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    학술행사 취재기 게시판 내용
    제목 2016 국제 대학생 창작자동차 경진대회 - 하이브리드카 부분 최우수상 스타덤(STARDOM)
    작성자 정민수
    작성일 2016-09-26 오전 10:56:31






    전국 20개 대학, 54개 팀, 인도네시아 팀과 몽골 팀이 참가한 이번 대회는 27도를 웃도는 날씨에 뜨거운 햇살과 함께 시작되었다. 2009년, 대회가 시작되어 올해 7회째를 맞는 본 대회는 교통안전공단과 (사)한국자동차안전학회가 주최하며 국제 대학생 창작자동차 경진대회 조직위원회가 주관, 국토교통부와 자동차 제작사 및 부품업체 등의 후원을 받으며 국내 최대 규모를 자랑하는 자작자동차대회였다.

    대회는 크게 자동차용 배터리 최대 4래를 동력원으로 사용하는 ‘전기 차’와 가솔린 엔진과 전기 모터를 모두 동력으로 사용하는 ‘하이브리드 차’ 부문으로 나뉘어 진행되었다. 각 부문 별로 경주 부문과 창작기술부문, 특별 부문으로 나뉜다. 경주 부문은 주행성능부문 40%, 짐카나(Gymkhana) 부문 30%, 가속성능 및 제동안전부문 30% 총 3 부문으로 이루어진다.

    작년 대회와 다르게 이번 대회는 가속성능 및 제동안전부문에서 변경된 사항이 있었다. 150m 주행거리를 가속 한 후, 제동시작지점에서 30m 안에 제동이 되어야 한다는 조항이었다. 또한 제동 시 차량이 90° 이상 회전할 경우 역시 실격처리가 되었다. 변경된 조항 때문에도 경기 도중 실격처리 당하는 팀들이 많이 있었다. 빠른 가속을 자랑하는 차에서 30m 안에 제동이 되지 않아 곤란한 사항이 겹치고 실격처리 당하는 팀들이 많이 연출되었다.

    우리 팀(스타덤)은 전기차 부문에 STARDOM- EV15를 하이브리드차 부문에 STARDOM - HB15를 배치하였다. 매년 짐카나(Gymkhana) 부문에서 1등을 한 만큼, 조향 설계에 대한 월등한 실력으로 올 해 역시 조향 설계에 주안을 두어 두 대의 차량을 설계 각 경기에 적절하게 배치하여 참가하게 됐다.






    창작자동차 경진대회 심사위원 및 담담업무 관련 상세 일정은 아래와 같다.





    1) 주행성능 부문


    주행성능은 차량의 속도와 연비를 겨루는 부문이다. 경주부문에서 가장 많은 배점을 차지하고 있으며 각 팀의 퍼포먼스와 전략에 따라서도 승부가 가려지는 부문이다.

     - 전기자동차는 1.5 km/cycle의 주행구간을 30바퀴 주행하여 45km를 주행한다.

     - 하이브리드자동차는 1.5 km/cycle의 주행구간을 15바퀴 주행하여 22.5km를 주행한다.




    2) 짐카나(Gymkhana) 부문


    짐카나(Gymkhana)부문은 평탄한 도로에 복잡한 코스를 설정하고, 그것을 빠져나가 시간을 다투는 경기이다. 본 대회에서는 라바콘을 설치하여 쓰러뜨릴 때마다 감점을 하는 식으로 진행하였다.우리 팀은 항상 조향에 큰 주안점을 두어 짐카나 부문에서 1등을 해왔으며, 올 해 역시 조향에 많은 신경을 썼다.




    3) 가속성능 및 제동안전부문


    차량의 가속성능과 제동 능력을 겨루는 부문이다. 올해부터 제동시작지점부터 30m를 넘어갈 경우, 안전성이 결여되어있다고 판단하고 실격시키는 규정이 생겨 많은 팀들이 깊이 고려해야 할 사항 중 하나로 떠올랐다.




    이번 대회에서 우승한 차량인 STD-14(HB)는 속도가 빠르지는 않지만 조향이 우수하며, 하이브리드 차에 맞도록 연비에서 강세를 둔 차이다. 운전자의 안전을 위해 차량을 튼튼하게 제작하여 230kg의 무게로, 타 대학의 차보다는 무게가 많이 나가는 편이지만 훌륭한 조향설계로 다른 경쟁 차들보다 짐카나 부문에서 1등을 차지할 수 있도록 설계되었다.



