자동차 실내 내장형 공기청정기자동차 실내 내장형 공기청정기(VAPS) · PDF fileo해외선진업체관련신기술개발동향분석 ovaps ... 논문게재및학술발표

자동차 실내 내장형 공기청정기자동차 실내 내장형 공기청정기자동차 실내 내장형 공기청정기자동차 실내 내장형 공기청정기(VAPS)(VAPS)(VAPS)(VAPS)

성능 평가 기술 지원성능 평가 기술 지원성능 평가 기술 지원성능 평가 기술 지원

2008. 04.2008. 04.2008. 04.2008. 04.

지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원지원기관 자동차부품연구원::::지원기업 주 지엔에스지원기업 주 지엔에스지원기업 주 지엔에스지원기업 주 지엔에스:( ):( ):( ):( )

지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

지 식 경 제 부 장 관 귀하지 식 경 제 부 장 관 귀하지 식 경 제 부 장 관 귀하지 식 경 제 부 장 관 귀하

본 보고서를 자동차 실내 내장형 공기청정기 성능 평가 기술 지원 지원기본 보고서를 자동차 실내 내장형 공기청정기 성능 평가 기술 지원 지원기본 보고서를 자동차 실내 내장형 공기청정기 성능 평가 기술 지원 지원기본 보고서를 자동차 실내 내장형 공기청정기 성능 평가 기술 지원 지원기“ (VAPS) ”(“ (VAPS) ”(“ (VAPS) ”(“ (VAPS) ”(

간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다: 2007. 04.~2008. 03.) .: 2007. 04.~2008. 03.) .: 2007. 04.~2008. 03.) .: 2007. 04.~2008. 03.) .

2008. 04. .2008. 04. .2008. 04. .2008. 04. .

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 기관명 자동차부품연구원기관명 자동차부품연구원기관명 자동차부품연구원기관명 자동차부품연구원( )( )( )( )

대표자 유 영 상 인대표자 유 영 상 인대표자 유 영 상 인대표자 유 영 상 인( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )

참여기업참여기업참여기업참여기업 :::: 기업명 주 지엔에스기업명 주 지엔에스기업명 주 지엔에스기업명 주 지엔에스( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )

대표쟈 공 문 규 인대표쟈 공 문 규 인대표쟈 공 문 규 인대표쟈 공 문 규 인( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 허 형 석허 형 석허 형 석허 형 석

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 김 현 철김 현 철김 현 철김 현 철

::::〃〃〃〃 이 헌 균이 헌 균이 헌 균이 헌 균

::::〃〃〃〃 이 기 수이 기 수이 기 수이 기 수

::::〃〃〃〃 배 석 정배 석 정배 석 정배 석 정

- 3 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 연구기간 개월2007. 4. 1. ~ 2008. 3. 31. (12 )

연구사업명 부품소재전문기업기술지원사업

지원과제명 자동차 실내 내장형 공기청정기 성능 평가 기술 지원(VAPS)

지원책임자 허 형 석 지원연구원수

총 명: 5

내부 명: 5

외부 명: 0

총

사업비

정부 천원: 100,000

기업 천원: 100,000

계 천원: 200,000

지원기관명 자동차부품연구원 소속부서명 에너지시스템연구센터

참여기업 기업명 주 지엔에스 기술책임자 이 철: ( ) :

요약 연구결과를 중심으로 개조식 자 이내( 500 )보고서

면수

본 과제는 지원기업의 신규 사업으로 추잔 중에 있는 자동차 실차 내장형 공기청정기에 대한 설

계 기술과 신뢰성 평가 기술을 지원함으로써 지원기업이 현재까지 완성차 업체의 설계에 따라

가공 생산만을 해오던 단계에서 설계 능력을 배양하고 신뢰성 평가 기술을 확보하는데 그 목적,

이 있음 현재 지원기업은 대우차에서 년도 이후 급 차량에 장착될 를 양. CM 2008 2,500cc VAPS

산 수주 받은 상태로 필터에 대해서는 특허 보유와 함께 설계 가공 생산기술까지 기 보유하고,

있으나 시스템에 대한 성능 해석 평가 및 성능 신뢰성 시험 평가에 대한 경험이 부족함VAPS / .

