지난 십여 년 전부터 자동차 연비에 관한 법적 규제가 강화되고 소비자의 자동 변속기에 대한 기대치가 증가하면서, 오랜 역사를 가지면서도 신뢰성의 부족 등의 이유로 그 동안 유단 자동 변속기에 가리어 빛을 보지 못하던 무단 변속기가 관련 소재 및 가공 기술의 발달에 힘입어 점차 주목을 받고 있다. 여기서는 자동차용으로 사용될 수 있는 무단 변속기의 핵심 요소인 무단 변 속기구 몇 가지에 대하여 소개하고 최근의 무단 변속기 개발 동향에 대하여 소개하기로 한다. 그리고 여러 가지 무단 변속기 중에서 무단 변속 기구와 유성 기어를 사용하여 구성할 수 있는 무단 변속기의 구조와 특성에 대하여 논하고 이러한 특성을 이용하여 구성할 수 있는 무단 변 속기의 시스템 구성 원리와 작동 원리에 대하여 소개하기로 한다
자동차의 제동장치, 조향장치, 자동 변속장치 등에 요구되는 큰 힘을 얻기 위하여 유압식 구동장치가 중량당 출력비가 높고 응답특성이 좋으며 과부하에 대한 방지기능이 간단하게 이루어 진다는 장점이 있기 때문이다. 본 고에서는 우리나라에서도 전자제어식 제동장치, 조향장치, 자동변속장치, 현가장치 등의 개발을 시도하고 있는 현 시점에서 기술축적이 가장 취약한 분야라고 볼 수 있는 자동차용 전기유압밸브의 기본적인 메카니즘에 대하여 종합적으로 소개하고자 한다.
대한산업공학회/한국경영과학회 1992년도 춘계공동학술대회 발표논문 및 초록집; 울산대학교, 울산; 01월 02일 May 1992
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pp.141-148
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1992
본 사례연구는 자동차용 스프링 제조업체의 생산합리화를 위하여 공정별 생산능력을 고려한 작업량 할당방안에 관한 것이다. 현재 자동차용 스프링 제조업체의 전 생산공정은 크게 압연공정, 열간작업공정, 열처리.조립공정으로 구성되어있다. 열처리.조립공정에 대해서는 열간작업을 마친 작업물을 일정한 투입순서에 의하여 투입만 통제하면 된다. 또한 압연공정도 별도로 관리되고 있는것이 스프링 제조업체의 현실이다. 따라서 열간작업에서의 작업량 할당이 결국은 스프링 제조업체의 생산계획에 있어서 제일 중요한 문제이므로 열간작업에 대한 합리적인 작업량 할당이 이루어져야 한다. 따라서 본 사례연구에서는 각 공정에 대한 공정능력 및 불량률을 분석하여 각 공정의 기간별 부하량을 평준화 시킬 수 있는 주별, 일별 작업량 할당방안을 제시한다.
흔히 자동차용 belt를 단순한 소모품으로 생각하여 대수롭지 않게 여기는 경향이 있으나 belt slip에 의한 동력의 손실은 매우 큰 것이며 특히 자동차용 belt에 있어서 그 중요성은 상당한 것이다. 왜냐하면 crankshaft에서의 중력이 belt를 통해서 water pump나 air compressor등에 전달되며 이때 동력전달이 제대로 안되는 경우에는 engine은 냉각수와 냉각팬에 의해 냉각이 되지 않아서 금방 고은소착 되기 때문이며, 또한 belt를 너무 조이는 경우에는 water pump bearing의 파손 등을 초래하기 때문에 belt의 정확한 길이 계산이 매우 중요하다. 그러나 이러한 중요성에도 불구하고 belt의 설계계산을 행하는 데는 많은 시간이 걸리며, 간혹 잘못 계산을 하는 경우에는 큰 문제가 발생할 수도 있기 때문에 belt계산의 기본이론식들을 전부 computer program 화하여 시간의 절약과 계산의 오류를 피하고자 한다. Program을 만들기 위해서 사용한 computer는 micro-computer로서 PET (Personal Electric Transactor)2001이며 사용한 언어는 BASIC이다.
일반적으로 자동차용 냉각팬은 차량 냉각기의 온도를 낮추기 위해 사용되고 있다. 자동차용 냉각팬은 플라스틱 사출 공정에 의해 제작되며 사출시 사용되는 모재의 불균일성으로 인해 냉각팬 날개의 무게 중심이 중심에서 벗어나는 경우가 발생하게 된다. 이러한 불균형은 자동차 소음의 주된 원인이 되기 때문에 이에 대한 검사는 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 로드셀을 이용한 냉각팬 회전날개에서 발생되는 불균형의 위치 및 크기를 효율적으로 검출할 수 있는 팬 밸런서를 개발하고자 한다.
현재 자동차용 복합재료를 생산하는데 유리한 제조방법으로는 압축성형 (Compression Molding), 액상성형(Liquid Molding), 인발성형(Pultrusion), 필라멘트 와인딩성형(Filament Winding)등이 있다. 압축성형은 현재 자동차 외장부품 성형에 널리 알려져 있는 SMC(Sheet Molding Compound)성형, 최근에 많은 연구가 되고 있는 LMPC(Low Pressure Molding Compound)성형, GMT(Glass Mat Reinforced Thermoplastics)성형 등이 있다. 액상성형은 RTM(Resin Transfer Molding)과 VARI (Vacuum Assisted Injection Molding), SRIM(Structure Reaction Injection Molding) 등이 있으며, 자동차 산업뿐만 아니라 일반 산업에서도 최근 많은 각광을 받고 있다. 그러므로 본 소고에서는 자동차용 복합재료의 제조에 널리 사용되는 성형공정에 대하여 간단히 살펴보고, 자동차 부품에 있어서의 복합재료 응용 현장과 최근 환경문제가 대두되면서 관심의 초점이 되고 있는 자동차용 복합재료 재활용 기술에 대하여 고찰하고자 한다.
