Development of Analysis Model of Pressure·Flow-controlled Swash Plate Type Pump for Evaluating Feasibility of Design

Development of Analysis Model of Pressure·Flow-controlled Swash Plate Type Pump for Evaluating Feasibility of Design

Geun-Ho Lee ･ Dae-Kyung Noh ･ Sung-Su Park ･ Dae-Hee Lee ･ Jung-Man Jin ･ Joo-Sup Jang

ABSTRACT

This study aims to verify the feasibility of design by developing pressure·flow-controlled swash plate type pump with the use of SimulationX, a computer analysis program. Developing analysis model based on design drawing data has a cost-saving effect because it is possible to figure out the effectiveness of design through the work and it never falls into repeated inaccuracies in the production process. Analysis model is developed in the following order. First, the structure of each part such as valve and rotating unit which have dynamic factor is analyzed and the modeling of single component is carried out, reflecting drawing data. Second, the modeling of pump assembly is carried out with the combination of each analysis model and a work is conducted to determine whether the modeling can perform pressure·flow control function according to load condition smoothly based on design intent. At the end of the modeling process, the feasibility of design is verified by showing the parts which are moving as expected mechanism.

Key words : Analysis Model, Proto Type, Mechanism, Modeling, Feasibility

요 약

본 연구는 컴퓨터 해석프로그램 SimulationX로 압력·유량 제어형 사판식 피스톤 펌프의 해석모델을 개발하여 설계의 타 당성을 검증하는 것을 다룬다. 설계도면의 제원을 바탕으로 해석모델을 개발하게 되면 프로토타입 제작 이전에 설계의 유효 성을 미리 판단할 수 있고 이로 인해 제작상의 반복적 오류를 범하지 않기 때문에 개발비 절감의 효과를 가져올 수 있다.

해석모델 개발의 진행순서는 다음과 같다. 먼저 동역학적 요소가 포함된 밸브, 회전부 등의 각 부품의 구조를 분석하고 도면 의 제원을 반영하여 단품 모델링을 한다. 각각의 해석모델을 조합하여 펌프 어셈블리 모델링을 하고 이것이 설계의도에 맞게 부하조건에 따른 압력·유량제어 기능을 원활히 수행할 수 있는지 파악한다. 모델링 절차의 마지막에는 예상했던 메카니즘대 로 부품들이 움직이는 모습을 보여줌으로서 설계의 타당성을 검증한다.

주요어 : 해석모델, 프로토타입, 메카니즘, 모델링, 타당성

* 이 연구는 중소기업청에서 시행한 중소기업기술개발 지원사업의 기술개발결과입니다.

Received: 31 August 2016, Revised: 28 November 2016, Accepted: 28 November 2016

Corresponding Author: Joo-Sup Jang

Gachon University, Department of Mechanical Engineering

1. 서론

유압시스템은 동력밀도가 높아서 소형화에 유리하며, 고내구성을 지니고 있기 때문에 주로 가혹한 환경에서 운행하는 장비에 활용된다. 유압펌프는 이러한 유압시스 템의 중심에 있는 장비로써 유압장비를 구동시키기 위해 필요한 유량을 송출해주는 역할을 한다. 모든 유압펌프는 용적식 펌프로 분류되며, 펌프의 회전수에 송출유량이 정 비례하는 관계를 갖는다(Anthony, 2009)(Lee, 2012).

