클러치 실험 예비 및 결과 리포트

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목차

1. 실험목적

2. 실험내용

3. 이론

4. 실험 기자재 및 실험 장비

5. 실험 순서

6. 실험 Data

7. 결과 및 고찰

본문내용

따라 변화한다. 자장의 세기는 공급전류에 비례한다.
- 동력전달 경로
플라이휠->클러치커버->철분말->클러치디스크->변속기 입력축
전자제어 클러치
1) 기본 레이아웃
그림은 전자모터 구동방식의 전자클러치의 기본 레이아웃을 설명하고 있다. 여기 전자제어 클러치의 기본은 셀프 어져스팅(self-adjusting), 부하저감 클러치(reduced-load clutch)이며, 토크 트래킹과 결합하는 장치 같은 소형 전자 모터를 허용하고 있다. 이것은 클러치 페달을 대신하여 가장 높은 클러치 쾌적함(highest clutch comfort)을 전달한다. 해방 시스템으로 바꿈으로써 변속기에 추가 구조가 불필요하게 되었다. 오직 필요한 부가 비용은 센서가 기어를 전환하고 그 기어를 인식하려는 의도를 찾아내는 것이다. 모든 다른 신호(signals)는 이미 차량에서 이용할 수 있다.
그림. 전자제어 클러치
2) 토크 트래킹(Torque Tracking)
토크 트래킹은 작은 전자 모터임에도 불구하고 빠른 클러치 타임과 좋은 작동감(load cycle comfort)을 위해서 중요한 기본이다. 이 토크 트래킹의 기능은 그림과 같다.
그림. 토크 트랙킹
클러치는 최악의 경우 조차도 엔진 토크를 안전하게 전달할 수 있어야 하며, 따라서 충분한 부가 여유 비축힘을 가져야만 한다. 실제로, 완전 접촉식클러치는 초당 회수가 1.5에서 2.5까지 최대 가능 엔진 토크를 전달할 수 있다. 토크 트래킹은, 현재 엔진 토크에 클러치 토크를 적용하여 오직 적은 허용공차를 얻으려는 아이디어가 기본이다.
그림. 변속과정
위의 그림은 변속사이클 동안 이점을 나타내고 있다. 토크 트래킹이 없는 기존 클러치 시스템(a)에서, 클러치 토크는 엔진 토크보다 훨씬 높게 남아 있다. 만약 운전자가 기어를 바꾸고자 가속 패달을 낮춘다면, 엔진 토크는 감소한다. 운전자가 변속레버를 옮길 때, 스위치 기어의 목적(intention)은 제동이 풀리고 클러치는 완전한 접촉에서 완전해방으로 순간적으로 가야만 한다. 이것은 이탈 시간(disengagement time)을 확실히 해준다. 이것은 변속기의 잡음이나 손상을 일으킬 수 있는 다음 기어의 동기화 상태가 지나치게 길거나 또는 클러치가 여전히 토크를 전달해서는 안 된다. 다음 그림은 토크 트래킹의 진행 과정을 나타내고 있다.
클러치 토크는 엔진 토크보다 아주 약간 높을 뿐이다. 따라서 이 완전 해방의 이동은 이미 기존의 작동 연속성 만큼 중요한 것이 못 된다. 만일 운전자가 기어를 바꾸고 싶어서 가속페달을 낮춘다면, 엔진 토크와 따라서 또한 클러치 토크는 즉시 감소한다. 스위치의 목표가 제동이 풀리게 됨에 따라 클러치는 이미 거의 오픈 되고 이탈의 나머지가 매우 빨리 발생한다. 따라서 매우 갑작스러운 기어의 변화일지라도 변속기 잡음이나 손상 없이 가능하다.