시스템에 대한 풍량 설계 공력 소음 설계 등 해석 기술 신뢰성 시험방법 및V3OO VAfS CFD , ,

평가 기술을 지원함

해외 선진업체 관련 신기술 개발 동향 분석o

시스템에 대한 조립성 평 기술 지원o VAPS

유동 공력소음 해석 평가 기술 지원o VAPS /

기본 성능시험 평가 기술 및 결과 분석 지원o VAPS

시스템 설계안에 대한 기술적 검토 및 보안 설계 지원o VAPS

내구시헙 평가 방법 가술 및 결과 분석 지원VAPS

이의 지원을 통하여 맏은 성과를 요약하면 다음과 같음

선진업체 기술동향 분석을 통하여 지원기업의 향후 연구개발 로드맵에 반영o

양산화 개발 급 승용차o V300 VAPS : 2,500cc

매출 향상 내수 수출 수입대체 효과 원가절감 효과 품질 향상o ( / ), , ,

모델 설계 지원o V300 VAPS

풍량 예측을 위한 해석 기술 기원 저소음 설계를 위한 해석 기술 지원o V300 VAPS CFD , CAA

을 통한 지원기업의 관련 설계 및 해석 기술력 향상

성능 및 신뢰성 평가 기술 지원o V300 VAPS

종- Functional Performance Test : 2

종- Validation Test : 12

종- Procedure Test : 4

전산공력음향학 관련 학회 논문 발표 건 필터 관련 국내 특허 출원 건o VAPS KSAE 1 , 1

색 인 어

각 개 이상( 5 )

한 글 공기청정기 필터 전산유체역학 전산공력음향학, , (CFD), (CAA)

