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과거의 농민들은 대부분 인력으로 농사를 지었지만, 농부가 점차 감소하고 일손이 부족해진 현시대에는 농업 기계 분야가 없어서는 안 될 중요한 산업 분야로 자리 잡게 되었다. 농업 기계 중에서도 트랙터와 콤바인은 전 세계적으로 널리 사용되고 있으며 사용 빈도가 높아질수록 소비자의 요구 사항도 늘어나고 있다. 이러한 시대의 흐름은 농업기계의 성능 향상으로 나타나고 있으며 본 논문이 작성되고 있는 현시대에는 완충시스템을 이용하여 승차감이 향상된 농업기계가 개발되었을 뿐만 아니라 효율 향상에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 농업기계에 사용되는 변속 시스템은 기계식과 유압식으로 구분되며, 유압식 무단 변속 시스템을 정유압 변속기라 지칭한다. 본 연구의 대상은 정유압 변속기를 사용하는 트랙터이며 구동 중 작업자가 불쾌감을 느낄 정도로 변속충격이 발생하여 변속 충격을 억제하고 성능을 개선하기 위해 연구하게 되었다. 컴퓨터와 해석응용프로그램의 발전으로 ...

과거의 농민들은 대부분 인력으로 농사를 지었지만, 농부가 점차 감소하고 일손이 부족해진 현시대에는 농업 기계 분야가 없어서는 안 될 중요한 산업 분야로 자리 잡게 되었다. 농업 기계 중에서도 트랙터와 콤바인은 전 세계적으로 널리 사용되고 있으며 사용 빈도가 높아질수록 소비자의 요구 사항도 늘어나고 있다. 이러한 시대의 흐름은 농업기계의 성능 향상으로 나타나고 있으며 본 논문이 작성되고 있는 현시대에는 완충시스템을 이용하여 승차감이 향상된 농업기계가 개발되었을 뿐만 아니라 효율 향상에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 농업기계에 사용되는 변속 시스템은 기계식과 유압식으로 구분되며, 유압식 무단 변속 시스템을 정유압 변속기라 지칭한다. 본 연구의 대상은 정유압 변속기를 사용하는 트랙터이며 구동 중 작업자가 불쾌감을 느낄 정도로 변속충격이 발생하여 변속 충격을 억제하고 성능을 개선하기 위해 연구하게 되었다. 컴퓨터와 해석응용프로그램의 발전으로 기계공학 분야는 큰 발전을 이루었다고 할 수 있다. 세계적인 기업들은 기계 시스템의 개발단계 이전에 컴퓨터를 이용하여 시스템을 분석할 뿐만 아니라 최적설계를 수행하여 시스템에 적합한 설계변수를 도출한다. 이러한 개발 과정은 신제품 개발, 시스템 문제 해결 그리고 성능 향상에 필요한 연구 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있기 때문에 해석응용프로그램을 이용하는 것이 일반화되고 있다. 연구진행 방법을 정리하면 다음과 같다. 정유압 변속기의 구조와 작동원리를 분석하고 중립밸브의 수학적인 모델링을 수립하여 변속 충격이 발생하는 원인을 예측하였다. 실차 시험과 해석 결과에서도 변속충격의 발생 원인이 수학적 모델에서 예측한 것과 동일한 부분에서 발생한다는 것을 확인하였다. 수학적 모델에서 예측한 문제점을 검토하고 그 외의 변속 충격이 발생조건을 확인하기 위해 다양한 작동 조건에서 실차 시험을 수행하였다. 시험 결과를 컴퓨터로 분석하여 변속 충격이 발생할 때의 압력과 주파수 범위를 파악하였다. 컴퓨터 해석 응용프로그램을 이용하여 정유압 변속기의 해석모델을 개발하였다. 해석모델의 신뢰성은 시험 결과와 해석 결과를 비교하여 검증하였으며 해석 모델을 이용하여 설계변수 민감도 분석을 수행하였다. 설계변수 민감도 수행 결과 각각의 설계변수가 변속충격에 미치는 영향을 분석해 시험에서 얻은 저크 발생 주파수 범위에서도 변속충격을 억제할 수 있는 설계 방안을 정량적으로 제시하였다. 제시한 문제 해결 방안을 기반으로 중립밸브를 재설계한 후 실차 시험을 수행함으로써 변속충격이 발생하지 않는다는 것을 확인하였다. 이는 해석모델의 신뢰성을 한 번 더 검증한 것이며 사용 중 다른 문제가 발생하거나 새로운 시스템을 개발하는데 유용이 사용될 것으로 판단된다. 본 연구는 트랙터의 변속충격을 억제하기 위해 해석응용프로그램을 이용하여 시스템의 문제점을 파악하고 해결 방안을 제시함으로써 변속 충격을 개선하는 과정이다.