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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10006871&local_id=10013448
차량 변속장치용 첨단 무단변속장치 개발
Reports NRF is supported by Research Projects( 차량 변속장치용 첨단 무단변속장치 개발 | 2005 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 박노길(부산대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00010
Year(selected) 2005 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2007년 01월 29일
Year type 결과보고
Year(final report) 2007년
Research Summary
  • Korean
  • 무단변속장치는 제어성이 기어변속장치에 비해 뛰어나고 유연한 변속이 가능하므로 진동소음이 월등히 줄어들어 많은 장점을 가지고 있지만 토크용량이 작아서 최근까지 실용화에는 별다른 진전이 없었으나, 이번에 새로 고안한 내구면 마찰식 무단변속장치(ISCVT: Inner Spherical Continuously Variable Transmission)는 현재 자동차에 부분적으로 적용되는 벨트식 또는 토로이달식 무단변속장치보다 운전성/내구성/진동소음 등의 변속기 성능면에서 탁월하고, 토크용량도 월등히 크고 수명시간도 길어서 실용화 연구에 더욱 박차를 가할 필요가 있다.
    ISCVT는 마찰차, 가압장치, 속도조절장치로 구성되는데, 마찰차 접촉부에 오목-볼록 구면접촉을 구현함으로서 전달력을 극대화하였다. 또한 구면접촉은 최소의 스핀로스를 발생시키고, 접촉점에서의 응력을 완화시켜주므로 동력밀도가 높고, 전체 전동효율이 개선되었다. 또한, 수명시간이 기존 CVT에 비해 크게 개선되었고, coaxial type을 채택하여 매우 우수한 packageability를 구비하였다.
    본 과제에서는 새로 개발한 내구면 마찰식 무단변속장치에 대한 모사실험(Simulation) 및 시제품 성능실험을 보다 효과적으로 수행하기 위해 오랜기간 무단변속장치를 연구해오고 있는 UTS engineering Team(호주)과 협력연구를 하기로 하였고, 1년간의 방문연구를 통하여 공동연구로서 무단변속장치의 메커니즘과 동적특성 연구, 차량변속기에 적용(시뮬레이션과 파워트레인 실험 장치를 이용한 실험)을 수행하였다.
  • English
  • An Inner Spherical CVT (ISCVT) transfers the power by the traction force of the lubricant fluid film on the point contact between concave and convex sphered rolling bodies. Therefore the mechanism of the ISCVT has the larger torque capacity, the less spin loss, the better stability, and the IVT capability. In this paper, we developed a prototype of ISCVT for a 125cc single cylinder motorcycle with a maximum torque of 13.73 Nm at 8,000 rpm. The design parameters for the prototype were determined by optimal design procedure based on the mechanical model of the ISCVT. During the procedure, the transmission performances - the efficiency, the life time, the maximum severe stresses on the each parts of the ISCVT, and the needed work for changing ratio - were simulated. The predicted power efficiency of the prototype was around 90% in overall driving conditions, and the life span more than 50,000 hours. The prototype was manufactured and installed in the motorcycle to test the transmission performances. The experimental result of the prototype shows that the power efficiency under the frequently driving conditions is about 70~85%, which is rather a fine performance in the motocycle transmission in spite of a little difference from the simulation. The full-throttle performance, the road load performance and the parasitic loss test was also investigated
Research result report
  • Abstract
  • 무단변속장치는 제어성이 기어변속장치에 비해 뛰어나고 유연한 변속이 가능하므로 진동소음이 월등히 줄어들어 많은 장점을 가지고 있지만 토크용량이 작아서 최근까지 실용화에는 별다른 진전이 없었으나, 이번에 새로 고안한 내구면 마찰식 무단변속장치(ISCVT: Inner Spherical Continuously Variable Transmission)는 현재 자동차에 부분적으로 적용되는 벨트식 또는 토로이달식 무단변속장치보다 운전성/내구성/진동소음 등의 변속기 성능면에서 탁월하고, 토크용량도 월등히 크고 수명시간도 길어서 실용화 연구에 더욱 박차를 가할 필요가 있다.
    ISCVT는 마찰차, 가압장치, 속도조절장치로 구성되는데, 마찰차 접촉부에 오목-볼록 구면접촉을 구현함으로서 전달력을 극대화하였다. 또한 구면접촉은 최소의 스핀로스를 발생시키고, 접촉점에서의 응력을 완화시켜주므로 동력밀도가 높고, 전체 전동효율이 개선되었다. 또한, 수명시간이 기존 CVT에 비해 크게 개선되었고, coaxial type을 채택하여 매우 우수한 packageability를 구비하였다.
    본 과제에서는 새로 개발한 내구면 마찰식 무단변속장치에 대한 모사실험(Simulation) 및 시제품 성능실험을 보다 효과적으로 수행하기 위해 오랜기간 무단변속장치를 연구해오고 있는 UTS engineering Team(호주)과 협력연구를 하기로 하였고, 1년간의 방문연구를 통하여 공동연구로서 무단변속장치의 메커니즘과 동적특성 연구, 차량변속기에 적용(시뮬레이션과 파워트레인 실험 장치를 이용한 실험)을 수행하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 과제에서 UTS engineering Team(호주)와 협력연구를 통하여, 기 개발하였던 13.2kW@8,000rpm 급 엔진용(125cc급 이륜차) ISCVT 프로토타입의 성능평가와 동특성연구, 성능실험을 수행하였다. 성능실험은 SAE의 CVT 성능평가 지침을 기준으로 하여 표준화 하였다.
    동력 및 변속장치의 용도는 상당히 넓다고 볼 수 있는데, power density가 매우 높은 신 개념의 메커니즘이 실용화에 성공하게 되면, 운전성 및 제어성에 있어서 성능 향상이 괄목할 만하며, 특히 기존의 기어식 등에서 얻어지는 진동 소음의 문제가 크게 해결됨으로 인하여 전반적인 동력변속장치에 있어서 성능향상이 크게 이루어질 것이다.
    본 연구과 관련하여, 현재 개발하고 있는 ISCVT는 최초로 제안된 내구면 마찰차이므로, 승용차 및 각종 변속장치 관련 적용 가능한 응용 분야는 매우 넓고, 학문적으로도 다음 단계로의 기초 연구가 매우 많다. 연계하여 현재까지 수행해온 개발 과제로 스쿠터, 자전거, 소형차에 적용되는 프로토 타입을 개발한 바 있는데, 본 과제에서 수행한, 메커니즘과 동적특성 연구, 성능실험 체계 검증을 통해 해당 애플리케이션에의 적용에 기반 기술로 적용할 수 있다.
  • Index terms
  • 무단변속장치, 파워트레인, 내구면 마찰식, 운전성능, 수명시간
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