영 어Air Purifier System, Filter, Computational Fluid Dynamics,

Computational Aero-acoustics

- 4 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

지원기업인 주 지엔에스는 대우자동차에서 년도 이후 급 차량에 장착( ) CM 2008 2,500cc

될 실내 내장형 를 양산 수주 받은 상태로 필터에 대해서는 특허 보유와 함께 설VAPS

계 가공 생산기술까지 기 보유하고 있으나 시스텝에 대한 성능 해석 평가 및 성, VAPS

능 신뢰성 시험 평가에 대한 경험이 부족함 시스템에 대한 풍량 설/ . V300 VAPS CFD

계 공력 소음 설계 등 해석 기술 신뢰성 시험방법 및 평가 기술을 비롯한 다음의 연구, ,

내용을 지원함

해외 산진업체 관련 신기술 개발 동향 분석o


기본 성능시험 평가 가술 및 갈과 분석 자원o VAPS


내구시험 평가 방법 기술 및 결과 분석 지원o VAPS

시험 평가 장비 설계 지원o VAPS

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

해외 선진업체 제품 벤치마킹 및 관련 신기술 개발 동향 분석o

관련 유동 공력소읍 해석 사례 및 관란 기술 개발 동향 분석- VAPS /

관련 성능 내구 시험 규격 조사 분석- VAPS /

시스템 가공품에 대한 조립성 평가 기술 지원o VAPS

각 단위부품 가공품에 대한 조랍성 평가를 통한 설계 보완- 3D CAD


설계 인자별 풍량 및 유로 저항 특성 평가-

및 를 이용한 소음 특성 평가- Broad-band Noise FFT SPL/PSD


블로어 팬 풍량 성능 시험 소음 시험- ,

시스템 설계안에 대한 기술적 검토 빛 보완 설계 지원o VAPS

유동저항 평가를 통한 덕트 유로 설계 보완-

소음 평가를 통한 주소음 발생 위치에 대한 설계 보완-

내구시험 평가 기술 및 결과 분석 지원o VAPS

커넥터 강도 시험 진동 시험 기계적 충격 시험 자유 낙하 시험 열충격 시험 염수- , , , , , /

염무 시험 방진 시험 습도 시험, ,


풍량 시험 평가 장비 필러 여과 효율 평가 장비 고온 내구 시험 장비- VAPS , ,

- 5 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

선진업체 제품 성능o

특성 분석 및 관VAPS

련 신기술 개발 동향

분석

미흡선진업체 제품 신기술 개발

동향 자료 확보별첨 참조

설계 기o VAPS CFD

술 지원설계 기술 능력 미흡 해석 기술 확보VAPS CFD 〃

설계 기o VAPS CAA

술 지원

소음 해석 및 평가Blower

기술 능력 무

소음 해석 및 평가Blower

기술 확보〃

기본 성능 평o VAPS

가 기술 지원평가 장비 일부 보유

기본 성능 평가 장비 확보

풍량 시험기 외( )〃


가 기술 지원

신뢰성 평가 방법 및VAPS

장비 부재

신뢰성 평가 방법VAPS

확립〃


가 기술 지원미흡

성능 평가 장비 일부VAPS

확보

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 차량용 공기청정기o : (VAPS)

모 델 명o : V300 VAPS

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원 전 지원 후

경쟁제품 대비 품질 100% - 100% 동등 이상

경쟁제품 대비 가격 100% 95% 우수

- 6 -

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년15 / ( %)

인건비 절감 백만원 년50 / ( %)

계 백만원 년65 / ( %)

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출(2008)

살업종료후

차년도1 (2009)

예상매출

살업종료후

차년도1 (2009)

예상매출

전년대비

증가비율비고

내 수 백만원 년- /1,896

백만원 년/

2,949

백만원 년/55.6%

수 출 천달러 년- /1,415

천달러 년/

2,649

천달러 년/87.2%

계 백만원 년- /3,184

백만원 년/

5,360

백만원 년/68.4%

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

- 7 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

전 세계적으로 자동차 소비자들의 쾌적성 안락성에 대한 작구가 증대됨에 따라 차량 살,

내 내장형 공기청정기 의 시장 수요는 지속적으로 증가할 전망이며 현재 중국 등(VAPS) .

에서도 상하이를 통하여 시스템 개발을 추진하고 있음GM VAPS

본 기술지원사업을 통하여 지원기업은 경제적 측면에서 다음과 같은 성과를 기대

할 수 있음

년 이후 대우자동차 급 이상 고급승용차에 양산 적용 확정 및o 2008 GM 2,500cc VAPS

추후 적용 차종 확대로 국내 매출액 증차뿐만 아니라 대우차의CM Global Outsourcing

을 통한 국외 수출 증대까지 기대됨

차량 실내의 쾌적성을 위한 시스템의 품질 개선으로 적용 차량의 고급화를 통o VAPS

한 시장 경쟁력 향상

지원기업의 신규 아이템에 대한 시장 경쟁력 확보로 신규 인력 확대를 통한 고용창출o

효과 고급 필러 적용을 통한 인간 친화적 자동차 개발 추세에 부응

저소음 고효율 설계를 위한 유동 공력소음 해석 및 평가기술 지원을 통한 독자o VAPS /

설계 기술 기반 확보 및 기술 자립화로 시장 경쟁력 향상

시험규격에 대응한 평가 장비 방법 구축 빛 제품 품질 만족을 통하여 선진o GMW3172 /

국 수준의 기술력 화보와 수출 기반 마련

자체 설계 기술력 향상으로 완성차 업체를 대한 즉각적인 대응 및 설계안에 대한 공o

동 합조 체재 마련

설계 단계에서의 프로토 및 금형 제작 수 축소 신제품 개발 기간 및 비용 절감 효과o ,

가 기대됨

기술직 파급효과기술직 파급효과기술직 파급효과기술직 파급효과7)7)7)7)

차량용 공기청정기 풍량 설차 및 공력소음 해석 기술을 이용한 저소음 블로어o CFD

설계 기술 확보

업그레이드 된 설계 능력으로 향후 개발 제품에 패한 활용도가 기대되며 완성차 업체o

에 대한 즉각적인 대응과 설계에 대한 일방적인 관계에서 공동 협조 체재로 전환 가능

지원사업을 통한 학술활동 특허 출원 경험과 업그레이드 된 자체 설계능력으로 향후o ,

독창적인 설계로 특허 획득 기반 마련

양산화 개발로 매출 증대 수입대체 효과o V300 VAPS ,

향후 신제품에 대한 완성차업체의 메 대한 자체 대응 능력 확보o Technical Review

- 8 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

구안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

특허

차량용

공기청정기

필터

허형석,

이기수,

황재순,

공문규

허형석 주 지엔에스( ) 출원 중( )