일반적으로 산업기계에서는 고정회전속도를 가진 전 기모터를 유압펌프의 회전원으로 사용하기 때문에 어떠 한 엑추에이터의 구동여부에 관계없이 유압펌프에서는 계속 유량이 토출되게 된다. 이렇게 토출된 유량은 엑추 에이터로 운동을 하는데 소요되지 못하기 때문에 결국 릴리프밸브를 통해 탱크로 귀환하게 된다. 즉, 쓸모없는 유량이 발생한다는 것이다. 엑추에이터의 거동이 없을 경 우 토출구의 압력은 릴리프밸브의 설정압력이 되며 이는 시스템의 한계압력이 된다. 이때 펌프를 구동시키기 위해 필요한 최소동력은 펌프 토출구의 압력과 토출유량을 곱 한 유압마력이 된다. 즉, 고정용량형 펌프를 사용하는 유 압시스템은 액추에이터의 거동이 필요 없을 때 가장 많 은 동력이 소요되고 있다는 것이다(Hyun 등, 2000)(Kim 등, 1994). 유압 엑추에이터가 동작하지 않을 때 가장 많 은 전기를 소모하고 있다는 사실은 공장을 운영하는 운 영자의 입장에서는 상당한 손실이라 할 수 있다. 이러한 유압펌프의 한계를 극복하기 위하여 압력·유량 제어형 펌프가 개발되었고, 본 연구에서 다루는 사판식 펌프 역 시 마찬가지이다. 압력·유량 제어형 펌프는 압력의 차이 를 감지하여 유량을 가변 할 수 있다. 이는 엑추에이터의 동작이 필요 없을 경우 펌프 자체의 토출유량을 0으로 만 들 수 있다는 말이 된다. 또한 가변의 범위가 자유로워 전기모터의 회전속도를 제어하지 않고도 사용자의 의도 대로 유량을 제어할 수 있다. 이러한 펌프는 구조가 복잡 하여 제작비가 많이 소요된다. 일반적으로 펌프를 개발할 때는 프로토타입을 여러 대 제작하여 설계의도대로 동작 하는지에 대하여 다양한 시험을 한다. 프로토타입의 제작 은 개발비의 많은 부분을 차지하고 있으며, 제작 대수를 줄일 수만 있다면 개발비의 절감효과를 볼 수 있다. 현재 국내에서 수행된 사판식 피스톤 펌프에 대한 연구사례들 을 살펴보면 펌프의 제어성능 개선을 위한 연구와, 펌프 내부의 윤활특성에 관한 연구가 있다. 학술적으로 우수한 결과를 보여주는 연구이지만 프로토타입이 존재해야만 진행이 가능한 연구이기도 하다(Hong 등, 2013)(Cho 등, 2013a, 2013b). 프로토타입 없이 시뮬레이션만으로 설계 의 유효성을 살펴본 연구도 존재하나, 펌프 회전부의 왕 복피스톤에 집중된 연구결과를 보여준다(Yoon 등, 2012). 본 연구는 압력·유량 제어형 펌프의 프로토타입을 굳이 제작하지 않고도 밸브를 포함한 모든 구성부품의 설계의 유효성을 판단 할 수 있는 해석모델을 개발하는 데 그 목적이 있다.

연구진행방법은 다음과 같다. 먼저 동역학적 요소가 포함된 각 부품의 구조를 분석하여 힘이 작용하거나 변

화할 만한 요소에 대하여 파악한다. 그 후 도면의 제원을 반영하여 단품 모델링을 한다(Jang, 2011a, 2011b). 마지 막으로 각각의 구성부품을 조합하여 펌프 어셈블리 모델 링을 수행하고, 설계의도에 맞게 부하조건에 따른 압력·

유량제어가 가능한지 확인한다. 모델링 절차의 마지막에 는 예상했던 메카니즘대로 부품들이 움직이는 모습을 보 여줌으로써 설계의 타당성을 검증한다. 해석에 사용된 소 프트웨어는 독일 ITI사에서 개발된 SimulationX이다. 이 소프트웨어는 유압해석에 특화되어있는 해석도구이며, 카탈로그의 스펙이나 설계도면을 기준으로 유압시스템의 설계를 검증, 분석하는데 널리 활용되고 있으므로 본 연 구에 적용하였다(Noh 등 2013, 2015).

2. 펌프 구성부품 해석모델 개발

Fig. 1과 같이 펌프를 구성하는 부품은 압력제어밸브 (PCV), 유량제어밸브(FCV), 경전각 조정기(SPR), 회전 부(RP)로 나눌 수 있다. 밸브 모델링은 스풀의 움직임에 따른 개도면적의 변화로 모델링의 신뢰성을 판단할 수 있다(Jin, 2015). 그리고 회전부 모델링은 펌프의 피스톤 과 밸브 플레이트의 교차면적의 구현을 통해 신뢰성을 판단할 수 있다.

