어큐뮬레이터 유압회로 개선에 의한 농용 프론트 로더의 요철 진동 저감 연구

Abstract

프론트 로더의 버켓에 무거운 하중을 적재하면 트랙터의 무게중심이 이동하면서 피치진동이 발생하게 된다. 이는 안전성 및 조작성에 문제를 야기할 수 있으며, 서스펜션을 이용하여 주행 안전성 및 편안함을 높이는 것이 필요하다. 선진사의 프론트 로더의 경우, 이미 붐 서스펜션 시스템이 갖추어져 판매가 되고 있으나, 국내 프론트 로더는 어큐뮬레이터를 장착하여 충격을 저감하도록 되어 있으나 선진사 대비 충격 저감 정도가 낮아 개선이 필요하다. 본 논문에서는 유압 회로 시뮬레이션과 실험적 분석을 통하여 국내 프론트 로더의 유압회로를 개선하고자 하였다. 현 국내 프론트 로더의 요철 주행 시험 결과, 어큐뮬레이터 미장착시, 붐 실린더의 압력 RMS는 29.3 bar, 버켓의 수직 가속도 RMS는 0.04 였으며, 어큐뮬레이터 장착 시 붐 실린더의 압력 RMS는 13.8 bar로 감소하였으나 수직 가속도 RMS는 0.13 로 증가하는 모습을 보였다. 증가된 가속도를 줄이기 위하여, 유압 회로에 유량제어밸브를 추가하고 서스펜션 동작이 원활히 되도록 설계T하였다. 개선된 서스펜션 유압회로를 시뮬레이션을 이용하여 분석하였으며, 그 결과, 다양한 주파수와 진폭을 가진 사인파에 대하여 감쇠력을 보여주었고 측정된 압력 값을 이용한 회로의 민감도를 분석하여, 압력과 가속도가 개선됨을 보였다. 이를 바탕으로 제작한 개선된 서스펜션 회로는 기존과 같은 프론트 로더에 장착하여 요철 충격 시험을 하였다. 새로 개선된 서스펜션 유압회로의 미적용 시, 붐 실린더의 압력 RMS는 31.1 bar, 버켓의 수직 가속도 RMS는 0.06 이었으며, 적용 시에는 붐 실린더의 압력 RMS는 16.5 bar, 버켓의 수직 가속도 RMS는 0.04 으로 압력과 수직 가속도가 감소되었다. 이는 개선된 서스펜션 유압회로가 요철 진동의 감소에 효과가 있는 것으로 나타났다.