[파워트레인] 모터 마운트 수정

[21 이동규]

1. 모터 마운트 수정 이유

: 지난 번 '파워트레인 설계 초안' 글에서 설명했던 모터 마운트는 말 그대로 초안 이었습니다. 단순히 캐드 상에서 모터 마운트의 위치를 잡고 이를 고정하는 마운트를 형상을 신경쓰지 않고 체결 지점만 이어서 만들었기에 제작과 모터의 탈거가 전혀 고려되지 않았습니다. 작년 설계 인원들에게도 형상이 지나치게 복잡하다는 피드백을 받았습니다. 그래서 깔끔한 어셈블리와 안정적인 모터 마운트를 위한 새로운 형태를 고민하게 되었습니다.

많은 수정이 필요해 보이는 모터 마운트 초안

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2. 마운트의 마운트 (작년 방식)

- 올해 모터의 마운트는 마운트의 마운트를 지양하여 볼트를 모두 풀면 모터만 분리할 수 있는 설계를 목표로 했습니다. 지난 차량의 경우 프레임에서 나와  모터를 둘러싸고 있는 마운트를 붙잡고 있는 힌지가 용접에 의해 안쪽 방향으로 변형되면서 과하게 모터 마운트를 압박했고 탈거 시 많은 어려움을 겪으며 결국 해당 힌지가 용접되어 있는 부재를 잘라내고 나서야 모터를 완전히 탈거할 수 있었습니다. 

작년 모터 마운트

- 하지만 모터의 마운트를 프레임에 용접하고 여기에 바로 모터를 볼트 체결하는 방식 또한 문제를 일으킬 수 있습니다. 레이저 커팅의 오차, 용접의 오차 등을 감안하였을 때, 총 7개의 마운트 볼트 구멍과 모터의 볼트 체결 부위가 정확히 맞지 않을 수 있습니다. 또, 결국 용접 과정에서 변형이 발생한다면 모터를 압박하는 것은 똑같기 때문에 제작과 볼트 체결이 용이한 마운트의 마운트 방식을 다시 사용하기로 결정했습니다. 

- 파워트레인 설계 초안의 모터 마운트를 해석한 결과 강성 고려한 설계가 전혀 아니었음이 드러났습니다. 결국에는 재설계가 필수적이었습니다. 

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3. 재설계

(1) 2D 스케치

: 측면에서 모터를 둘러싸는 마운트의 원을 그리고 마운트를 체결할 수 있는 프레임 부재들을 2D 스케치로 그린 뒤 위치를 조정해가며 모터 위치를 선정하였습니다. 제작을 고려해 프레임에서 나오는 힌지는 주요 길이가 정수로 떨어지고 지면과 수평하게 하였습니다. 이와 같이 측면 레이아웃을 2D로 그려서 위치를 잡는 것은 영대가 대기어와 모터, LSD 마운트 등 파워트레인의 전반적인 배치를 설계하는 과정을 참고했습니다. 

(2) 작년 모터 마운트를 바탕으로 한 개선점

: 위의 사진은 작년의 모터 마운트로 냉각수 라인과 모터 배선 공간을 마련하기 위해 레컷을 맡긴 모터 마운트를 그라인더로 일부분 도려낸 모습입니다. 올해도 작년과 동일한 제품의 모터를 사용하기 때문에 설계에서부터 해당 공간을 비워두었습니다.

(3) 해석과 위상 최적화

① 모터 마운트 횡방향 부재 유무 결정

- 위의 모터 마운트 사진을 보게 되면 양 쪽의 마운트를 연결해주는 구조물이 하나 추가되어 있습니다. 가능한 보수적으로 설계한 뒤, 해석을 통해 사용 여부를 결정하고자 했습니다. 

- 해석 결과, 불필요한 요소임을 확인했고 설계에서 바로 제외시켰습니다. 

② 위상 최적화(=살파기)

: ANSYS의 위상최적화 결과를 기반으로 해서 살파기를 진행하였습니다. 

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4. 최종안

[22 이영대]

프레임에 연결되는 지지점이 적어서 진동이 잡히지 않을수도 있을거 같습니다! 모터 뒤쪽 프레임도 이용해보는건 어떨까요?

[21 이동규]

저도 모터의 좌측 하단 지지점을 사용하고 싶었지만 지금 프레임 구조에서 도저히 마운트나 힌지를 설치할 공간과 각이 나오지 않았습니다...ㅠㅠ

[21 이동규]

얘기를 듣고 보니 검차관님이 문제가 된다고 판단하실 수 있을 것 같습니다. 단순 힌지를 제작하여 대회장에 가는 방법도 고려해보겠습니다. 진동 문제는 섀시 팀장님과 논의해보겠습니다!! 늦은 밤 아름다운 피드백 감사합니다.