Introduction

차량의 주행 성능은 주행 장치에서 노면으로 전달할 수 있는 추진력에 의하여 결정되며, 이 추진력은 두 가지 요인에 의하여 제한된다. 하나는 차량의 엔진 성능이고 다른 하나는 노면의 강도이다. 노면의 강도가 충분한 경우에는 엔진 성능에 의하여 추진력이 결정되지만, 노면의 강도가 약한 경우에는 노면 강도에 의해 추진력이 결정된다. 따라서 포장 도로를 주행하는 자동차의 경우, 엔진 성능에 의해 차량의 주행 성능이 주로 결정되지만, 자연 상태의 토양을 주행하는 노외차량(Off-Road vehicle)의 경우, 노면 강도에 의해 추진력이 결정된다.

본 연구실에서는 자연 상태의 토양에서 노외차량이 목적에 맞는 임무를 원활히 수행할 수 있게 추진력과 관련된 토양의 특성을 측정하고 노외차량 주행부의 설계 및 해석에 대한 연구를 수행하고 있다.

Off-road vehicles

Measurement of Terrain Properties

노외차량의 추진력에 관련된 토양의 특성을 측정하는 대표적인 장치는 Cone penetrometer와 Bevameter가 있다. Cone penetrometer는 Cone Index(CI)라는 토양의 특성을 측정하고 이를 통해 임의의 토양을 노외차량이 통과할 수 있는지에 대한 여부를 알 수 있게 해주는 장치이다. Bevameter는 토양변형계수(K_c)와 토양변형지수(n), 점착력(c), 내부마찰각(Ø)등 다양한 토양의 특성을 측정하고 이를 통해 노외차량이 토양을 주행할 때 발생하는 추진력과 저항 등을 평가할 수 있게 해주는 장치이다.

본 연구실에서는 위 두 장치로 토양의 특성을 측정하고, 측정된 특성들을 통해 토양의 강도를 평가하고 있다. 평가된 강도는 노외차량의 주행 성능 및 견인력을 예측하기 위한 토양의 추진력과 운동 저항을 평가하는데 사용된다.

Measuring device of a terrain strength

Equations of soil thrust and resistance

Prediction of Traction performance for Off-Road Vehicle

노외차량의 주행 성능 및 견인력은 노외차량의 주행부와 토양의 상호 작용(추진력, 운동 저항)으로 결정된다. 따라서 토양의 특성을 측정한 후 해당 토양에서 최대의 추진력과 최소의 운동 저항을 갖는 노외차량의 주행부를 설계해야 최대의 주행 성능 및 견인력을 확보할 수 있다.

본 연구실에서는 무한궤도 타입의 주행부를 채택한 노외차량의 주행 성능 및 견인력을 예측하기 위하여 추진력시험장치를 통해 단일 그라우저 의 추진력을 평가하고 이를 통해 무한궤도 전체의 추진력을 예측하는 연구를 수행하고 있다. 또한, 그라우저의 형상비(l_h/h)가 추진력에 미치는 영향을 분석하고, 인접 그라우저 사이에서 발생하는 간섭 효과에 대한 연구를 수행하고 있다.

Interaction between off-road vehicle and terrain