이 연구에서는 고압 호스에서의 파속 데이터에 기초한 새로운 맥동류 해석법을 제안한다. 이어서, 저자가 제안한 고압 호스에서의 파속 측정법인 "3개 압력 변환기를 갖는 폐쇄 출구 도관법"을 사용하여 자동차 동력 조향 장치용 레조네이터 호스 각 부품에서의 파속 데이터를 계측해둔다. 최종적으로 몇 개의 연구 대상 레조네이터 호스에 대한 압력 맥동 감쇠 특성 실험 및 시뮬레이션을 수행한다. 그 결과로부터, 제안한 압력 맥동 전파 특성 해석법의 타당성을 검증한다.
This study presents an analytical model of an automotive steering hose containing tuner(flexible spiral metal tube) to reduce the ripple pressure induced by steering vane pump. The double-wall side branch composed in a steering hose containing tuner was analogically considered as a filter in a conduit. Specialized test equipment was manufactured for the estimation of speed of sound in a conduit and measurement of amplitude ratio between the propagated ripple pressures of inlet and outlet of the steering hose. Experimental data of entire frequency ranges can be obtained through the test once in short time. The results of three points' measurement method and cross-correlation method to estimate the speeds of sound in a hose, tuner, and side branch respectively reveal that cross-correlation method can be used practically. The results of simulation and experiment were so close, especially in the range of engine idling speed, that the proposed analytical model in this study was validated. Sensitivity analyses and experiments show that longer tuner is preferable, and that the positive-positive composition of the steering hoses containing tuner is superior to others to attenuate ripple pressure.
This paper presents experimental investigations on the attenuation characteristics of pressure ripple in automotive power steering hydraulic hoses. Also, a mathematical model of hydraulic hoses is proposed to support design of the power steering hydraulic circuit and analyze the attenuation characteristics of pressure ripples. The experimental results show that the pulsation attenuation characteristics of hydraulic hoses is remarkably affected by the flexible metal tube inserted coaxially inside a hydraulic hose with a finite length as well as viscoelastic properties of hose wall. It is also shown that the predicted results by the model proposed here agree well with the measured results over a wied range of frequency.
자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.
모함에 연결되어 통신 케이블의 가이드 역할을 하는 탄성 호스는 모함의 운동 조건을 결정하는 중요한 인자이다. 길이가 수 십 미터에 달하는 탄성 호스를 실제 상황에서 실험을 하기에는 어려움이 있으므로 해석을 통해 거동 특성을 분석하고자 한다. 탄성 호스는 곡률 반경에 대한 변형뿐만 아니라 축 방향에 대한 변형도 발생하므로, 축 방향에 대한 변형 구배가 좌표계에서 유도되는 절대 절점 좌표계로 모델링하였으며, 연속체 역학 개념을 도입함으로써 대변형 효과를 표현하도록 하였다. 탄성 호스의 끝 단에 연결된 모함은 강체 모델로 표현하였고, 조향각에 의해 운동이 결정되도록 하였다. 또한, 수중에서 호스가 거동할 때 발생하는 유체 저항력을 고려함으로써 수중에서의 탄성 호스 거동 특성을 분석 하였다.
본 논문은 바퀴구동 로봇을 이용한 농업용 자동 호스 릴 장치 개발에 대한 연구이다. 다양한 농작업 중에서 방제는 농작물의 생육과 직결되는 중요한 작업이다. 이에 본 연구에서는 공급 호스에 대한 자동화를 위하여 바퀴 구동 로봇을 이용하여 구동이 가능하고 장력 검출을 통하여 공급 호스가 자동으로 풀리고 감길 수 있는 시스템을 개발하였다. 바퀴 구동 로봇에 대한 조향 성능에 대한 기구학적인 해석을 통하여 협소한 농장에서도 원활한 동작이 가능한 형태를 고안하였으며, 시뮬레이션을 통하여 이를 검증하였다. 자동 호스 공급 장치의 정밀도를 높이기 위하여 호스에 걸리는 장력을 검출하는 방식과 호스의 정렬을 위한 기구를 고안하였다. 개발되어진 시스템에 대한 성능평가와 농장에서의 평가를 실시하였다. 개발되어진 시스템은 최고 주행 속도 2.5m/s, 주행 정밀도 ${\pm}0.18^{\circ}$ 그리고 주행 안전 속도 2m/s를 갖는다. 개발되어진 시스템은 농업 인구의 고령화 및 인력 부족에 도움이 될 것으로 판단되어진다.
High pressure hose having tuning cables, called 'Resonator hose' is frequently used to attenuate pressure ripple generated by the pump for reducing the vehicle interior noise. A number of studies have been conducted on the resonator hose and its analytical models. However, there are few studies which deal with the influence of resonator hose on vehicle interior noise because the most of studies focused on transmission loss of the resonator hose. This paper presents NVH test results of power steering system and frequency analysis results. In the frequency analysis, both the relations between vibration, pressure ripple and vehicle interior noise and also the design parameters of high pressure hose influencing on vehicle interior noise were discussed. The test was done for various high pressure hose specimens in full turn condition.
High pressure hose having tuning cables, called Resonator hose is frequently used to attenuate pressure ripple generated by the pump for reducing the vehicle interior noise. A number of studios have been conducted on the resonator hose and its analytical models. However, there are few studies which deal with the influence of resonator hose on vehicle interior noise because the most of studies were focused on transmission loss of the resonator hose. This paper presents NVH test results of power steering system and frequency analysis results. In the frequency analysis, both the relations between vibration, pressure ripple and vehicle interior noise and also the design parameters of high pressure hose influencing on vehicle Interior noise were discussed. The test was done for various high pressure hose specimens in full turn condition.
A high pressure hose having tuning cables, called Resonator hose' is frequently used to attenuate pressure ripple generated by the pump fur reducing the vehicle interior noise. A number of studies have been conducted on the resonator hose and its analytical models. However, there are few studies which deal with the influence of resonator hose on vehicle interior noise because the most of studies focused on transmission loss of the resonator hose. (omitted)
The power steering hose assembly is usually manufactured through the swaging process, which is conducted to connect a hose with metal fittings. In this process the hose is inserted into metal components, the sleeve and the nipple, and compressed in the radial direction by the jaws to clamp the hose with metal components. In case that the clamping force is small, the oil in the hose can leak locally under the severe operating conditions. To confirm the clamping force requirements, the measurement of separation force in longitudinal direction of the hose is usually performed. In this study, the swaging process of a hose is simulated with the finite element method, to investigate the effect of friction coefficient on the separation fDrce. The results interpretations are ffcused on the inner rubber component, and also a formula is proposed to estimate the separation farces with respect to friction coefficients.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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