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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이상욱
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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국내에 등록된 자동차 수가 약 2천만 대를 넘어서면서 자동차 시장은 꾸준히 성장하고 있다. 도심에 인구가 집중되고 차량의 수가 많아지면서 정체구간 또한 증가하는 추세이므로 운전자들이 운전의 편리성을 위해 자동변속기를 선택하고 있다.
자동변속기 차량은 운전의 편리성, 정숙성 등 여러 가지 장점을 지니지만, 수동변속기에 비해서 연비가 낮은 단점이 있다. 이는 유체커플링으로 동력을 전달하고 클러치에서 동력을 단속할 때 동력이 완전히 차단되어야 하지만, 자동변속기 오일(Automatic Transmission Fluid, ATF)의 점성으로 인한 불필한 동력이 전달되기 때문이다.
본 연구에서는 RPM이 증가함에 따라 펌프로부터 ATF와 공기가 함께 유입되는 것을 가정하여 자동변속기 클러치에서의 다상유동 해석을 수행하였으며, Volume of Fluid (VOF)기법을 사용하여 공기와 ATF의 경계면을 확인하였다. 수치해석은 상용 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하였고, 전산해석 시간의 단축을 위해 축방향 대칭 모델을 가정하여 실제 클러치 모델의 1/12만 사용하였다. 해석 결과는 마찰판에서 나타나는 벽면전단응력을 기준으로 드래그 토크를 계산하고 이것을 마찰판 성능 판단의 지표로 삼았다. 클러치 판의 형상조건 변화 및 구동조건의 변화에 따른 전산해석으로부터 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
1. ATF 유량이 증가할수록 빠른 시기에 드래그 토크의 최댓값이 나타난다.
2. 마찰판과 분리판 사이 간극(Clearance)이 작을수록 드래그 토크가 급격히 증가한다.
3. 마찰판 그루브(groove) 패턴의 변화를 통하여 드래그 토크를 줄일 수 있으며, 그루브 수가 많을수록, 유동방향과 그루브 패턴이 이루는 각도가 작을수록 드래그 토크가 감소한다.
자동변속기 차량은 운전의 편리성, 정숙성 등 여러 가지 장점을 지니지만, 수동변속기에 비해서 연비가 낮은 단점이 있다. 이는 유체커플링으로 동력을 전달하고 클러치에서 동력을 단속할 때 동력이 완전히 차단되어야 하지만, 자동변속기 오일(Automatic Transmission Fluid, ATF)의 점성으로 인한 불필한 동력이 전달되기 때문이다.
본 연구에서는 RPM이 증가함에 따라 펌프로부터 ATF와 공기가 함께 유입되는 것을 가정하여 자동변속기 클러치에서의 다상유동 해석을 수행하였으며, Volume of Fluid (VOF)기법을 사용하여 공기와 ATF의 경계면을 확인하였다. 수치해석은 상용 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하였고, 전산해석 시간의 단축을 위해 축방향 대칭 모델을 가정하여 실제 클러치 모델의 1/12만 사용하였다. 해석 결과는 마찰판에서 나타나는 벽면전단응력을 기준으로 드래그 토크를 계산하고 이것을 마찰판 성능 판단의 지표로 삼았다. 클러치 판의 형상조건 변화 및 구동조건의 변화에 따른 전산해석으로부터 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
1. ATF 유량이 증가할수록 빠른 시기에 드래그 토크의 최댓값이 나타난다.
2. 마찰판과 분리판 사이 간극(Clearance)이 작을수록 드래그 토크가 급격히 증가한다.
3. 마찰판 그루브(groove) 패턴의 변화를 통하여 드래그 토크를 줄일 수 있으며, 그루브 수가 많을수록, 유동방향과 그루브 패턴이 이루는 각도가 작을수록 드래그 토크가 감소한다.
목차
목 차국문요약.................................................................................................................................... ⅰ목 차.................................................................................................................................... ⅱ그림차례.................................................................................................................................... ⅲ표 차례.................................................................................................................................... ⅵ제 1 장 서 론.......................................................................................................................... 11.1 연구배경................................................................................................................ 11.2 동력전달장치........................................................................................................ 31.2.1 자동변속기.................................................................................................... 31.2.2 클러치............................................................................................................ 41.3 Automatic Transmission Fluid (ATF)................................................................. 51.4 기존연구................................................................................................................ 5제 2 장 수치해석 방법 ........................................................................................................ 82.1 수치해석 방법...................................................................................................... 82.1.1 지배방정식.................................................................................................... 82.1.2 다상유동 해석 방법.................................................................................... 92.2 수치 해석 모델링.............................................................................................. 102.3 경계조건 및 클러치 구동조건........................................................................ 132.4 그루브 패턴 종류.............................................................................................. 15제 3 장 수치해석 결과........................................................................................................ 163.1 Grid Independence Test...................................................................................... 163.2 기존연구와의 비교 검증.................................................................................. 193.3 ATF 유량이 토크에 미치는 영향................................................................... 213.4 마찰판과 분리판 사이 간극이 토크에 미치는 영향.................................. 233.5 그루브 패턴이 토크에 미치는는 영향.......................................................... 28제 4 장 결 론...................................................................................................................... 36참고문헌.................................................................................................................................... 37Abstract...................................................................................................................................... 39
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