SimulationX의 라이브러리는 많은 파라미터를 요구한 다. 모델링과정과 해석모델 유효성판별의 이해를 돕기 위 하여 우선적으로 라이브러리가 요구하는 파라미터의 의 미를 알아야한다. Fig. 2는 수압면적과 오리피스에 대한 파라미터를 나타낸 것이다. 우선 수압면적은 작동유가 질 량에 힘을 가할 수 있는 면적으로 링형과 원형을 많이 사 용한다. 현재 그림에 나타낸 파라미터창은 링형이며, dout의 원형면적에서 din의 원형면적의 차이를 수압면적 으로 설정하게 된다. dx0은 수압면적의 스트로크이며, 아 래에 있는 End Stop옵션을 활성화 시키게 되면 수압면적 에 의한 질량의 운동이 dx0에 의해 규제된다. 수압면적의 스트로크는 결국 수압면적이 초기에 벌어져있는 거리라 고 할 수 있다. 즉 수압면적과 dx0를 곱하게 되면 수압면 적이 갖고 있는 고유의 검사체적이 되며, 여기에 데드볼 륨 V0을 더하여 총 수압면적이 갖는 체적이 결정된다.

오리피스에 관한 파라미터는 비교적 단순하다. NW는 오 리피스의 수력지름이며, alphaT와 ReK는 유동저항에 관 련된 파라미터이다. 같은 수력지름을 갖더라도 alphaT와 ReK에 의하여 다른 압력강하특성을 보이게 된다. Fig. 3 은 개도면적(edge로 표현)과 링형 틈새에 관한 파라미터 창이다.

Fig. 1. Entire Drawing of Pump

Fig. 2. Simulation parameter

개도면적과 관련된 파라미터를 보면 y0가 있는데, 이는 밸브스풀과 하우징이 오버랩, 임계랩, 언더랩 관계를 갖 는 것을 설정해 줄 수 있다. 양의 값을 입력하면 입력한 거리만큼 개도면적이 발생하지 않게 되고, 0을 입력하면 변위가 발생하면 즉각적으로 개도면적이 발생한다. 음의 값을 입력하게 되면 변위가 발생하지 않아도 개도면적이 발생한다. 개도면적은 d의 둘레에 변위를 곱한 값이다.

최대 개도면적은 d의 원형면적에서 dr의 원형면적의 차이 로 규제된다. 링갭의 파라미터는 링갭을 구성하는 기준이

Fig. 3. Simulation parameter

되는 원형의 직경(링갭에서 내경을 의미)인 d와 외경을 결정하는 s로 구성된다. ecc는 기준이 되는 원형의 직경 의 편심량이며, 편심량이 커지면 링갭의 수력지름이 넓어 져 작동유의 유동이 원활해진다.

2.1 압력제어밸브(PCV) 해석모델 개발

PCV는 설정압력이 되면 사판의 경전각을 제어하여 토출유량을 0으로 만드는 역할을 한다. Fig. 4를 보면 PCV는 FCV의 아래에 위치해 있으며, 스풀과 스프링 시 트가 접촉하여 움직이는 형태이다. 따라서 2개의 질량으 로 구분하고 분할 모델링을 수행한 후에 결합해야 한다.

PCV의 스풀과 연결되는 외부포트는 P, A, T포트 3개가 있다. A와 T포트는 직렬로 연결된 2개의 오리피스로 유 로를 공유하고 있으며, 그 사이에는 공간이 존재하는데 이 공간을 A1포트라 칭한다. 스프링 시트 부분은 내부, 외부 스프링이 초기 압축량을 갖고 있는 상태로 부착되 어 있다. 각 스프링의 강성과 초기 압축량은 스풀이 움직 이기 시작하는 압력 즉, 크래킹압력을 결정하는 요소이 다. 크래킹 압력은 외부조정나사를 조절하여 필요에 따라 적절하게 설정할 수 있도록 설계되어 있다. P포트를 통해 고압이 전달되면 스풀에 변위가 발생하고 A와 A1은 폐 쇄되고 P와 A는 연결된다. A포트는 경전각 조정기와 연 결되어 있는 부분이다.

