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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이원호 (국민대학교, 국민대학교 자동차공학전문대학원)

지도교수
장시열
발행연도
2021
저작권
국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수10

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2021

자동화 수동 변속기의 레인지 파트 싱크로나이저 체결 메커니즘에 관한 연구
이원호 ,  장시열 한국자동차공학회 춘계학술대회 2021.06 학술대회자료
대형 상용차용 자동화 수동 변속기의 속도 동기화 장치 체결 메커니즘에 관한 연구
이원호 2021.01 학위논문

2020

자동화 수동 변속기 브레이크 클러치 팩의 체결 동작에 따른 구성 모듈 동적 거동 해석
이원호 ,  김승현 ,  장시열 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2020.11 학술대회자료

초록· 키워드

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대형 상용 차량은 특성상 주로 장거리 운행을 하기 때문에 연비의 중요성이 매우 크다. 또한 공차상태부터 적차상태까지 매우 다양한 주행 조건을 가지고 있으며 각 주행 조건에서 최적의 성능을 발휘하기 위해서는 변속기의 다단화가 필수적이다. 이러한 요인들로 인해 상용 차량에 다단의 자동화 수동 변속기(Automated Manual Transmission, AMT) 적용이 증가하는 추세이다. AMT는 수동 변속기(Manual Transmission, MT)의 구조를 기반으로 하기 때문에 변속장치로 Synchronizer가 적용되어 있다. 하지만 본 연구의 대상인 대형 상용차용 12속 AMT는 Synchronizer 이외에도 Dog Clutch가 적용되어 있다. Dog Clutch는 체결 과정에서 상대속도의 차이가 클 경우 큰 충격이 발생하게 되는데, 이때 상대속도를 줄여주기 위해 Transmission Brake라는 별도의 속도 동기화 장치가 존재한다.
속도 동기화 장치는 변속기의 변속 품질과 직접적으로 관련되어 있기 때문에 그 특성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 새로운 변속기를 개발하거나 기존 변속기의 설계를 개선하는 경우 직접 시제품을 제작하여 시험을 진행하는 것이 좋지만, 이 경우 많은 비용과 긴 시간이 소요된다. 하지만 다물체 동역학 해석을 이용한다면 직접 시험을 진행하지 않고도 결과를 예측해볼 수 있기 때문에 속도 동기화 장치의 체결 메커니즘 분석에 다물체 동역학 해석을 이용하는 것은 매우 적절하다고 할 수 있다.
본 논문에서는 대형 상용 차량에 사용되는 AMT의 속도 동기화 장치인 Synchronizer와 Transmission Brake를 실물을 바탕으로 역설계를 진행하였으며 실물이 없는 부품의 경우 도면을 바탕으로 3D 모델링을 진행하였다. 또한 속도 동기화 과정에 영향을 줄 수 있는 파라미터를 선정하였으며 상용 다물체 동역학 해석 소프트웨어인 RecurDyn을 사용하여 해당 파라미터 값을 변경해가며 해석을 진행하였다. 추가적으로 특정 구성 부품의 유한 요소 모델을 구성해 응력 해석 또한 진행하였으며 이후 속도 동기화 시간, 상대속도의 변화, 토크의 크기 등 해석 결과를 비교 및 분석하였다.

목차

제1장 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 3
제2장 이론적 배경 4
2.1 AMT의 기본 구조 및 작동 4
2.2 Synchronizer의 기본 구조 및 작동 7
2.2.1 Synchronizer의 기본 구조 7
2.2.2 Synchronizer의 작동 과정 12
2.2.3 Synchronizer의 수학적 관계식 16
2.3 Transmission Brake의 기본 구조 및 작동 22
2.3.1 Transmission Brake의 기본 구조 22
2.3.2 Transmission Brake의 작동 과정 23
2.3.3 Transmission Brake의 수학적 관계식 25
2.4 강체와 유연체의 다물체 동역학 26
2.4.1 다물체 동역학 26
2.4.2 유연 다물체 동역학 31
제3장 해석 모델 및 조건 35
3.1 Splitter Part Synchronizer 모델 및 해석 조건 35
3.1.1 Splitter Part Synchronizer 3D 모델링 35
3.1.2 Splitter Part Synchronizer MBD 모델 38
3.1.3 Splitter Part Synchronizer MBD 해석 조건 41
3.2 Range Part Synchronizer 모델 및 해석 조건 43
3.2.1 Range Part Synchronizer 3D 모델링 43
3.2.2 Range Part Synchronizer MBD 모델 46
3.2.3 Range Part Synchronizer MBD 해석 조건 49
3.3 Transmission Brake 모델 및 해석 조건 51
3.3.1 Transmission Brake 3D 모델링 51
3.3.2 Transmission Brake MBD 모델 53
3.3.3 Transmission Brake MBD 해석 조건 56
제4장 해석 결과 59
4.1 Splitter Part Synchronizer MBD 해석 결과 59
4.1.1 마찰계수의 변화에 따른 해석 결과 60
4.1.2 변속 조작력의 변화에 따른 해석 결과 66
4.1.3 Gear Cone 각도의 변화에 따른 해석 결과 72
4.2 Range Part Synchronizer MBD 해석 결과 78
4.2.1 마찰계수의 변화에 따른 해석 결과 79
4.2.2 변속 조작력의 변화에 따른 해석 결과 85
4.2.3 Gear Cone 각도의 변화에 따른 해석 결과 91
4.3 Transmission Brake MBD 해석 결과 97
4.3.1 마찰계수의 변화에 따른 해석 결과 98
4.3.2 피스톤 작동력의 변화에 따른 해석 결과 111
제5장 결론 및 고찰 124
References 127
Abstract 129

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