종원(Jongwon Lee),이윤종(Yoonjong Lee),홍석현(Sukhyun Hong) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2020 No.11

As consumers’ automatic open and close systems needs for vehicles grow, automation systems have recently been applied to many parts. Regardless of the dynamic characteristics of vehicles, it is often necessary to design such automation systems in places that are good for lay-out of vehicles when a single product is made by a business partner. However, development in this way may result in durability, operating sound problems as NVH elements are designed without consideration. Also, this is a huge loss due to the continued Carry Over through copy of the company’s products, not just one product. In this paper, the customer’s needs are qualitatively/quantitatively understood and specific. To set and achieve the goal, the purpose of applying the automatic switching system to the most advantageous position is to limit the systems that affect the operating sound and durability deterioration of the system, rather than to improve the durability, not to improve the operating sound, and the dynamic characteristics (ATF, Point Mobility) of the system. In addition to improving noise and durability degradation, the company also intends to reduce costs/weights at the same time to provide customers with superior merchantability compared to existing types.

능동형 스태빌라이저의 모터 작동점 해석에 관한 연구

이동원(Dong-Won Lee),김정민(Jeong-Min Kim),정승환(Seung-Hwan Chung),권성진(Seong-Jin Kwon),이봉현(Bong-Hyun Lee) 한국자동차공학회 2015 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2015 No.5