마그네틱 셔터 기어는 원주상에 마주하는 영구자석 레이어간의 자기장을 고조파 모듈레이터를 통해 동기화시켜 동력을 전달하는 장치이다. 이러한 장치는 기계식 감속기에 필적할만한 토크를 발생시키기 위해 과다한 희토류 영구자석이 이용되기 때문에 본 논문에서는 영구자석간의 자기 경로를 변화시켜 영구자석의 양을 기존 마그네틱 기어 대비 50% 수준으로 감소시킨 새로운 방식의 축형 마그네틱 기어를 제안한다. 제안한 시스템의 토크 크기는 공극 자기장의 고조파 분석과 유한 요소 해석을 통해 기존 시스템과 비교된다. 모듈레이터 두께와 개방비가 전달 토크의 크기에 영향을 미치는 주요 설계변수로 고려되어 민감도 해석이 수행되며 고속측과 저속측의 영구자석 극수에 의해 결정되는 기어비에 따른 코깅의 크기가 분석된다. 기계적인 접촉없이 커플링되어 동력을 전달하는 고속측과 저속측 사이의 동적 지배 모델이 유도된다. 2관성 공진계의 동특성을 갖는 유도된 모델을 기초로 하여 선형 제어기를 설계하여 고속측의 계단 입력 위치 제어를 수행하였다.
The wind power system is spotlighted as one of the no-pollution power generation systems. The system uses winds as power source that are rotated the blade and the rotating power from blade generate the electricity power. Gearbox needs to transfer the wind powers that have the high-torque-low-speed characteristics to generator that have the low-torque-high-speed characteristics. Because the wind power system generally locates the remote place like seaside or mountainside and the gearbox installs on the limited and high placed space, the gearbox of the wind power system is required the optimal space design and high reliability. In this paper, the structure of the gearbox is proposed to achieve the optimal space and efficiency by compounding the planetary gear train that has the high power density and parallel type gear train that has the long service life. The design parameters that are affected the service life are studied. The gear ratio and face width are investigated as an affected parameter for design sensitivity of service life.
비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.
This paper was designed to fabricate the micro-spur gear by the LIGA and hybrid powder extrusion process. It is important to manufacture a micro-die with a high aspect ratio and determine appropriate extrusion conditions for a microforming. Ni has been used to fabricate micro-dies. LIGA process was capable to produce micro-extrusion dies with close tolerance, longer bearing length and adequate surface quality. Superplastic Al-78Zn powders have the great advantage in achieving deformation under low stresses and exhibiting good micro-formability with average strain rate raging from $10^{-3}$ to $10^{-2} s^{-1}$ and constant temperature ranging from 503 to 563K. Al-78Zn powders were compacted into a cylindrical shape ($\Phi3\times$h10mm) under compressive force of 10kN and, subsequently, the compacted powders were extruded by the hybrid powder extrusion process controlling of the temperature holing time for a improvement on formability of Al-22Zn powder. Micro-extrusion has succeeded in forming micro-gear shafts.
The purpose of this study was to evaluate the PTO severeness for an agricultural tractor during disk plow and rotary tillage. The PTO load measurement system was constructed with data acquisition and a PTO torquemeter. Field experiments were conducted at a combination of traveling speed (L3 Low, L3 High) and PTO speed (P1, P2). The load spectrum was generated using the rain-flow counting method, and the SWT method was used to consider the range and mean of the PTO load. The damage sum was calculated by applying a modified miner rule, which is a cumulative damage law. The relative severeness was expressed as the ratio of the lowest damage sum. Relative severeness was higher with the lower PTO gear stage, and higher driving gear stage and it was approximately 40-102 times higher for rotary tillage than disk plow tillage in the same gear stages. The relative severeness was 1010.12 in the rotary tillage under L3 High P1 based on the disk plow tillage under L3 Low P2.
The tire delivering power generated from engine to the ground pulls a vehicle to move. Radius of tires is changeable due to elasticity that depends on the speed of vehicle and traction force. The main objectives on this study are real time measurement of dynamic radius and slip ratio according to the speed and traction force. The dynamic radius is proportional to speed and traction force. According to measurement, the dynamic radius is increased about 3mm under 100km/h compared to stop. It is also increased about 1.5mm when a traction force is supplied as much as 4kN compared to no load state at low speed. There is no strong relationship between slip ratio and vehicle speed. The slip ratio is measured up to 4% under WOT at first stage gear. Through this research, the method of measuring dynamic radius and slip ratio is set up and is expected to be applied to the measurement of traction force in chassis dynamometer or accelerating and climbing ability.