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건16 신뢰성 평가 및 세미나 자료 제공VAPS

시제품제작

건2

시제품 수(

개: 100 )

기본 및 신뢰성 평가용 샘플V300 VAPS

최종 개선품V300 VAPS

양산화개발 건1 V300 VAPS

공정개선 건-

품질향상 건1 개선에 따른 풍량 및 신뢰성 개선PCB, Blower

시험분석 건48 신뢰성 평가 기본 신뢰성 개별 및 순차 시험 등( , - )

수출 및 해외바이어

발굴건-

교육훈련 건1 소음 진동 세미나

기술마케팅 경영자문/ 건-

정책자금알선 건-

논문게재 및 학술발표 건1 춘계학술대회 발표 건2007 KSAE 1

참여기업 방문회수 건16 기술지원 실무회의 및 세미나

기 타 건2

차량용 캐빈 에어 필터 및 공기청정기 기술 동o

향 세미나

특허 출원 차량용 공기청정기 필터o -

- 9 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

본 기술지원사업은 지원기업의 신규 사업으로 추진 중에 있는 자동차 실내 내장형 공기

청정기 에 대한 해석 및 신뢰성 평가 기술을 지원함으로써 지원기업이 현재까지(VAPS)

완성차 업체의 설계에 따라 가공 생산만을 해오던 단계에서 설계 능력을 배양하고 신뢰,

성 평가 방법 빛 평가 기술을 화보하는데 그 목적이 있음

현재 지원기업은 대우차에서 년도 이후 급 차량에 장착될 를 양산CM 2008 2,500cc VAPS

수주 받은 상태로 필터에 대해서는 특허 보유와 함께 설계 가공 생산기술까지 기 보유,

하고 있으나 시스템에 대한 성능 해석 평가 및 성능 신뢰성 시험 평가에 대한 경VAPS /

험이 부족함

따라서 차량용 공기청정기에 대한 풍량 설계 공력 소음 설계 등 해석기술 내환, CFD , ,

경 신뢰성 시험방법 및 평가 기술을 비롯한 다음의 연구내용을 지원함

해외 선진업체 관련 신기술 개발 동향 분석O

소음 진동 관련 세미나 개최O

시스템에 대한 조립성 평가 기술 지원O VAPS

유동 공력소음 해석 평가 기술 자원O VAPS /

기본 성능시험 평가 기술 빛 결과 분석 지원O VAPS

시스템 설계안에 대한 기술적 검토 및 보안 살계 지완O VAPS

내구시험 평가 방법 기술 및 갈과 분석 지원O VAPS

이의 지원을 통하여 얻은 성과를 요약하면 다음과 같음

선진업체 기슬동향 분석을 통하여 지원기업의 향후 연구개발 로드맵에 반영O

양산화 개발O V300 VAPS

매출 향상 내수 수출 수입대체 효과 원가절감 효과 품질 향상- ( / ), , ,

최종 모델 확정O V300 VAPS

풍량 예측을 위한 해석 기술 기원 저소음 설계를 위한 해석O V300 VAPS CFU , CAA

기술 지원을 통한 지원기업의 관련 설계 및 해석 기술력 향상

성능 및 신뢰성 평가 기술 지원O V300 VAPS


종- Validation Test : 12

종- Sequence Test : 4

해석 관련 학회 논문 발표 건 특허 출원 건O VAPS CAA 1 , 1

- 10 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

과학기술연구개발 성과과학기술연구개발 성과과학기술연구개발 성과과학기술연구개발 성과1.1.1.1.

논문게재 성과논문게재 성과논문게재 성과논문게재 성과□□□□

학술대회 게재 세부사항

(9)

게재

년도

(10)

논문명

저자(11)(12)

학술지명

(13)

Vol.

(NO.)