유압 해석 모델을 만들기 위해서 수압면적과 개도면적 의 변화, 고정된 수력지름의 오리피스 등으로 대상을 분 할하여 보는 관점이 필요하다. 스풀에 변위가 발생하기

Fig. 4. Entire Drawing of Valve

위해서는 압력을 갖는 작동유가 닿을 수 있는 면적이 필 요하다. 이를 수압면적(Piston area)이라고 하며 PCV의 수압면적의 발생 위치는 Fig. 5를 보면 알 수 있다. 초기 상태에서는 스풀이 좌측 벽면에 맞닿아 있기 때문에 원 형의 초기수압면적(PA1)만 발생한다. 하지만 초기수압면 적에 의해 미소한 변위가 발생하는 즉시 링 형상(Ring shape)의 PA1_1 수압면적이 추가적으로 스풀에 적용된 다. 이들은 스풀을 우측으로 미는 방향으로 작용한다.

PA2는 링 형상의 수압면적이며 PA1, PA1_1과는 반대방 향으로 스풀에 힘을 전달한다. 스풀의 행정과 함께 유로 의 닫힘과 열림 시 변화하는 면적을 개도면적(Opening area)이라고 한다. PCV에서 개도면적은 A와 A1포트, P 와 A포트이다. A와 T포트 사이에 두 개의 오리피스는 해 석 모델에 Ori2, Ori3로 나타냈고. 수력지름은 도면을 기 준으로 설정하였다. 스프링시트의 모델링은 스프링의 초 기 압축조건을 검토하여 적용하였다. 그리고 스풀이 시트 를 압박하게 될 때 하우징과 시트의 공차를 통해 시트내 부의 유량이 빠져나오는데 이러한 유동을 모사하기 위 해 Ring Gap Component를 이용하였다.

스풀과 스프링 시트를 결합하여 완성된 PCV 해석모 델은 Fig. 6과 같다. 각 포트의 유로조건과 수압면적, 스 프링 강성 등이 고려된 모델이다. 이 해석모델은 다음과 같이 구동한다. Pport에 작동유가 들어가서 압력이 생성 되면 수압면적 PA1에 의하여 스풀의 질량인 spool1이 우 측으로 이동하게 된다. 이동이 시작되면 PA1은 인장하게 되고, edge1에 의하여 개도면적이 발생하며 작동유는 PA1_1으로 들어가 스풀을 우측으로 미는 힘을 더해주게 된다. 스풀은 우측으로 확실하게 이동되며, eg_PA에 개 도면적이 발생하여 Pport에서 Aport로 작동유가 흐르게 된다. 이와 반대로 Aport와 A1port는 eg_AT에 의해 초 기에 개도면적이 존재하다가 스풀이 우측으로 움직이면 연결이 차단된다. 스풀이 우측으로 가면 PA2는 수축하게

Fig. 5. Expanded Drawing of PCV

Fig. 6. Entire Analysis Model of PCV

되고, 스프링시트의 수압면적인 PA3은 인장되며, PA4는 압축된다. PA4가 압축될 때 링 형상의 틈새인 RG_1을 통해 작동유가 PA3과 PA2로 흘러들어가고, 잉여유량이 존재한다면 Ori4를 통해 탱크로 귀환된다. Ori2와 Ori3 은 Aport와 A1port, Tport를 이어주는 역할을 하나, 매우 작은 직경을 갖기 때문에 이보다는 개도면적에 지배받는 특성을 갖는다.

Fig. 7은 Fig. 6의 해석모델을 통해 작동 논리를 검증 한 것이다. P포트에 압력을 선형적으로 증가시켜 밸브가 스위칭되는 압력을 추종하였으며, 이때의 스풀의 행정과 포트별 개도면적의 변화를 확인 하였다. 본 밸브는 한계 작동압력조건이 320 bar이고, 해석결과로부터 이를 확인 할 수 있다. 도면의 제원을 완전히 반영한 해석모델이 설 계자가 의도한 작동압력에서 동작하는 것을 확인하였으 므로 설계는 논리적으로 타당하다고 할 수 있다.