    이번 경기에서 짐카나 부문상을 탈수 있었던 비결은 애커먼 장토식(Ackerman Jeantaud type)으로부터 시작한 이론 설계와 원 웨이 클러치 베어링(one-way clutch bearing)을 사용한 것에 있었다.

    애커먼 장토식을 이용해서 최소회전반경 목표 값을 2500mm로 설정하였다. 작년 자동차의 최소회전반경은 2300mm로, 200mm 늘어난 값이며 락(lock) 현상으로 인해 선회감에 불안함이 있었던 점을 고려하여 좀 더 개선된 설계였다.




    또한 원 웨이 클러치 베어링(one-way clutch bearing)은 시계방향으로 회전시 볼이 자유로워지는 개방상태로 내륜에 회전이 전달되지 않아야만 했다. 반면 반시계방향으로 회전시에는 볼이 접속 상태가 되어 회전이 내륜에 전달되는 방식으로 설계되었다. 즉 전진방향으로 토크전달이 가능하며, 토크전달이 멈추었을 때도 휠이 회전할 수 있다는 전제아래 설계했다. 이로 인해 차동 역할이 가능하다는 특징을 살려 베어링을 접목시켰다.

    주행성능부문에서도 좀 더 나은 기록을 위해 cowl의 설계에 또한 많은 신경을 썼다. 공기저항계수(Cd)를 조금만 줄여도 큰 연비향상을 얻을 수가 있다. 이에 공력성능 향상과 차체 경량화에 큰 주안점을 두었다. 알리아스(Allias) 프로그램 을 사용하여 모델링 한 후, 반복 해석을 해보았다. 공기저항을 0.59에서 0.53까지 줄일 수 있었다. 수치상으로는 최대 4% 연비향상을 얻었다.




    작업을 하면 할수록 많은 문제가 발생하기도 하였다.

    우리 팀은 보다 컴팩트(compact)한 자동차를 만들기 위해 차량의 윤거와 축거를 최소로 작업하였다. 전륜의 윤거는 1050mm, 후륜의 윤거는 1000mm으로, 축거는 1075mm로 설정하였는데 차량을 컴팩트하게 제작하다보니 서스펜션과 엔진, 모터를 마운트(mount)하는 과정에서 난항을 겪었다. 가장 많은 부분을 차지하는 엔진을 먼저 마운트해보니, 모터가 들어갈 자리가 전혀 나지 않았다. 더군다나 마후라가 나오는 부분과 배터리와의 간섭으로 인해 마후라를 밴딩해야만 했다. 마후라를 밴딩하면 연비가 조금 떨어지는 단점이 있었지만 간섭을 피하기 위해서는 어쩔 수 없는 부분이었다.




    뿐만 아니라 파워트레인(Power train)을 하면서도 많은 어려움이 있었다. 마운트를 마친 후, 엔진과 모터가 작동하도록 배선을 해주어야 하는데 우리 팀원 중에는 이 분야 수업을 들은 사람이 없었다. 책이나 인터넷을 찾고, 교수님께 여쭤보고 안 되는 부분을 시내에 있는 오토바이 수리소를 찾아가 사장님께 문의한 끝에 답을 얻기도 하였다. 많은 난항에도 불구하고 많은 것을 배울 수 있었다. 이번 경험으로 여전히 부족하다는 것을 알기에 팀원들에게 다음 대회 때는 파워트레인 파트를 좀 더 개선해보자고 의견을 나누었다.






    ① 현장등록 및 제원 등 규격검토


    대회장에 도착하여 사전에 설치된 각자의 팀 부스 안에서 대기하다가 현장등록을 실시한다. 각자의 자동차를 끌고 제원 등 규격검토를 측정받기 위해 검사장으로 이동, 검사장에서는 미리 명시된 규정에 맞는 지 확인하는 작업을 걸친다.

    다음 전장, 전폭, 무게 등 자동차의 크기와 무게에 대해서 측정을 한다. 최저 지상고 역시 100mm 이상으로 유지되어야만 한다.

    대회의 안전을 위하여 브레이크를 밟았을 때, 후미등이 켜져야 하며 이러한 검사를 진행하면서 타 학교들의 자동차를 살펴보며 우리 차와는 어떤 차이가 있는 지 볼수 있는 기회이다.




    ② 가속성능 및 제동 안전부문 경주


    가장 먼저 시작된 경주는 가속성능 부문이다. 전기자동차가 먼저 시행 한 후, 하이브리드차 부문 경주가 시작된다.