(14)

국내외

구분

(15)

SCI

구분주저자 교신저자 공동저자

2007차량 공기청정기용 원심

팬의 소음 특성 평가이기수 이기수

허형석

오창복KSAE

춘계

학술대

회

국내 비SCI

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2.2.2.2.

특허 성과특허 성과특허 성과특허 성과□□□□

출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우출원된 특허의 경우oooo

세부사항

(9)

출원년도

(10)

특허명

(11)

출원인

(12)

출원국

913)

출원번호

2008차량용 공기청정기

필터허형석 대한민국

특허의 경우특허의 경우특허의 경우특허의 경우OOOO

- 11 -

사업화 현황사업화 현황사업화 현황사업화 현황□□□□

고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과고용창출 효과□□□□

- 12 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건1. : 161. : 161. : 161. : 16

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2007. 05. 15 차량용 공기청정기 풍량 성능 평가 결과 협의 유

2 2007. 06. 28 차량용 공기청정기 소음 평가 결과 협의 유

3 2007. 07. 09 차량용 공기청정기 신뢰성 평가 일정 협의 유

4 2007. 07. 13 차량용 공기청정기 신뢰성 평가 결과 보고서 협의 유

5 2007. 08. 08차량용 공기청정기 신뢰성 평가 및 풍량 해석CFD

협의유

6 2007. 10. 16차량용 공기청정기 신뢰성 풍량 해석 결과 협CFD

의유

7 2007. 10. 17차량용 공기청정기 신뢰성 풍량 해석 결과 세CFD

미나유

8 2007. 10. 18 소음 진동 기술 세미나 유

9 2007. 11. 12 차량용 공기청정기유동소음 해석 협의 유

10 2008. 01. 08 차량용 공기청정기 염수 염무 평가 결과 협의 유

11 2008. 01.09 차량용 공기청정기 내분진 평가 협의 유

12 2008. 01. 10 차량용 공기청정기 평가 협의HH, Cycle 유

13 2008. 02. 15 차량용 공기청정기 평가 협의HH, constant 유

14 2008. 02. 29 최종모델에 대한 및 유동소음 해석 방안 협의CFD 유

15 2008. 03. 19 최종모델에 대한 해석 결과 협의CFD 유

16 2008. 03. 21 최종보고서 작성 및 지적재산권 출원 협의 유

- 13 -

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건2. : 162. : 162. : 162. : 16


1 2007. 04 Air Flow Performance Test 유

2 2007. 05 Noise Perfomance Test 유

3 2007. 06 Connector Test 유

4 2007. 07 Crush Test 유

5 2007. 08 Vibration Test 유

6 2007. 09 Mechanical Shock Test 유

7 2007. 10 P.T.C Test 유

8 2007. 10 VAPS CFD 유

9 2007. 11 Thermal Shock Test 유

10 2007. 11 소음 진동 이론 유

11 2007. 12 Salt Spray and Salt Fog Test 유

12 2008. 01 Enclosure Protection Test 유

13 2008. 02 Humidity Heat Cycle Test 유

14 2008. 03 Humidity Heat Constant Test 유

15 2008. 03 기술동향VAPS 유

16 2008. 04 최종모델 유동 해석VAPS 유

시제품 제작 건 시제품 수 개시제품 제작 건 시제품 수 개시제품 제작 건 시제품 수 개시제품 제작 건 시제품 수 개3. : 3 ( : 100 )3. : 3 ( : 100 )3. : 3 ( : 100 )3. : 3 ( : 100 )


1 2007. 04 기본 성능 평가용 시작품 제작VAPS 유

2 2007. 05 신뢰성 평가용 시작품 제작VAPS 유

3 2007. 10 순차평가용 시작품VAPS 유

- 14 -

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건4. : 104. : 104. : 104. : 10


1 2007. 04Air Flow Performance Test

- No. of sample : 4 ea유

2 2007. 05Noise Performance Test


3 2007. 06Connector Test


4 2007. 07Crush Test


5 2007. 08Vibration Test


6 2007. 09Mechanical Shock Test


7 2007. 10P. T. C Test


8 2007. 11Thermal Shock Test


9 2007. 12Salt Spray and Salt Fog Test


10 2008. 01Enclosure Protection Test


11 2008. 02Humidity Heat Cycle Test


12 2008. 03Humidity Heat Constant Test


132007. 10 ~

2008. 02

Procedure Test


- 15 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원1.1.1.1.