2.2 유량제어밸브(FCV) 해석모델 개발

Fig. 4를 보면 PCV와 FCV는 유로를 공유한다. 두 밸 브의 구조는 대부분 동일하지만 포트의 연결방식, 경계조 건, X포트의 존재, 스프링 구조 등의 차이가 있다. 특히 X포트는 FCV가 유량제어의 기능을 할 수 있도록 중요한

Fig. 7. Dynamic Behavior of PCV

매개체 역할을 한다. Fig. 8과 같이 스프링 구조는 독특한 구조를 갖는다. 외부 스프링은 초기 압축량이 존재하여 스프링시트를 압박하지만 내부 스프링은 자유장의 상태 로 놓여있고 스풀에 일정변위(3.3mm)가 발생해야만 스 프링의 역할을 수행 할 수 있도록 설계되어있다. 즉, 이러 한 스프링의 구조로 인해 크래킹 압력은 2단으로 발생할 것을 예상할 수 있다. FCV의 유압 해석 모델링 절차도 PCV와 동일하게 수행한다.

Fig. 9는 FCV의 완성된 해석 모델이다. Fig. 9는 앞서 설명한 Fig. 6과 동일한 작동원리를 갖는다. 다만 차이점 은 스프링시트의 수압면적인 PA8에 외부로부터 연결이

Fig. 8. Structure of Spring of FCV

Fig. 9. Entire Analysis Model of FCV

가능한 Xport가 존재한다는 것이다. 댐핑 오리피스는 Ori6에 설계치수를 입력하여 구현하였다. 해석모델에서 압력을 선형적으로 증가 시켰을 때 스풀의 변위와 각 유 로의 개도면적 변화를 Fig. 10을 통해 확인 할 수 있다.

또한 2단으로 크래킹 압력이 형성되므로 스풀 변위의 기 울기가 2번 변화하는 것을 볼 수 있다. 개도면적 역시 스 풀의 변위에 맞게 변화하므로 본 설계는 타당하다고 할 수 있다.

2.3 회전부(RP) 해석모델 개발

회전부의 해석 모델은 피스톤이 경전각의 변화에 따라 종속적인 움직임을 부여받아야 하기 때문에 경전각 조정 기(SPR)를 포함하여 모델링한다. 모델링은 경전각 조정 기, 회전부 순으로 진행한다.

Fig.1을 보면 경전각 조정기는 회전부 상·하부에 한 개 씩 존재한다. 하부 조정기는 PCV의 A포트로부터 고압의 유량을 전달 받아 동작한다. A포트로부터 유량이 전달되 면 수압면적이 작용해 제어기 피스톤에 변위가 발생한다. 하부 조정기의 좌측 이동 시 상부 조정기의 수압면적과 스프링 조건을 함께 반영하여 Fig. 11처럼 모델링을 수행

Fig. 10. Dynamic Behavior of FCV

하였다. 이 해석모델은 Aport에 작동유가 유입되면 링 형 상의 유로인 control_FA를 통해 경전각 조정기의 수압면 적인 Control_PA1으로 들어가게 된다. Control_PA1은 인장되며 경전각조정기 피스톤 질량인 Piston은 우측으 로 이동하여 스프링(P_sp)을 압축하게 된다. 이때 Control_PA2는 압축되며, Piston의 변위를 받아 disp_angle_conv에서 경전각 각도로 환산되어 swash_plate_angle로 출력하게 된다. 하단의 함수신호는 제어기 피스톤의 변위에 따라 사판의 각도에 변화를 주 는 신호이며, 펌프 어셈블리 해석 모델에 결합된다.

회전부는 Fig. 12처럼 피스톤(Piston), 밸브 플레이트

Fig. 11. Analysis Model of Swash Plate Angle Controller

Fig. 12. Component of Rotating Unit

(Valve Plate), 실린더 블록, 구동축 등의 부품으로 구성 되어 있다. 구동축에 회전을 가하게 되면 블록 내에 존재 하는 9개의 피스톤은 왕복운동을 한다. 왕복운동을 하게 되면서 9개의 피스톤은 순차적으로 신장과 압축을 반복 하게 되고 이에 따라 유량이 송출된다.