전기모터 구동방식 전자제어 클러치의 대안이 유압제어식 전자제어 클러치이다. 이것은 전기 구동방식보다 상당히 비싸지만, 이론상 교체는 빠르다. 토크 트래킹은 전기모터 구동방식 클러치 작동시간 보다 극히 짧게 하는 것을 가능하게 하였으며, 이 점이 유압식의 장점이다.
4. 실험 기자재 및 측정장비
가) 기자재 : 클러치 구성품
나) 측정장비 : 버니어 캘리퍼스, 스프링 저울, 자
5. 실험 순서
1) 클러치의 작동여부를 파악한다(클러치 단속에 따른 구동축 동력전달 여부 파악).
2) 분해된 클러치 모델을 분해한다.
① 플라이 휠과 클러치 본체 부분을 떼어낸다.
② 릴리스 포트를 떼어낸다.
③ 플라이 휠로부터 클러치 본체를 떼어낸다.
3) 분해된 각 부품으로부터 치수를 측정한다.
① 클러치 본체로부터 클러치 디스크의 형상을 측정한다(내경, 외경 - 버니어 캘리퍼스 이용).
② 릴리스 포크의 형상을 측정한다(힌지점 측정을 정확하게 할 것)
4) 전체 모델로부터 힘의 경로를 파악한다.
① 스프링 저울을 이용하여 클러치를 작동하는데 필요한 힘을 측정한다(힘을 가할 때 직각유지가 필요).
② 로드로부터 릴리스 포크까지 힘이 전달되는데 필요한 경로의 치수를 측정한다.
6. 실험 Data
주어진 차량(포터)의 최고토크 = 17.0/2200 (kgf-m/rpm) 로부터 클러치 토크 용량을 예상해 본다.
- 가정 : ① 마찰계수 = 0.45 이고
② 클러치 토크 용량은 엔진 최고 토크의 1.5배로 하기로 한다.
- 관련식
Tc=2n mu INT _{{r }_{1 } }^{ {r }_{2 }} 2 pi ·p·r·dr
= { 4} over { 3} n mu P· { { r}`_{o } ^{3 }-{ r}`_{i } ^{3 } } over {{ r}`_{o } ^{2 }-{ r}`_{i } ^{2 } }
= { 4} over { 3} n mu p· ({ { r}`_{o } ^{3 }-{ r}`_{i } ^{3 } })
- 측정값 및 결과값
1차
2차
3차
평균
마찰계수
0.45
0.45
0.45
0.45
디스크 외경
0.1805
0.1801
0.1801
0.1802
디스크 내경
0.1253
0.1253
0.1252
0.1253
면 압력
298
298
298
298
클러치 토크 용량
41.45
41.39
41.38
41.41
엔진 최대 토크
27.63
27.60
27.59
27.61
7. 고찰
유니버설 조인트와 클러치 용량에 대한 실험을 하였는데, 그 중 유니버설 조인트 에서 조인트 한 개만 있을 경우에는 양 축의 각 변화가 일 치 하지 않아서 일반적으로 두 개의 조인트를 사용하여 그 각 변화를 다시 맞쳐주는 역할을 해준다. 이를 실험적으로 직접 확인해 보았는데, 실험 장비에서 각 변화를 어느 정도 이론에 가깝게 측정할 수 있었지만, 정확한 측정이 곤란하였다, 또한 클러치 용량에 대한 실험은 어느 정도의 크기의 클러치판의 크기가 얼마만큼의 최대토크를 전달해 줄 수 있느냐에 대한 실험이었는데, 이 실험에 대한 결과는 쉽게 구할 수 있었다, 이번 실험에서 아쉬운 점은 좀더 좋은 측정 장비를 갖고 정확히 실험 해 보고 싶다는 생각이 들었고, 클러치 부분과 트랜스미션, 플라이 휠과의 움직임을 한눈에 볼수 있는 장비가 필요하다는 생각이 들었다.

키워드

자동차,   클러치,   clutch,   마찰클러치,   유체클러치,   전기클러치,   변속기,   클러치 용량