가 서론가 서론가 서론가 서론....

나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법....

다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법....

라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과. CFD. CFD. CFD. CFD

마 공기 청정기 유동소음 평가 결과마 공기 청정기 유동소음 평가 결과마 공기 청정기 유동소음 평가 결과마 공기 청정기 유동소음 평가 결과. CAA. CAA. CAA. CAA

바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과....

차량용 공기 청정기 신뢰성 평가 기술 지원차량용 공기 청정기 신뢰성 평가 기술 지원차량용 공기 청정기 신뢰성 평가 기술 지원차량용 공기 청정기 신뢰성 평가 기술 지원2.2.2.2.


나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법. (Validation Test). (Validation Test). (Validation Test). (Validation Test)

다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과....

라 순차평가 결과라 순차평가 결과라 순차평가 결과라 순차평가 결과. (Procedure Test). (Procedure Test). (Procedure Test). (Procedure Test)

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획제 장 기술지원 결과의 활용계획4444

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌5555

부 록부 록부 록부 록

기술지원 실적기술지원 실적기술지원 실적기술지원 실적1.1.1.1.

논문 및 특허 실적논문 및 특허 실적논문 및 특허 실적논문 및 특허 실적2.2.2.2.

회의록회의록회의록회의록3.3.3.3.

- 16 -

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

자동차는 이제 운송수단으로서의 기능을 뛰어넘어 안락한 사무공간과 휴식공간으로

서의 기능을 요구 받고 있으며 차량 내부의 정숙성과 쾌적한 실내 공기 조화는 소,

비자들이 자동차 선택에 있어 중요한 고려 사항이 되고 있다 특히 자동차 보유대. ,

수의 증가와 더불어 대기 환경은 더욱 더 열악해짐에 따라 도로 주행시 공기 중의

매연 먼지 등과 오존 벤젠 톨루엔 등과 같은 유기용매가 자동차 내부로 유입되, , ,

고 이로 인해 운전자 및 승차자들의 호흡기 질환 각종 신장질환의 원인이 되고 있, ,

어 차량 실내의 쾌적한 환경 조상이 점점 더 중요해지고 있음 이와 같이 점점 고.

급화되고 있는 소비자들의 구매 심리에 부응하기 위해 완성차 업체와 관련 부품업

체에서는 차량 실외 환경과는 상관없이 항상 정숙하고 쾌적한 기분을 느낄 수 있는

차량 공조시스템 개발 기술이 절실히 필요하다 자동차 공기 정화 장차. (Vehicle Air

는 이러한 추세에 부합하는 제품으로써 기존의Purifier System, VAPS) Add-on

에서 및 으로 확대되고 있고 자속적인 시장 규모 확대가type Built-In Ceiling type ,

기대되는 제품이다.

지원기업인 주 지엔에스는 자동차용 대쉬 판넬 배기 매니폴드 빛 공기청정기용 필( ) ,

터 등 자동차 부품전문 중소기업으로써 매출액 및 수출액이 계속 증대되고 있고,

특히 자동차 부품 시장 경쟁력 확보를 위해서 분야아도 투자규모를 계속 확대R&D

하는 둥 경영자 및 면구개발 부서의 의지가 매우 강한 유망한 기업이며 이러한 경

영자와 연구개발부서의 연구개발에 대한 열의로 신규 아이템인 를 년 이VAPS 2008

후 대우차에 납품 수주를 받은 상태이다GM .

