차체강성실험(완1)

본문내용

내가 예상 했던 그래프와는 좀 다른 모양이 나왔다.
예상대로라면 x=4750에서의 변위 값이 가장 커, 그래프가 위로 올라가는 모양이지만
실제 데이터를 가지고 그려본 결과 음수 값이 나와서 다시 아래로 내려가는 모양이다.
이것은 우리가 다이얼 게이지로 측정할 때 정확히 측정이 되지 않았다는 것을 의미한다.
기준이 되는, 하중이 0일 때 의 값을 조금만 바꿔보면 예상했던 그래프와 비슷한 모양이 나온다.
위, 아래 그래프는 각각 x=4780에서 하중0일 때 변위 값 6.3대신 5.3을
x=4750에서 하중 0일 때 변위 값 3.77 대신 2.77을 넣었을 때 나타나는 그래프이다.
전체적으로는 비슷하지만 마지막 부분이 위로 올라가면서 이론적인 그래프와 비슷한 모양을 나타내는 것을 볼 수 있다.
전체적으로 그래프가 우리가 원했던 모양이 나오지 않았던 이유 중 하나가 다이얼 게이지를 읽을 때 잘못된 수치를 읽어서 발생했다고 생각 할 수 있다.
자동차공학 실험Ⅱ. Shock Absorber Test
1. 실험을 통해 얻은 data를 가지고 damping characteristic curves를 그리시오.
2. Shock Absorber의 인장, 압축 시 감쇠력이 다른 이유를 승차감 차원에서 설명하시오.
Shock Absorber의 인장 압축시의 감쇠력이 다른 이유는 승차감과 주행성능의 균형을 맞추기 위해서이다. Shock Absorber는 인장시에는 큰 감쇠력을 내고 압축시에는 인장시에 비해서 작은 감쇠력을 낸다. 주행성능 향상을 위해서 Shock Absorber는 롤링과 피칭을 감소 시키는 역할을 하는데 이를 위해선 강한 감쇠력을 가져야 한다. 하지만 강한 감쇠력을 가질수록 노면의 충격은 승객에게 많이 전해지고 승객은 불쾌감을 느끼게 된다. 따라서 승객의 쾌적함을 위해서 노면의 충격을 완충시켜주는 역할 또한 Shock Absorber가 맏게 된다. 노면의 충격완화를 위한 Shock Absorber는 적절한 부드러움을 갖추어야 한다. 승객의 쾌적함과 주행안정성을 도모하기 위해 차가 바운싱에 의해 위로 올라갈때는 강한 감쇠력으로 롤링과 피칭을 억제하고 반대로 바운싱 후에 노면으로 무게가 실릴 때는 부드러운 감쇠력으로 노면으로부터의 충격을 흡수하고 보다 낳은 승차감을 만들어 내는 것이다.
3. 전자제어식 현가시스템(ECS : Electronic Controlled Suspension)의 기능인 차체의 자세 제어(handling control), 진동제어(ride control), 주행 안정성 제어(driving safety control)에 대하여 간략히 설명하시오.
- 자세제어(handling control) : 운전자가 별도로 제동을 가하지 않더라도, 차량 스스로 미끄럼을 감지해 각각의 바퀴 브레이크 압력과 엔진 출력을 제어하는 장치이다. 쉽게 말해 차량을 미끄러짐으로부터 안전하게 보호하는 차량 안전 시스템이다. 여기에는 구동 중일 때 바퀴가 미끄러지는 것을 적절히 조절하는 TCS, ABS, EBD, 자동감속제어, 요모멘트제어(yaw-moment control:한쪽으로 쏠리는 것을 막는 자세제어) 따위가 모두 포함된다. 가장 큰 역할은 스핀 또는 언더·오버 스티어 따위가 발생하는 것을 제어해, 이로 인해 일어날 수 있는 사고를 미연에 방지하는 것이다. 예를 들어 스핀이나 언더스티어(일정한 반지름의 원운동을 하고 있는 자동차가 속도를 빠르게 할 때 원의 반지름이 저절로 커지는 현상)이 발생하면, VDC는 이를 감지해 안쪽 또는 바깥쪽 바퀴에 제동을 가해 차량의 자세를 제어함으로써 안정된 상태를 유지시켜 준다. VDC 스위치는 운전석 옆에 장착되어 있다.
- 진동제어(ride control) : ECU가 스텝 모터를 이용하여 기존 Shock absorber 오일 통로의 크기를 조절함으로써 도로 및 주행상태에 따라 감쇠력을 제어 승차감과 주행 안정성을 동시에 확보하는 기술이다. 4단계(soft, auto-soft, medium, high)로 제어하며 일반 주행 때는 오일 통로를 크게 해서 감쇠력을 부드럽게 하여 승차감을 유지하고 고속주행 및 선회 시, 제동 시에는 통로를 작게 하여 주행 안정성을 확보한다.
- 주행 안정성 제어(driving safety control) : 주행 중 안락한 승차감을 필요로 할 때는 현가장치를 소프트하게 하고 안정된 조향성이 요구될 때는 현가장치의 특성을 하드로 택하여 운전자의 상황과 요구에 맞게 현가특성을 제어하는 것을 말한다. 즉, 비포장도로와 같은 불규칙한 도로를 주행할 때에는 차고를 상승시켜 차체를 보호하고, 고속주행 때에는 차고를 낮게 해 공기저항을 감소시켜 주행안정성을 확보하는 것이다.
4. 고 찰
이번 실험은 일정속도의 피스톤을 움직이는 변위를 변화시키는 실험과 일정한 변위에서 피스톤의 속도를 변화시키는 두 가지의 실험이었다. 비록 우리가 직접적으로 실험을 한 것이 아니라 조금 아쉬웠긴 했지만 조교님의 자세한 설명으로 실험에 대한 개요와 결과를 이해 할 수 있었다. 유압을 이용하여 피스톤이 움직이고 그 때의 Shock Absorber의 동작을 그래프를 통해 볼 수 있었다. 그리고 처음 사용해보는 Matlab 프로그램 때문에 그래프를 그리는 것이 쉬운 일은 아니었지만 그래프를 얻고 나니 Matlab 까지 배운 기분이라 일석이조의 느낌이 들었다.
이번 실험은 자동차 현가 장치에 대해 자세히 이해 할 수 있게 되어서 다른 실험 보다 특히 자동차를 좋아하는 내게 실질적으로 큰 도움이 되었던 실험이었다. 이 실험 전에는 현가 장치라하면 단순히 서스펜션 이라고 밖에 말할 수 없었다. 하지만 실험을 계기로 현가장치 원리와 종류에 대해서 조금이나마 알게 되었다.
참고문헌&자료
-재료역학 (R.C Hibbeler, YOUNG)
-http://blog.naver.com/ykgd96?Redirect=Log&logNo=90110130604
-http://blog.daum.net/hongbkim/1972
-http://100.naver.com/100.nhn?docid=797208
-http://100.naver.com/100.nhn?docid=725825

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차체강성실험(완1),   강성 및 강도,   강도와 강성 의미