가상 시뮬레이션을 통한 농업용 전동 UTV의 서스펜션 스프링 계수 결정 연구

A Study on Determination of Suspension Spring Coefficient of Electric UTV for Agricultural Use through Virtual Simulation

농업의 탄소 중립 및 기후변화 대응을 위해 그동안 내연기관 중심으로 발전해 왔던 농업기계도 온실가스의 배출이 없는 전동 기반의 기술로 전환이 필요하다. 이 연구에서는 농업용 전동 UTV의 진동과 충격을 저감시키고, 차량의 주행안정성과 조종성능을 향상하기 위하여 전동 UTV 서스펜션 설계를 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 차체의 공차 하중과 화물을 적재한 하중 상태로 나누어 수행되었다. UTV의 서스펜션 스프링의 가동 범위는 조건 B가 공차상태에서 가동범위 30% 이내의 수준을 나타내고, 적재 중량을 만재한 상태의 UTV 서스펜션 변위는 264mm→121mm로 작아지고, 댐핑속도는 260mm/s→300mm/s로 가동범위 60% 이내의 수준에 있음을 알 수 있었다. 다목적 농작업용을 위한 전동 UTV의 서스펜션은 주행과 지형 적응뿐 아니라 경운과 같은 견인작업에서 농작업 능력을 유지하기 위해 매우 중요한 요인이다. 이 연구의 결과는 전동 UTV를 다양한 농작업에 이용할 수 있도록 적절한 댐핑 범위를 갖는 스프링 파라메터를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

In order to respond to carbon neutrality and climate change in agriculture, agricultural machinery, which has been developed centered on internal combustion engines, needs to be converted to an electric-based technology that does not emit greenhouse gases. In this study, simulations for electric UTV suspension design were performed to reduce vibration and shock of electric UTV for agricultural use and to improve driving stability and control performance of the vehicle. The simulation was performed by dividing the tolerance load of the vehicle body and the loaded load state. The range of motion of the suspension spring of UTV is within 30% of the range of motion under condition B under tolerance, the displacement of the UTV suspension with full load is reduced from 264mm to 121mm, and the damping speed is 260mm/s to 300mm/s that it can be seen that the range of motion is within 60%. Suspension design of electric UTV for multi-purpose agricultural work is a very important factor for maintaining agricultural work ability in towing work such as tillage as well as driving and terrain adaptation. The results of this study can be usefully used to determine the spring parameters with the appropriate damping range so that the electric UTV can be used for various agricultural tasks.