그림 자동차 실내 내장형 공기창정기그림 자동차 실내 내장형 공기창정기그림 자동차 실내 내장형 공기창정기그림 자동차 실내 내장형 공기창정기( 1) (VAPS)( 1) (VAPS)( 1) (VAPS)( 1) (VAPS)

- 17 -

지원기업은 공기청정가용 필터에 대해서는 많은 연구경험과 가공생산 경험을 보유

하고 있으나 시스템에 패한 성능 해석 평가와 성능 내구시험 평가기술에 대VAPS /

한 경험이 부족한 상황이다 특히 대우자동차에서는 개발업체에서 시스. GM- VAPS

템에 패한 전산유체역학 및 전산공력음향학(Computational Fluid Dynamics, CFD)

해석 평가를 통한 유동저항 공력소음 저감(Computational Aero-Acoustics, CAA) /

설계의 기반 기술 마련을 요구하고 있고 또한 성능 내구 시험 평가에서도, /

규격을 만족할 것을 요구하고 있다 이 규격은 기존 규GMW3172(GM Worldwide) .

격에 비해 보다 가혹한 신뢰성 시험 조건을 규정하고 그 항목도 매우 엄격하여 신

규 제품 개발의 신뢰성 평가에 대한 부분이 매우 중요해지고 있다 년도에 적. 2005

용되는 의 양산 수주는 지원가멉에서 받았지만 향후에는 이러한 전반적인 해VAPS

석설계 능력과 제품의 성능이나 품 면에서도 까다로운 시험규격을 만족LWF GMW

해야 개발 업체로 선정될 것이라 판단되므로 이에 지원기업에서는 부품소재 전문기

술지원사업을 통하여 당장의 양산품에 대한 대우자동차의 요구 조건 만족은GM-

물론 향후 자체 설계 및 성능평가 기술을 확보하고자 다음과 같은 애로기술에 패해

서 기슬지원을 요청하였다.








- 18 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

자동차 실내 내장형 공기청정기 양산화를 위한 유동소음 특성 평가 및 신뢰(VAPS)

성 성능 평가 기술을 지원하는 것을 최종 목표로 한다.


시스템에 대한 조립성 평가 기술 지원o VAPS

유동 공력소음 해삭 평가 기술o VAPS /

기본 성능시험 평가o VAPS


풍량 소음- Max. 45 /h@High, Max. 41 dBA@High㎥

필터 여과효율 음이온 이상- Min. 70%@0.3 dust, 100,000 cluster㎛



표 기술지원 모교 및 평가기준표 기술지원 모교 및 평가기준표 기술지원 모교 및 평가기준표 기술지원 모교 및 평가기준( 1-1)( 1-1)( 1-1)( 1-1)

- 19 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

앞 절의 기술지원 목표에 따라 수행한 기술지원의 내용은 다음과 같다.


해외 선진업체 제품 벤치마킹과 관련 유동 공력소음 해석 사례 및 관련 기- VAPS /

술 개발 동향 분석은 과제 진행하면서 추가적으로 수행이 필요하며 관련 성, VAPS

능 내구 시험 규격은 규격을 토대로 분석하여 시험방법 및 장비 설계에 지원/ GMW

계획


각 단위부품 가공품에 대한 조립성 평가를 통한 설계 보완- 3D CAD

지원연구기관이 보유한 등의 프로그램으로 조립성 평가를 수행- CATIA 3D CAD

하여 수정 보완 부분에 대한 절계 지원 예정CAD


블로어 회전수별 풍량 및 유로 저항 특성 평가-

및 를 이용한 소음 특성 평가- Broad-band Noise FFT SPL/PSD

시스템 설계안에 대한 기술적 검토 맡 보완 설계 지원o VAPS

지원 연구원의 보유한 유동 해석기술 공력소음 해석기술 및 성능 시- CFD , CAA

험 평가를 통하여 모듈에 대한 덕트 유로 최적화 설계 보완 지원 예정VAPS


블로어 팬 풍량 성능 시험 소음 시험- ,


커넥터 강도 시험 진동 시험 기계적 충격 시험 자유 낙하 시험 열충격 시험 염, , , , ,

수 염무 시험 방진 시험 습도 시험/ , ,


지원기관에서는 냉각팬 블로어 성능 시험 장비 및 고온 내구 시험 장비 보유 빛- /

설계 경험이 풍부하다 지원기업에서 구축하고자 하는 풍량 시험 평가 장비. VAPS ,

필터 여과 효율 평가 장비 고온 내구 시험 장비에 대한 장비 설계 지원 예정,

- 20 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

차량 실내 공기 정화 장치는 년 독일에서 자동차 냉난방 시스템의 모o 1989 HVAC

듈에 필터를 처음 장착하기 시작하여 이 필터를 캐빈 에어필터라 하였음 국내에서.