밸브 플레이트는 펌프의 흡입과 토출영역을 구분해주 는 역할을 한다. 밸브 플레이트의 구조는 흡입부와 달리 토출부가 5개로 분할 설계 되어있으며, 이러한 구조로 인 해 피스톤이 회전할 때 발생하는 개도면적(밸브플레이트 와 피스톤의 교차면적)이 흡입부에 비해 토출부가 훨씬 작게 나타날 것이다.

Fig. 13은 회전부의 단일 피스톤 해석모델이다. 구동축 의 회전에 따라 행정하는 피스톤의 거동을 모사하기 위하

Fig. 13. Single Analysis Model of Rotating Unit (Piston)

Fig. 14. Intersecting Area of Valve Plate and Piston

여 회전을 직선운동으로 변환시켜주는 요소를 적용하였 다. 또한 경전각의 변화에 따라 피스톤의 최대행정거리가 종속되어 변할 수 있게 모델링 하였다. 회전부의 해석모 델은 밸브 플레이트의 개도면적 구현이 가장 중요하다. 개도면적은 캐드도면으로부터 산출하여 해석모델에 적용 하였고, 이를 Fig. 14에 나타내었다. 토출부의 분할설계 로 5개의 굴곡이 나타나며 동시에 흡입부와 토출부의 최 대개도면적이 차이가 분명한 것을 알 수 있다.

Fig. 15는 회전부의 전체 해석모델이며, 작동원리는 다 음과 같다. Fig. 15는 사판위에 등간격으로 배치된 9개의 피스톤이 하나의 회전체에 연결되어 있다. 사판위에 배치 된 9개의 피스톤은 각각의 초기위치를 가지며, 연결된 회 전체를 회전시키면 사인파형으로 운동하며 펌핑 동작을 수행한다. 경전각의 각도는 Fig. 11에서 환산된 swash_

plate_angle의 출력값을 받는다. Fig. 16은 이 해석모델로 부터 얻은 토출부의 압력과 유량 맥동의 해석결과를 보여 준다. 이러한 맥동현상은 피스톤이 압축과 신장 행정을 반 복하면서 형성된 결과이다. 구동축의 회전에 따라 밸브플 레이트와 피스톤의 교차면적이 가변하고 유량과 그에 따

Fig. 15. Entire Analysis Model of Rotating Unit

Fig. 16. Flow·Pressure Pulsation of Outlet

른 압력맥동의 송출이 원활하게 이루어지는 것으로 보아 본 설계는 타당함을 알 수 있다.

3. Pump Assy 해석모델 개발

Fig. 17은 단품 해석모델을 통합한 펌프 어셈블리 모델 이다. 각각의 부품들이 공유하는 유로를 연결하였다. 본 해석 모델 개발의 대상이 되는 펌프는 유량제어기능의 추 가로 외부 부하 변동에 따른 능동적 유량제어가 가능하도 록 설계되어 있다. 그리고 실제 펌프의 운전은 시스템 자 체의 부하가 존재한다는 조건을 가져야한다. 이러한 두 가지 부하조건을 고려하여 설계의 타당성을 검증한다.

3.1 외부 가변부하

외부 부하변동은 가변오리피스 개도량을 조절함으로 써 제어가 가능하도록 설계되어 있다. 이러한 설계의도를 검증하기 위하여 해석모델의 토출부에 직경 4mm의 가변 오리피스를 장착하였고, 개도량(%)을 변화시켜 가면서 유량과 압력을 확인하였다. Fig. 18은 개도량 변화에 따 른 유량과 압력의 변화를 나타낸 것이다. Fig. 19는 경전 각 제어 피스톤의 거동, 그리고 경전각의 변화를 나타낸 다. 경전각 제어 피스톤에 유량이 공급 되어 경전각이 외부 부하변동에 능동적으로 가변되는 모습을 보여주며, 이러한 설계로 압력과 유량제어가 가능하다는 것을 증명 한다.