    많은 자작자동차들이 브레이크의 압력을 잡는 데 난항을 겪는다. 우리 차도 가속이 빠르다보면 브레이크가 잘 잡히지 않아 신경이 예민해져 있었다. 브레이크 디스크가 Calliper에 최대한 물리게 설계하고 반복적으로 테스트도 하였지만 잘 되지 않았다. 불안함 마음으로 경주에 임했지만 가까스로 경기 규정에 맞게 제동이 되어 한시름 놓았다. 다른 팀에 비해 가속이 월등히 빠르지는 않았지만, 제동이 안 되어 실격되는 경우는 생기지 않았다.


     ③ 짐카나 부문 경주


    매년 조향에 대한 자신감이 있기에 우리 팀이 가장 자신 있게 참가하는 부문이 짐카나 부문 경주이다. 이번 대회 역시 좋은 성적을 거둘 것이라 내심 기대했다. 하지만 다른 팀들의 성적을 보니 놀라지 않을 수 없었다.

    보통 경주는 세 가지 전략을 세운다. 직진코스를 빠르게 달린 후, Rubber corn을 천천히 지나가는 전략과 속도 자체는 느리지만 Rubber corn에서 속도를 줄이지 않는 전략, 앞 바퀴만 제동을 걸어 드리프트(drift)를 하는 전략이다.

    우리 팀은 라바콘에서 속도를 줄이지 않는 전략을 선택했다. 이번 전략은 먹혔지만 아쉽게도 2등을 차지하였다. 경쟁 팀들의 실력 향상과 우리 팀의 조향기술의 노련미에 얻은 2등이라 조금 아쉽긴 했다.






    ① 주행성능 부문 경주


    2일차 오전은 하이브리드차의 주행성능 부문 경주가 진행된다. 하이브리드 차의 목적인 연비를 테스트하는 경주이니만큼 많은 이목이 집중되었다.

    우리 팀은 직진코스에서는 엔진을, 곡선 코스에서는 전기를 사용하는 전략을 사용하였다. 자체 테스트를 시행했을 때보다 엔진이 빨리 닳는 변수가 생겼지만 운전자가 당황하지 않고 끝까지 주행한 결과, 한 번의 수리 없이 완주를 할 수는 있었다. 그러나 다른 차들에 비해 조금은 낮은 성적을 갖게 되었다. 돌이켜보면 운전자의 안전을 위해 조금은 강성설계를 한 것이 경기 성적에는 약점이었다는 생각이 들었다.


    ② 폐회식 및 시상


    한여름 무더위 열기 속에 폐회식과 시상식이 동시 진행되었다. 계속되는 순위변동으로 인해 어느 팀이 1등을 차지하였는지 모르는 상황에서 매우 긴장되었다.

    우리 팀은 혹시라도 어느 부문에서 실격된 부분이 있을까 걱정하였다. 그러나 걱정도 잠시 마지막 최우수상을 시상할 때, “한국기술교육대학교, STD-15”를 외치는 앵커의 목소리를 듣고 우리 팀원 모두가 환호성을 질렸다.

    그동안의 고생한 것을 생각하여 감격의 눈물을 흘리는 친구도 있으며, 많은 선배들이 와서 축하한다는 말도 끓임 없이 들렸다.






    임혁순(메카트로닉스공학부, 3학년)


    난 STD-15팀에서 설계파트를 담당하였다. ‘설계’는 자동차의 조향부터 차고의 높이, 너클, 허브 등 많은 것들을 생각해야만 한다. 하는 동안 선배들이 하는 말이 무슨 말인 지 전혀 모르겠고, 설계를 배우면 배울수록 내 힘으론 못 할 것 같다는 생각이 많이 들었다. 괜히 무리하는 게 아닌가싶은 감정도 생겼다.

    설계가 끝나고 프레임을 세우고, 자동차 부품을 마운트(mount) 할 때는 흥미로웠다. 자동차가 만들어지는 것이 눈에 보이니 흥분을 하지 않을 수 없었고 하루하루가 뿌듯함이 느껴졌다.

    과정도 훌륭했지만 결과는 더 훌륭했다. 하이브리드차 부문에서는 최우수상을 받았다. 우리 팀원들 모두가 놀랐다. 눈물을 흘리는 동료도 있었고, 우리 팀원 중 어느 한 명도 감격하지 않은 팀원은 없었을 것이다. 그 누구도 소홀히 하지 않고 자작자동차 제작에 열정을 쏟았기에 지금의 이 추억과 결과가 있다고 생각한다.


