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다물체동역학 시뮬레이션을 이용한 트랙터 변속기용 싱크로나이저의 특성 분석
한현우 ( Hyun-woo Han ),조승제 ( Seung-je Cho ),한중수 ( Jung-su Han ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
논, 밭 작업 및 축산 작업은 부하 변동이 매우 크므로 빈번한 변속이 요구되며 그로 인하여 자동변속 기능을 갖춘 트랙터의 수요가 급증하고 있다. 싱크로나이저는 유압식 클러치에 비해 낮은 단가와 크기로 동력을 전달할 수 있어 트랙터 변속기에 자주 활용된다. 자동차와 달리 큰 회전관성과 저항 부하(Drag torque)를 가진 트랙터 변속기의 특성을 고려한 싱크로나이저의 연구가 필요하나 관련된 연구는 미비한 실정이다. 본 연구의 목적은 트랙터 변속기에 사용되는 싱크로나이저의 특성을 분석하는 것으로, 구체적으로는 접촉력(Contact force), 슬리브의 변위(Sleeve travel), 축 방향 하중(Axial force) 등의 특성을 구해내는 것이다. 다물체동역학 해석 소프트웨어(Recurdyn)를 이용해 싱크로나이저와 기어를 3D 모델링 하였으며, 각 변속 단수의 등가 회전 관성을 적용하였다. 시뮬레이션 결과, 시간에 따른 특성들을 예측할 수 있었으며, 싱크로나이저의 설계 및 제어에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
트랙터 듀얼 클러치 변속기의 변속품질 향상을 위한 싱크로나이저 사전선택 연구
변서정 ( Seo-jung Byeon ),박진감 ( Jin-kam Park ),박영준 ( Young-jun Park ),이진웅 ( Jin-woong Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
트랙터를 이용한 농작업 수행 시 작업지의 불균일성과 운전자의 의지 변화에 따른 부하 변동이 자주 발생한다. 이에 따라 각각의 상황에 맞는 적합한 작업 속도로 신속하게 바꾸기 위한 변속 또한 빈번하게 이루어진다. 그러나 변속을 너무 빠르게 수행하거나 적절한 변속 단수를 선택하지 못하면 농작업 효율이 감소하고 변속감이 좋지 못하다는 문제점이 발생한다. 본 연구는 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)의 변속품질 향상을 위해 기어 변경을 담당하는 핵심 부품인 싱크로나이저의 사전선택 전략을 제시하기 위한 사전 연구를 목적으로 수행되었다, DCT의 싱크로나이저 사전선택이란, 차기 변속단 싱크로나이저 제어를 통해 변속 목표 단수의 싱크로나이저를 클러치 동작 이전에 체결하여 준비하는 것을 말하며 DCT의 변속감 향상을 위해서는 매우 중요한 과정이다. 이 연구를 수행하기 위해 기존 연구결과를 활용하여 싱크로나이저의 구조와 변속 과정을 이해하고 사전선택 과정에 영향을 미치는 요인을 분석하도록 한다. 사전선택 제어에 영향을 주는 주요 요인들에 대한 민감도 및 반응 분석을 기반으로 제어 매개변수 최적화를 수행하도록 한다. 슬리브 질량, 콘 각도와 같은 구조 매개 변수에 대한 분석은 구조적인 문제이므로 이 연구에서는 고려하지 않는다. 이후 분석한 자료를 기반으로 현재 개발 중인 100kW급 DCT 장착된 트랙터에 적용하여 정확한 사전 변속을 실현하기 위한 제어 매개변수를 최적화한다. 도출한 매개변수 결과를 이용하여 싱크로나이저 작동력을 예측할 수 있으며 사전선택 제어 전략을 제시하는 데에 활용될 수 있을 것이다.