저층트롤 실물 어구를 이용한 해상 실험을 통하여 예망 중인 어구의 망구 형태에 관련되는 전개판의 간격 및 망고 등을 예망 속도별, 끌줄의 길이별로 측정하고, 이론적인 수치 해석 결과와 비교하여 실물어구의 수중 현황을 해석함으로서 어구의 효율적인 운용과 어획효과의 증대를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 수중 현황을 해석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 전개판의 전개간격은 예망 속도와 끌줄길이의 증가에 따라 직선적으로 증가하며 끌줄 길이에 의한 증가율이 예망 속도에 의한 증가율보다 현저히 크게 나타났으며, 그 간격의 변화는 57.0∼82.8m로서 후릿줄과 그물목줄 및 그물길이 전체의 43∼62%를 차지하였다. 2. 망구의 높이는 예망 속도와 끌줄길이의 증가에 따라 직선적으로 감소하며, 예망 속도에 의한 감소율이 끌줄 길이에 의한 감소율보다 현저히 크게 나타났는데 그 높이의 변화는 3.1∼4.0m로 나타났다. 3. 양 날개끝의 간격이 커지면 망고는 낮아지나 끌줄 길이가 증가할수록 날개 끝 간격의 증가에 대한 망구 높이 감소율의 비는 점차 작아졌다. 4. 망고에 대한 양 날개 끝 간격의 비는 예망속도와 끌줄 길이의 증가에 따라 점차 커졌는데, 그 비는 4.17∼7.81로 나타났다.
본 연구에서는 초소형 특수목적형 전기자동차에 적용 가능한 초소형 변속기에 대한 연구를 진행하였다. 일반적으로 전기자동차에서는 다단 기어형태의 변속기를 삭제하고 모터의 출력을 제어하거나 감속기를 통해 초기 구동력을 확보한다. 그러나 전기카트나 경형 전기자동차와 같은 초소형 차량에서는 배터리 용량이 상대적으로 적기 때문에 적재 상태에 따라 주행 거리가 감소하거나 모터에 부하가 가해질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CVT(Continuously Variable Transmission)의 변속 메커니즘을 적용하여, 구배 상태나 적재 상태와 같은 필요한 상황에서 변속이 가능한 고단 0.625와 저단1.6의 기어비를 갖는 2단 구조의 감속기를 개발하였다. 선정된 기어비를 기반으로 변속기를 설계하고, 개발된 변속기의 동력 전달 효율을 검증하기 위해 시험기를 제작하였다. 이 시험기를 통해 변속기의 회전 속도와 부하량을 변화시키며 동력 전달 효율 특성을 확인하고, 변속과 구동 시 발생되는 발열 특성도 확인하였다. 그 결과를 토대로 CVT구조를 갖는 2단 구조의 변속기를 개발하였다.
그 동안 하이브리드 버스에 대한 연구로 플러그인 하이브리드, 직렬형, 병렬형 하이브리드 등에 대한 연구가 많이 진행되어져 왔다. 하지만 연구가 진행된 대부분의 차량들은 대형 버스이며 현재 국내에는 중형저상버스에 대한 연구는 전무한 실정이다. 또한 중형저상버스의 하이브리드화에 대한 연구 역시 미미한 실정이다. 본 논문은 MATLAB을 이용한 시뮬레이션을 통해 디젤 중형저상버스의 연비 평가를 수행하였으며, 이를 하이브리드화하였을 경우에 대한 최적의 용량 조합과 기어비를 제시하고 내연기관 시뮬레이션 연비 결과와 비교 분석하였다. 하이브리드화를 위한 구조로 전륜과 후륜이 독립적으로 동력을 전달하는 병렬형 하이브리드 시스템을 선택하였다. 동력원 용량 설계를 위해 목표 성능을 만족하는 요구파워를 계산하여 적용 가능한 동력원 용량 영역을 설계하였다. 설계 영역을 만족하는 각 단품들의 용량은 스케일링하여 구성하였으며, 엔진과 모터에 대한 동력 전달계의 용량 설계 알고리즘을 제시하고 동적 계획법을 이용하여 최적화를 수행하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 내연기관 차량인 중형저상버스를 하이브리드화하였을 경우에 대한 연비 향상률과 최적의 동력원 용량, 기어비를 제시하였다.
The stumble (abrupt and big acceleration decrease) occurring in manual transmission vehicle while standing start is analyzed by simulation model. This model was verified by comparing to test results. Mechanism of the stumble is clarified by analyzing simulation results and the key mechanism of the stumble is angular vibration of powertrain including wheel and tires. As a result, several method that can reduce the stumble is proposed by carrying out parametric study, increasing low end torque of engine, increase gear ratio etc.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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