Fig. 17. Analysis Model of Pump Assembly

Fig. 18. Flow and Pressure of Outlet According to

Fig. 19. Changes in Control Piston of Swash Plate Angle and

Fig. 20. Flow and Pressure of Outlet According to Change in

하기 위해 해석모델의 펌프 토출구에 고정 오리피스를 장착한다. Fig. 20은 X포트에 압력이 가해질 때도 압력·

유량제어가 유효함을 보여주는 해석 결과이다. 부품들의 연계적 거동은 각 부품의 기능이 유효한 것 을 증명해주며, 부하조건을 고려한 제어기능 구현을 통해 펌프의 설계가 논리적으로 타당한 것을 알 수 있다.

4. 결론

본 논문에서는 압력·유량 제어형 사판식 피스톤 펌프 의 해석모델 개발을 통해 설계 타당성을 검증하는 것을 다루었다. 그 성과를 요약하면 다음과 같다.

(1) 압력, 유량제어밸브의 구조를 분석하여 모델링을 수행하였고, 동적거동을 구현하여 설계의 타당성을 검증 하였다.

(2) 경전각 제어기, 회전부의 구조를 분석하고 모델링 을 수행하였으며, 맥동의 구현으로 설계의 타당성을 검증 하였다.

(3) 펌프 어셈블리 해석 모델의 토출부에 외부 부하 조 건(개도량)을 부여하였고 이것은 경전각의 변화를 일으 켰으며 이에 따라 압력과 유량이 능동적으로 제어되는 것을 보여줌으로써 설계가 타당함을 검증하였다.

(4) 실제 펌프의 운전조건과 유사하게 펌프 어셈블리 해석 모델에 시스템 부하조건을 반영하여도 제어 기능이 원활하게 이루어지는 것을 알 수 있다.

현 도면 제원으로 압력과 유량을 제어하는 펌프의 설 계가 타당함을 증명하였으므로, 실제 프로토타입을 제작 하여도 기능 구현이 가능하다는 것을 알 수 있다. 이러한 해석모델의 모델링과정과 활용절차는 프로토타입 제작 이전에 대상 부품의 작동가능 유무를 판단 할 수 있다.

이에 무분별한 프로토타입 제작을 피할 수 있으므로 개 발비 절감의 효과를 가져다 줄 것으로 기대된다.

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이 근 호 (wlrwk1260@naver.com)

2011~ 현재 가천대학교 기계자동차공학과 학･석사 연계과정

관심분야 : 건설기계 및 산업기계의 유압계통 동역학 모델링&시뮬레이션

노 대 경 (nointown@hanmail.net) 2012 가천대학교 기계자동차공학과 공학사 2014 가천대학교 기계공학과 공학석사 2014~현재 가천대학교 기계공학과 박사과정

관심분야 : 건설기계 및 산업기계의 유압계통 동역학 모델링&시뮬레이션

박 성 수 (pss9291@naver.com)

2011~ 현재 가천대학교 기계자동차공학과 학･석사 연계과정

관심분야 : 건설기계 및 산업기계의 유압계통 동역학 모델링&시뮬레이션

진 정 만 (jin2089@hanmail.net) 1991 경남대학교 기계공학과 공학사

2015 경상대학교 융합과학기술대학원 기계시스템공학과 공학석사 1991~1999 한라중공업 중장비연구소 주임연구원

2007~2012 세원 설론텍 기술연구소 책임연구원 2012~ 현재 에스에프하이월드(주) 상무

관심분야 : 중장비 및 건설기계 부품 유압장치의 액추에이터 설계와 모델링&시뮬레이션

장 주 섭 (jjs1@gachon.ac.kr) 1987 경희대학교 기계공학과 공학사 1989 경희대학교 기계공학과 공학석사 2000 경희대학교 기계공학과 공학박사 1988~1996 만도기계 중앙연구소 선임연구원 1996~현재 가천대학교 기계·자동차공학과 교수

관심분야 : 자동차 및 건설기계 부품 유압장치의 액추에이터 설계와 모델링&시뮬레이션