    전지원(메카트로닉스공학부, 3학년)


    이번 대회를 통해 내가 무엇인가에 열정을 다해 최선을 다했다는 점에 스스로가 놀랐다. 평소 학교생활하면서 수업시간에 수업 듣고, 수업이 없을 때는 친구들과 놀러 다니고, 시험기간에 공부하고 이런 단편적이고 수동적인 생활을 하였는데 자동차를 만들면서 내가 무언가 능동적으로 적극적으로 하는 모습을 발견했다. 자동차를 만들기 위해서 관련 자료를 찾아보고 자동차에 이런 저런 새로운 시도를 해나가는 나의 모습을 보면서 무언가에 열정을 다할 수 있다는 느낌을 느낄 수 있었다. 다음 대회부터는 팀장이라는 중책을 맡게 되었다. 이번 경험을 통해 다음 대회 때는 더 재밌고, 수월하게 작업을 하고, 좋은 성적을 거둘 수 있도록 노력해야겠다.


    박근휘(메카트로닉스공학부, 3학년)


    처음 자작자동차를 만들 때는 아무것도 모르는 상황에서 과연 만들 수 있을까라는 의문이 들었지만, 형들과 같이 자동차를 만들면서 자동차에 대한 여러 지식과 설계, 가공에 대한 기술을 배우고, 직접 익히면서 조금씩 자동차를 만드는 것에 있어 할 수 있다는 자신감이 생겼다.

    대회를 준비하면서 순차적으로 잘 진행되다가 중간에 재료가 없어 일을 할 수 없는 상황, 자동차는 다 만들었지만 문제가 생겨 수정을 봐야하는 시간 등 여러 가지 상황을 겪으면서 재미를 느꼈고, 좀 더 배우고 싶다는 열정까지 생겨났다. 물론 브레이크 문제가 잘 풀리지 않아 고생은 하였지만 그 또한 경험이고 다음 대회는 꼭 해결해야하는 숙제까지 남기는 대회로 기억에 남을 것 같다.


    정민수(메카트로닉스공학부, 3학년)


    대회직전까지도 차량결함으로 밤을 새가면서 문제를 해결했기에 고생한 팀원들이 제일 먼저 생각났습니다. 자작차를 만들 수 있게 도와주신 윤영한 교수님(한국기술교육대학교/메카트로닉스공학부) 학교 기술연구원 박사님들, 경영지원팀, 학생지원팀 등 언제든지 도움을 아끼지 않고 지켜봐준 대학원 형들까지 모든 사람들이 한명 한명씩 생각났습니다. 언제나처럼 항상 잘하는 팀이 아니라 그 팀을 잘하게 만들어 주신 학교 관계자분들과 열정어린 관심과 노력으로 팀을 만들어나가는 우리 팀원들이 있기에 많은 분들의 기대에 부응에 보답할 수 있지 않았나, 다시 한 번 생각하게 되었습니다. 마지막으로 아무것도 모르고 무작정 차 만든다고 들어온 3학년들을 다독이며 이끌어준 선배들에게 고생했고 고맙다고 전하고 싶습니다.


    최병우(메카트로닉스공학부, 3학년)


    협력의 중요성 몸소 느끼며 같이 돈독해지게 되는 과정을 겪었고, 그런 과정에서 팀워크가 매우 중요하다는 것을 느꼈다. 또한 다른 참가팀들의 결과물과 실력을 보면서 우리가 생각하지 못했던 아이디어와 기술을 통해 한 걸음 더 발전할 수 있는 방향을 살펴볼 수 있는 계기가 되었다. 특히 우리가 잘한다고 생각해서 주시했던 팀이 아닌 다른 팀이 예상 밖의 성과를 거두는 것을 보며 성장 할 수 있는 가능성도 보았다.    마지막으로 열심히 노력해 다음 대회에서는 더 나은 결과를 낼 수 있도록 팀원들과 열심히 협력하고 연구하길. 다음 대회에선 더 성숙한 모습으로 임해야겠다.

     

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    전체댓글5

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    |2016.12.21
    자작자동차 만드는 학생들 모두 응원합니다.
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    |2016.12.14
    대학생들의 열정이 보입니다. 더 많은 지원이 있어 이러한 대회가 더 활성화 되면 좋겠네요.
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    |2016.10.04
    십수년전의 자작자동차대회를 준비했던 기억이 새록새록 나는군요. 창작자동차대회를 준비한 학생들에게서도 열정과 노력을 볼 수있는 좋은 내용 잘 보았습니다. 감사합니다.
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    |2016.09.27
    스타덤 항상 응원하겠습니다~
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    |2016.09.26
    설계와 제작 작업을 사진으로 공개해 주셔서. 이 대회를 준비하는 분들에게도 많은 도움이 될거 같습니다.
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