이중 회전 관성을 고려한 트랙터 변속기 싱크로나이저의 동기화 시간 예측
한현우 ( Hyun-woo Han ),한중수 ( Jung-su Han ),김지태 ( Ji-tae Kim ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
농작업과 축산 작업에서 발생하는 잦은 변동 부하로 인하여 농업용 트랙터의 운전자는 빈번한 변속을 수행해야만 한다. 따라서 농작업의 효율 증대, 편의성, 정숙성에 대한 요구와 더불어 자동 변속 기능을 갖춘 트랙터에 대한 수요가 증가하고 있다. 농업용 트랙터의 자동변속기는 유압식 클러치와 싱크로나이저를 이용하여 다양한 변속을 수행한다. 이 중 싱크로 나이저는 마찰 토크를 발생시켜 입력축과 출력축의 회전 속도를 동일하게 하는 동기 장치로서, 주행 중 변속이 가능하게 해준다. 자동변속기에서 싱크로나이저에 작용하는 변속력은 회전 속도의 동기화 시간을 결정하며, 이 동기화 시간은 싱크로나이저를 변속기에 적용함에 있어 중요한 설계변수로서 전체 변속 시간에 큰 영향을 미친다. 기존의 동기화 시간 예측식은 주로 매우 큰 주행 관성이 작용하는 자동차 변속기를 대상으로 개발되었으며, 두 개의 회전 관성 중 하나를 무한 관성으로 가정하고 있다, 이러한 가정은 자동차 변속기에는 적합하지만, 싱크로나이저 양단에 유압식 클러치가 장착되어 두 회전 관성의 차이가 크지 않은 트랙터 파워시프트 변속기에는 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 다물체 동역학 시뮬레이션을 이용하여 두 개의 회전 관성을 모두 고려한 트랙터 파워시프트 변속기의 변속력을 예측하였다. 시뮬레이션 모델은 실제 차량의 변속력을 측정한 시험과 검증되었으며, 기존의 동기화 시간 예측식은 두 개의 회전 관성을 모두 고려할 수 있도록 수정되었다. 또한, 하나의 회전체를 무한 관성으로 가정하였을 때의 결과와 두 회전 관성을 모두 고려하였을 때의 결과를 비교하여 동기화 시간의 큰 차이가 발생하는 것을 확인하였다.
자동화 수동 변속기의 레인지 파트 싱크로나이저 체결 메커니즘에 관한 연구
이원호(Wonho Lee),장시열(Siyoul Jang) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
자동화 수동 변속기(AMT: Automated Manual Transmission)는 수동변속기의 높은 효율과 자동변속기의 편의성을 모두 챙긴 시스템이다. 본 연구에 사용된 12속 AMT는 크게 Splitter, Main, Range 3개의 영역으로 구분되며, 이 중 Splitter Part와 Range Part에 Synchronizer 가 존재한다. Synchronizer의 체결 거동 특성은 변속 품질과 관계가 있기 때문에 관련 연구를 진행하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 Range Part의 Synchronizer를 3차원 CAD 모델링 하였고, 상용 다물체 동역학 소프트웨어인 RecurDyn을 통해 Synchronizer의 체결 거동에 대한 해석을 진행하였다. 해석은 액추에이터의 작동과 Gear Cone 각도, 마찰계수 등 작동 조건을 변경시켜가며 진행하였고, 이에 따른 속도 동기화 시간, 마찰 토크, 응력 등 체결 거동의 결과를 비교 분석하였다.
조용이(Yong Ee Cho),유광석(Kwang suk You),윤중현(Jung hyun Yoon) 한국생산제조학회 2006 한국생산제조학회지 Vol.15 No.2
A driver’s feelings of transmission serve as a basis to judge not only the transmission but also the entire automobile that he or she drives. The importance of transmission feelings is increasing daily because of driver’s desire for increased torque and other improved functions. In order to accommodate such desire of drivers, new friction materials have been developed. The study in this report compared the affects of such materials and the force for transmission theoretically and empirically. By doing so, the study attempted to establish basic references for computation of capacity and other factors to be determined at the time of design of synchronizer system.