학술논문
습식 클러치 체결 과정에서 μ-V-P-T Map을 이용한 체결 토크 연구 / A Study on Engagement Torque using μ-V-P-T Map in Wet Clutch Engagement system
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
Language
Korean
Abstract
습식 클러치의 체결 과정(engagement)은 두 개의 플레이트(Plate)가 사이에 유체(Fluid)를 두고 서로 다른 속도로 회전하는 과정에서 하나의 플레이트가 하중을 받아 접촉하며 동기화 되는 과정을 말한다. 이러한 과정에서 두 플레이트는 슬립에 의한 마찰 토크가 발생하게 되는데, 이 마찰 토크는 두 플레이트의 직접적인 접촉에 의한 기계적 접촉 토크와, 두 플레이트 사이의 유체의 존재로 인한 점성 토크가 발생하게 된다. 동력 전달 성능 향상과 클러치 플레이트의 수명 예측을 위해서는 마찰 토크의 정확한 규명이 요구되지만, 다판이라는 구조적 특성과 오일의 점성 등에서 발생하는 점성토크의 영향을 받기 때문에 정확하게 예측하는데 어려움이 있다.본 논문에서는 이를 해결하기 위해 레이놀즈 방정식과 힘 평형 방정식에서 유도된 습식 클러치의 수식적 체결 모델을 Matlab/Simulink를 통해 구현하였다. 이 시뮬레이션 모델은 그루브(Groove), 표면 거칠기, 내외경 크기 등의 주요 설계변수와 상대 접촉 회전 속도, 작동 유압력의 변화 등 작동 조건에 따라 변화하는 마찰 계수의 영향을 고려하고 있다.습식 클러치의 수식적 체결 모델의 실효성을 증명하기 위하여 SAE NO#2 실험기 통해 얻은 마찰 계수를 데이터 맵 화하여, 실험 조건에 맞춰 적용하였다. 클러치에 가해지는 하중, 초기 상대속도에 따라 변하는 마찰 계수 파라미터 변화를 통해, 수식적 체결 모델 결과와 SAE NO#2 실험 결과를 비교, 분석하고, 이를 통해 습식 클러치 체결 전달 토크의 영향 인자에 대한 특성을 연구하였다.
Engagement of the wet clutch refers to a process in which one plate is contacted and synchronized with a load while two plates are rotated at different speeds with a fluid therebetween. In this process, the two plates generate friction torque due to slip, which generates mechanical contact torque due to direct contact between the two plates and viscous torque due to the presence of fluid between the two plates. In order to improve the power transmission performance and predict the life of the clutch plate, accurate friction torque is required. In order to solve this problem, a mathematical engagement model of wet clutches derived from the Reynolds equation and the force balance equation is implemented using Matlab/ Simulink. The simulation model takes into account the key design variables such as grooves, surface roughness, and inner and outer diameters, as well as the effects of friction coefficients that vary with operating conditions, such as changes in relative rotational speed and operating hydraulic forces.In order to prove the effectiveness of the formula of the wet clutch, the friction coefficients obtained by the SAE NO#2 tester were data-mapped and applied according to the experimental conditions. Also compared and analyzed the results of the formal engagement model and the SAE NO#2 experiment and studied the characteristics of the influence factors of the transmission torque of the wet clutch.
Engagement of the wet clutch refers to a process in which one plate is contacted and synchronized with a load while two plates are rotated at different speeds with a fluid therebetween. In this process, the two plates generate friction torque due to slip, which generates mechanical contact torque due to direct contact between the two plates and viscous torque due to the presence of fluid between the two plates. In order to improve the power transmission performance and predict the life of the clutch plate, accurate friction torque is required. In order to solve this problem, a mathematical engagement model of wet clutches derived from the Reynolds equation and the force balance equation is implemented using Matlab/ Simulink. The simulation model takes into account the key design variables such as grooves, surface roughness, and inner and outer diameters, as well as the effects of friction coefficients that vary with operating conditions, such as changes in relative rotational speed and operating hydraulic forces.In order to prove the effectiveness of the formula of the wet clutch, the friction coefficients obtained by the SAE NO#2 tester were data-mapped and applied according to the experimental conditions. Also compared and analyzed the results of the formal engagement model and the SAE NO#2 experiment and studied the characteristics of the influence factors of the transmission torque of the wet clutch.