최근 신규 공급되고 있는 트랙터와 같은 로외 승용형 차량 및 산업용차량에는 고가의 유압 장치들이 부착되어지고 있다(그림1, 그림2). 이러한 차량들에 장착되어지고 있는 유압장치들은 아직 국내의 기술로는 제품의 정확도 및 신뢰성 등이 문제시되어 대부분이 수입에 의존하는 고가의 장비들이므로 특별한 관리가 요구되어지고 있는 실정이다. (중략)
본 논문은 유압해석 상용툴인 AMESim을 이용하여 로드센싱형 휠로더 유압 시스템을 모델링 하였다. 휠로더 유압장치의 주요 구성요소인 펌프, 메인 컨트롤밸브, 압력 보상기, 리모트 컨트롤밸브 및 작업 장치를 모델링 하였으며 실제 차량의 제원을 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과와 실차 데이터를 비교 검토하여 시뮬레이션 결과와 실차 데이터가 유사함을 알 수 있었다.
유압베인펌프는 토출유량이 많고 소형으로 동력밀도는 높으나 토출압력면에스는 피스톤식 펌프에 뒤지기 때문에 발생압력의 고압화에 대한 연구가 계속되어 왔다. 유압장치의 경제적인 압력으로서 $300kgf/cm^2$가 제시되어 있는 가운데, 유압베인펌프의 고압화의 연구가 진행중에 있는 점, 또한 최근들어 에너지 절약의 일환으로 펌프의 수명연장 문제가 거론되어 지고 있는 점, 물에 타기 어려운 난연성유압 작동유를 사용할 경우 마찰증대 및 마모성능이 저하하는 점 등의 이유에서 유압베인 펌프의 마찰, 윤활문제가 중요시 되어지고 있다. 특히 펌프의 체적효율을 높이는 것과 마찰, 마모를 저하시키는 것과는 서로 상반된 관계에 놓여있기 때문에 문제의 해결에 어려움을 갖고 있다. 이와같은 모순을 해결하기 위해서는 베인과 캠링사이의 슬라이딩부분의 윤활상태를 파악하지 않으면 안된다. 그러나 베인의 선단부에는 10-20ms의 짧은 시간동안에 수백기압의 압력이 변화하기 때문에 지금까지 확실한 작용력의 파악이 어려워 이 분야의 윤활상태 파악에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 베인과 캠링간의 윤활상태를 윤활공학적 관점에서 보면 변동하중 상태에서의 슬라이딩 탄성유체윤활상태 또는 혼합윤활상태에 있는 것으로 판단되어지는데, 이와같은 여러가지 어려운 조건 때문에 윤활상태를 파악하는데, 어려운점이 뒤따르게 된다. 위와 같은 배경에 착안하여 본 연구에서는 유압베인펌프를 모델화하여 변동하중상태에서 실험이 가능한 장치를 제작, 사용하여 베인 선단 슬라이딩부분의 윤활상태를 파악하였다.
서울대학교 의공학과에서는 부분적인 심부전 판자의 보조 및 치료장비로 전기유압식 좌심실 보조 장치를 개발하고 있다. 이 장비의 경우 인체의 좌심방 및 대동맥에 직접 연결되므로 실제적으로 좌심실 보조 장치의 박출량을 센서를 통하여 알아내는 데에는 여러가지 어려움이 따른다. 이러한 필요성에 비추어 전기유압식 좌심실 보조 장치의 박출량을 시스템을 ARX모델로 모델링하여 RLS(Recursive Least Square) 알고리듬을 이용하여 추정하였다. 그 결과 비교적 높은 정착도로 박출량이 추정됨을 볼 수 있었다. 하지만, ARX모델의 특성상 원래 본 연구의 시작과정에서 분석한 시스템의 동적 특성을 완전하게 반영할 수 없었다. 앞으로 시스템의 파라미터 추정 과정에서 이미 주어진 동적 특성은 고정시키고 나머지 파라미터들만을 추정하는 알고리듬을 개발하는 것도 흥미로운 과제라 할 수 있다.