자동차용 유리는 건물 등의 창유리와 같이 판유리를 소재로 한 것이지만 일반 창유리의 기능 이외에 다음과 같은 기능이 요구된다. 1) 운전에 필요한 시야를 확보하는 것 2) 파손된 경우에도 최소한의 시야를 확보할 것 3) 충돌시 유리에 신체가 부닥쳐도 큰 부상을 주지 않을 것 4) 외부로부터 날아오는 물체에 대하여 유효한 장벽이 될 것 등이다. 자동차의 창유리로 강화되지 않은 단판 유리를 사용할 경우 위의 3)항 및 4)항의 기능을 충분히 만족할 수 없기 때문에 구미에서는 1920년대부터 강화유리와 접합유리(양쪽 모두를 합쳐서 안전유리라 부른다)가 사용되게 되었다. 현재는 각국에서도 자동차의 창에는 극히 일부를 제외하고는 안전유리 즉 강화유리와 접합유리를 , 옆창유리 및 뒷창유리에는 강화 유리를 사용하도록 법적으로 규제되어 있다. 본 글에서는 자동차용 안전 유리의 특징 및 제법 그리고 개발 예상되는 첨단 기능의 제품에 대해 서술했다.
철강산업은 자동차용 강판 공급체인의 총체적 측면에서 볼 때 자동차산업의 핵심 공급자로서 중요한 역할을 수행하고 있다. 1990년대 초반 이후 자동차용 바디 제조공정에 테일러 웰디드 브랭크, 하이드로포밍 등 첨단금속소재 가공기술이 다양한 부위에 널리 적용되고 있다. 한편 자동차업계 및 철강업계는 설비 공급과잉에 따른 치열한 생존경쟁이 전개되는 가운데 이들 업계를 둘러싼 경영환경이 급속히 변화하고 있다. 본 연구에서는 기술혁신 및 경영 환경변화가 급속하게 전개되는 글로벌 마켓에서 자동차 바디용 강판 공급체인 상의 철강업체 역할 변화를 고려하고자 한다. 철강산업은 완성차업체 및 자동차 최종고객을 만족시키기 위한 원가절감 전략을 구현하는 동시에 소재 프로세싱 분야에 대한 기술역량을 축적하여야 한다. 이것이 현재 경쟁업체, 신규진입업체 및 대체 소재산업들과의 경쟁환경에서의 철강업체의 성공전략이다.
최근 여러 선진국 등에서 도시환경 보존을 위하여 천연가스 차량에 대한 관심이 고조되어 대부분 천연가스와 기존연료 검용차량을 개발하여 계속 시험 중에 있으며, 천연가스 전용 차량으로서는 미국의 포드사가 1984년에 AFV (alternative fuel vehicle)를 개발하였고 일본의 스즈끼 공업이 1988년 LNG(liquified natural gas) 전용 차량을 개발하여 실용화를 추진하고 있다. 천연가스연 료는 청정에너지라는 장점에 저렴한 가격, 풍부한 매장량, 기존 가솔린이나 디젤엔진 보다 4배 정도 긴 엔진 수명연장, 충돌시 푹발위험에 대한 안전성 등의 장점에도 불구하고 연료통의 큰 부피로 인한 단거리 운행 가능과 충분한 가스충진소 설치 문제 등의 단점이 있으나 최근 기술의 발전속도로 볼 때 이러한 문제점은 조만간에 해결될 것이며 자동차용으로 천연가스의 이용은 세계적으로 확실될 것이라 판단된다. 이러한 세계적인 추세에 따라 국내에서도 냉난방용으로 전기모터 대신 천연가스 엔진구동을 위해 개발에 착수하였으며 단계적으로 자동차용 천연가스 엔진개발을 계획하고 있다.
자동차용 마찰재의 원료로 사용되는 고체 윤활제($Sb_{2}S_{3}$)와 연마재(ZrSiO$){4}$)의 상대량이 다른 3가지의 마찰재를 제조하여 그들의 마찰특성을 자동차용 Brake Dynamometer를 사용하여 연구하였다. 각각의 마찰재에 관하여 자동차 제동시에 나타나는 마찰계수의 변화와 Torque 변화 그리고 시험후의 마찰재와 rotor의 마모량을 측정하였다. 제동특성과 직접 관련 있는 것으로 알려져있는 마찰계수의 안정성은 $Sb_{2}S_{3}$이 상대량이 높을 때 좋은 특성을 나타내었으며, 반면에 ZrSiO$_{4}$의 상대량이 많은 경우에는 마찰계수의 안정성이 저하되었을 뿐 아니라 제동시의 torque 변화량도 증가하여, 자동차의 Judder현상을 해결하는데 좋지않은 경향을 나타내었다. 이는 마찰시에 계면에 형성되는 윤활막의 거동에 의한 현상이며 이때 마찰재 및 상대재의 마모량은 연마재의 양이 증가함에 따라 마모량이 증가 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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