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자동변속기에서 2중 동조 강성형 클러치를 이용한 입력축의 비틀림 진동 및 차체 진동의 개선에 관한 연구
A Study of Improvement on the Torsional Vibration of Input Shaft and Structural Vibration of Vehicle Using Tunable Dual Stiffness Type Clutch in Auto-transmission 원문보기

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.20 no.10 = no.163, 2010년, pp.883 - 890  

정병환 (현대자동차) ,  황선양 (현대자동차) ,  강구태 (현대자동차)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

According to torsional vibration characteristic of a tunable dual stiffness type clutch(TDSTC) in auto-transmission, the input shaft system have occurred breakdown for the duration cycle and over-vibration happened on vehicle at specific condition. This paper introduces the improvement of the torsio...

주제어

#2중 동조 강성형 클러치   #입력축   #비틀림진동   #자동변속기  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 연구에서는 엔진에서 발생하는 과도한 비틀림 진동이 TDSTC를 통과하여 변속기 내부로 전달될 때, 입력축 연계 부품의 내구성 단축에 의한 파손과 2차 진동인 차체의 과도한 구조 진동이 발생하는 현상을 규명하고, 이의 개선안을 제시하고자 한다.
  • 지금까지 입력축에서 발생하는 과도한 비틀림 진동의 원인은 TDSTC와 연결된 입력축 시스템의 공진에 의한 것임을 알 수 있었다. 이 절에서는 TDSTC의 토크 영역에 따라 입력축의 공진 점이 변화하는 경향을 분석하고, 이의 개선 방향을 수립하고자 한다.
  • 이상에서 자동 변속기의 TDSTC에 의한 입력축의 내구 문제와 주행 중 차체 과다 진동에 대한 발생 원인 및 개선 결과를 살펴보았고, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동변속기의 TDSTC의 역할은? 자동변속기의 TDSTC(tunable dual stiffness type clutch)는 차량이 일정 속도 이상으로 주행 시 TCU(transmission control unit)의 제어에 의해 작동하며, 엔진의 구동력을 손실 없이 직접 변속기 입력축으로 전달하는 역할을 한다. Fig.
자동 변속기의 TDSTC에 의한 입력축의 내구 문제와 주행 중 차체 과다 진동에 대한 발생 원인 및 개선 결과를 연구하고 얻은 결론은? (1) 고출력 직렬 4기통 디젤 엔진과 같이 엔진에서 큰 폭의 회전 변동량이 유입되는 자동 변속기의 경우, 엔진의 회전 진동을 흡수하는 TDSTC의 1차 토크 영역은 엔진 출력 이상의 토크 용량과 적절한 히스테리시스를 유지하여야 한다. (2) 엔진에서 전달되는 구동 토크가 TDSTC를 통과할 경우 입력축의 비틀림 진동에 의하여 입력축과 연계된 부품의 내구성 단축으로 인한 파손이 일어날 수 있으며, 이는 TDSTC의 비틀림 특성 최적화를 통해 개선될 수 있다. (3) 변속기 입력축 시스템에서 발생하는 비틀림 진동의 공진 피크는 TDSTC의 히스테리시스 증대로 개선될 수 있으나, 스프링의 강성이 과도하게 큰 경우 히스테리시스의 효과는 미미해 진다. (4) 스프링의 강성 차이가 큰 TDSTC의 1차와2차 경계 영역에 엔진 출력이 위치 할 경우 스프링의 상호 작용에 의해 비틀림 강성이 변경되고 과도한 비틀림 진동을 유발하는 영역에서 차체 구동계의 구조 진동 고유진동수와 일치하여 과도한 진동이 발생할 수 있다. (5) 이 연구를 통하여 자동 변속기의 TDSTC에 대한 설계 가이드 및 튜닝 기술을 통해서 차량의 전체적인 진동을 개선하였으며, 향후 개발 차량에서의 당사 독자 기술로 개발이 가능할 것으로 판단된다.
자동변속기의 토크 컨버터는 어떻게 구성되는가? 자동변속기가 장착된 차량에서 엔진의 구동력은 토크 컨버터를 통하여 변속기 내부에 전달되고, 각종 기어의 조합에 의해 차량의 속도와 구동력을 발생시킨다. 자동변속기의 토크 컨버터는 임펠러와 터빈, 2중 동조 강성형 클러치(TDSTC) 세 부분으로 구성된다. 임펠러와 터빈은 엔진의 구동력을 유체를 이용하여 변속기 내부로 전달하는 역할을 하고, TDSTC는 차량 운전 조건에 따라 엔진과 변속기를 직결시켜 차량의 연비를 향상시키는데 사용된다.
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참고문헌 (4)

  1. Andrew Szadkowski, Edward Prange, Nagi G. Naganathan, 1995, “Hysteresis Effects on Driveline Torsional Vibrations,” SAE 951293. 

  2. Andrew Szadkowski, Ronald, B. M., 2001, “LTD - Long Travel Damper,” SAE 2001-01-2806. 

  3. Klaus, S., 2000, “Clutch Tuning to Optimize Noise and Vibration Behavior in Trucks and Buses,” SAE 2000-01-3292, 2000. 

  4. Ercole, G., Mattiazzo, G., Mauro, S., Velardocchia, M., Amisano, F. and Serra, G., 2000, “Experimental Methodologies to Determine Diaphragm Spring Clutch Characteristic,” SAE 2000-01-1151. 

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