기존의 유압식 엘리베이터에서 엘리베이터 카의 하강행정 동안 손실 되는 유압 에너지를 회수하여 재사용하기 위하여 개발한 유압식 엘리베이터용 하이브리드 형 에너지 저감 장치에 대한 성능 특성에 관하여 연구하였다. 회수된 에너지는 축전지에 저장하여 재사용할 수 있도록 구성되어 있으며, 엘리베이터의 구동 조건에 따른 에너지 저감장치의 출력 특성, 효율 및 에너지 회수율 등에 관하여 실험을 통하여 규명하고자 하였다. 본 연구의 결과들은 하강행정 동안 버려지는 에너지의 회수율이 최대 약 54%로 에너지 저감 장치의 압력, 유량, 출력 전압과 전류, 효율 및 에너지 회수율 등과 같은 성능 특성들이 안정적이고 양호하다는 것을 보여주고 있으며, 본 연구를 통하여 유압식 엘리베이터의 에너지 저감 장치를 통하여 하강행정 동안 회수된 에너지를 재사용하데 매우 유용하며, 상용화 가능성이 충분하다는 것을 확인하였다.
한국형 발사체 지상고정 장치는 발사체 이륙시 엔진 최대 추력에서 고정을 해제 한다. 고정력을 일시에 제거하면 추진체가 탱크 내부에서 상하로 진동하는 Ka Doing a Doing a Doing Mode를 유발할 수 있으므로, 점진적으로 고정력을 제거하는 기능이 필요하다. 본 연구에서는 이를 만족하기 위해 축압기 및 파이로 밸브로 유압구동기를 작동하고 구동기내 오리피스로 속도를 제어하는 지상고정장치 유압시스템의 작동 시험을 수행하였다. 주요 설계변수 변화 의한 유압구동기 운동속도의 영향을 분석하여 이를 바탕으로 구동기 요구속도를 만족시킬 수 있는 유압구동기 설계값들을 도출하였다. 이를 통하여 최대추력에서 동작할 수 있는 발사체 지상고정 장치의 개발을 위한 공학적 기반을 마련하였다.
유압장치를 사용함에 따라 발생하는 오염물의 순서에 따라 그에 대한 대책을 다음 (표 1)에 표 시한다. 열화, 오염 요인의 점검 항목으로서는 (1) 발생녹 (2) 수분함유량 (3) 스러지량 (4) 외부 로의 혼입 오염물 (5) 열의 발생 복사열 (6) 도료 (7) 필터 (8) 유압작 등유가 있다.
기존의 유압실험장치는 단순히 유압회로도만을 구성하도록 되어 있기 때문에 수업시 학생들의 흥미를 유발시키지 못하면서 강의 효과를 떨어뜨리고 있는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 기계공학실험중 유압실험에 관한 공학교육의 효과를 높이기 위해 학생들이 눈으로 쉽게 유동을 파악할 수 있는 유압시스템을 개발하였다. 이를 위하여 유압구성품은 아크릴로 정밀가공을 하여 투명성을 유지시켜 주었고, 기존의 불투명한 관은 투명하면서 유연한 관으로 교체하였다. 유체의 흐름을 눈으로 확인할 수 있도록 적색의 오일을 사용하였다. 더 나아가 제작된 유압장치를 이용하여 이론수업시 OHP와 함께 사용한다면 밸브의 구조를 명확히 이해할 수 있는 장점을 가지고 있다. 개발된 비주얼 유압 시스템을 이용한다면 유압 분야의 기본 이론이나 원리를 쉽게 이해시킬 수 있어 학생들의 학습증진에 기여할 수 있고 교과목의 목적을 충분히 구현할 수 있어 그 교육 효과가 매우 클 것으로 기대된다.
선박내의 발전장치로는 독립된 디젤기관으로 구동되는 발전장치를 사용하는 것이 일반적이자만, 근래에는 에너지 절약과 관리, 보수의 편의를 목적으로 축발전(Shaft Generator) 시스템이 연구, 개발되고 있다. 본 연구에서는 비교적 가격이 저렴하고, 설치 공간이 적으면서고 양질의 교류전력을 얻을 수 있어 소형선박에서 사용하기에 적합한 축발전 시스템으로, 마이크로컴퓨터에 의하여 제어되는 유압구동식 축발전시스템을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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