초록 ▼

연구목표
본 연구에서는 압력전파경로의 특성을 규명하고 적합한 방식의 맥동감쇠기(attenuator)를 추가시킴으로서 맥동 및 소음을 저감시키고자 한다. 실제 유압시스템에서 운전시간에 따라 수반되는 점도(viscosity) 및 체적탄성계수(bulk modulus)등 매개변수 변화에 적절히 대처하기 위해 맥동 감쇠특성이 양호할 뿐만 아니라 감쇠효과 영역이 넓은 유압식 압력필터의 개발을 시도한다. 아울러 유압펌프 회전속도의 변화로 인해 유발되는 맥동에 적절히 대응할 수 있는 능동형 압력필터의 설계를 본 연구의 최종목표로 설정하였다.

연구목표
본 연구에서는 압력전파경로의 특성을 규명하고 적합한 방식의 맥동감쇠기(attenuator)를 추가시킴으로서 맥동 및 소음을 저감시키고자 한다. 실제 유압시스템에서 운전시간에 따라 수반되는 점도(viscosity) 및 체적탄성계수(bulk modulus)등 매개변수 변화에 적절히 대처하기 위해 맥동 감쇠특성이 양호할 뿐만 아니라 감쇠효과 영역이 넓은 유압식 압력필터의 개발을 시도한다. 아울러 유압펌프 회전속도의 변화로 인해 유발되는 맥동에 적절히 대응할 수 있는 능동형 압력필터의 설계를 본 연구의 최종목표로 설정하였다.
연구내용
* 관로동특성 실험장치 개발 : 전체 실험장치 구성, 주요 구성요소의 calibration, 운용프로그램의 개발
* 단일 관로 시뮬레이션 프로그램 개발 : 연속계 모델 관로 동특성 이론의 종합 정리, 시간응답 FFT 시뮬레이션, 모드 근사화 시뮬레이션 프로그램 개발
* 압력 파형의 전파 시뮬레이션 : 시뮬레이션 프로그램 완성, 펌프 맥동 및 출구폐쇄관로 (water hammer) 시간응답 예측 시뮬레이션 완성
* 맥동 발생기 설계 및 제작 : 순수 사인파형 맥동 발생기구 설계 제작, DC 유량형 스크루펌프로 구성된 유량맥동 실험장치 구축
* 압력제어밸브 실험적 동특성 모델 개발 : 펌프 출구의 필수요소인 릴리프 밸브의 응답특성 계측, 특성실험을 통해 정특성 및 단순 동특성 모델의 유도
* 단일 관로 응답의 측정 및 분석 : 강관의 압력 입력 및 유량입력 경우의 시간응답 계측 및 주파수 응답 측정, 이론 모델과의 비교
* 관로 내 유체의 체적탄성계수 측정실험 : 이론 해석의 기초데이터로 강관 및 호스에 대하여 체적탄성계수 및 압력전파 속도의 측정법 개발 및 측정 정리
* 수동형 맥동 감쇠기의 응답특성 평가 : 기존 수동필터의 주파수 특성 분석 및 분기 관로에서의 중간 필터요소의 응답성 평가, 필터설계의 기본방향 설정
연구성과
* 수동형 맥동 감쇠기의 특성함수 유도 : 기존 및 새로운 형태의 총 24종의 수동형 필터의 특성 전달함수 유도
* 수동형 맥동 감쇠기의 특성분석 프로그램 개발 : 총 24종 필터의 주파수 및 시간 응답특성 및 필터 매개변수의 영향도를 분석하기 위한 프로그램 개발
* 튜닝형 맥동 감쇠기의 설계 : 유압시스템 매개변수 변화에 대응하기 위한 필터의 공진주파수 조절이 가능한 튜닝형 맥동필터의 제안 및 설계방법 개발
* 능동형 맥동 감쇠기의 설계 : 튜닝형 필터에 3way valve와 차동회로를 결합하여, 시스템 특성변동에 능동적으로 필터주파수를 조절하여 압력/유량맥동 감소

Abstract ▼

Purpose of Research
In this study, identification of the pressure wave transmission paths characteristics and attenuation of the pressure ripple wave in the hydraulic circuits was tried by inserting an pressure ripple attenuator. In order to cope with parameter variation of hydraulic oil and syst

Purpose of Research
In this study, identification of the pressure wave transmission paths characteristics and attenuation of the pressure ripple wave in the hydraulic circuits was tried by inserting an pressure ripple attenuator. In order to cope with parameter variation of hydraulic oil and system operating speed, tuneable pressure filter was designed and active control of the filter frequency was tried.
Contents of Research
* experimental setup : overall experimental apparatus setup, major component calibration, operating software development
* develop simulation program for a hydraulic line : summary of all continuous time domain models, time domain FFT & modal approximation simulation
* simulation of pressure wave propagation : pump fluctuating flow input and closed-end line (water hammer) time-domain simulation
* design & manufacturing a flow ripple generator : pure sine wave flow ripple generator and DC flow screw pump system setup
* develop pressure control valve models : measurement of pressure response of relief valve necessary at every of pump outlet, new dynamic & static model
* measurement & analysis of a pipeline response : measure the time response and frequency of a steel pipe pressure, compare theory and experiment
* measurement of effective bulk modulus : measure the sound propagation speed and bulk modulus within a steel pipe and hydraulic hose
* evaluation of passive pressure ripple attenuator : analysis frequency response of existing passive filters, evaluation of filters as a pipeline branch element
Effectiveness of Research
* transfer function derivation of passive filters : derive transfer functions of existing and new, total 24 types, passive filters
* development of filter characteristic analysis programs: program for frequency and time response analysis and effect of variation of filter parameters
* design of a tuneable pressure filter : design of a tuneable filter of resonance frequency to cope with hydraulic system parameters variation
* design of a active pressure ripple suppressing circuit : design active filtering circuit with tuneable filter and control of the filter suppressing pressure/ outlet flow ripple

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문 ...4
• 1. 국문요약문 ...4
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ...5
• 1. 국문요약문 ...5
• 2. 영문요약문 ...6
• Ⅲ. 연구내용 ...7
• 1. 서론 ...7
• 2. 연구방법 및 이론 ...9
• 3. 결과 및 고찰 ...17
• 4. 결론 ...22
• 5. 인용문헌 ...22