는 캐빈 에어필터를 년부터 장착하기 시작하였고 그 장착율은 년 독일1995 , 2000

유럽 미국 일본 한국 의 장착율을 보여 계속 증가 추95%, 70%, 30%, 25%, 30%

세임

처음에는 이와 같이 공기 정화용 필터만 개발하여 을 통하여 외부 공기가o HVAC

실내로 유입되는 유입구에 설치하다가 자동차 소비자들의 쾌적한 환경에 대한 요구

가 증대되면서 차량 실내 뒤쪽 또는 천정에 독립적으로 장착되기 시작함

차량용 공기청정기 는 운전자의 편의를 위해 차량 내에 보다 질 좋은 공기o (VAPS)

를 제공하기 위한 제품으로 장착 위치에 따라 으로Add-on, Built-ln, Ceiling type

분류

최근 소비자들의 차량 실내의 쾌적한 분위기에 대한 욕구가 증대되면서 전 세계o

적으로 고급 승용차에만 장착되던 를 대부분의 승용차에 내장형으로 장착되고VAPS

있는 추세임

는 실내로 공기를 불어넣어 주기 위한 블로어 블로어의 구o Built-ln Type VAPS ,

동완 인 모터 다양한 필터 덕트 및 풍량 조절 스위치 등으로 구성되어 있BLDC , ,

음

의 대표적인 생산 업체는 단연 미국의 을 들 수 있으며 초기 연구는 공o VAPS 3M ,

기청정기의 핵심인 고급 필터 개발에 중점을 두어 진행되어왔음 현재 필터는 프리.

필터 또는 미디엄 필터라 하는 굵은 먼지를 제거하는 필터와 미세압자를 제거하는

혜파 필터 유해가스와 냄새를 제거하는 활성탄 카본 필터 등을 병행하여(HEPA) , ( )

사용하고 있음

최근에는 이러한 필터 후방에 음이온 발생 장치까지 두어 복합 다단계 필터 방식o

을 채택하고 있음 이 음이온 발생장치는 악취제거 세균방식 억제 유해가스 분해. , ,

등에 탁월함

최근에는 시스템에서 공기 공급을 담당하는 블로어에 대한 연구도 활발히o VAPS

진행되고 있음 블로어의 구동 모터도 모터를 적용하고 있으며 가 차. BLDC , VAPS

량 실내에 장착되기 때문에 블로어에서 나오는 유동소음 저감에 대한 연구도 지속

적으로 진행되고 있으며 차량 실내 장착 공간의 제한되어 있어 컴팩트하면서도 풍

량 최적화를 위한 블로어 및 덕트 유로 최적화를 위한 연구도 진행되고 있음

소음 풍량 및 필터의 여과효율 침전 탈취 및 음이온 등 기본적인 성능이외에도o , , ,

필터수명 커넥터 등의 전장 부품에 대한 신뢰성과 차량 및 외부 환경에 대한 기계,

적인 신뢰성 향상에 대한 연구까지 병행하여 진행되고 있음

국내에서는 앞서 설명한 캐빈 에어필터를 년부터 장착해 왔으며 와o 1995 , VAPS

같이 독립적인 공기청정기의 개발은 불과 몇 년 전으로 도입 단계라 할 수 있음

국내에서는 한국 을 비롯한 공조업체에서 공기첨정기용 필터를 생산해왔으며o 3M

블로어 구동모터인 모터는 아모텍 등에서 개발하고 있음BLDC

- 21 -

블로어 또한 이전에 자동차 에어컨 시스템의 모듈내의 블로어부터o VAPS HVAC

국산화가 이루어져 오고 있어 전반적인 요소부품들은 모두 국산화가 이루어VAPS

자고 있음

차량 실내 내장형 모들은 한국델파이가 주도를 하여 각 요소부품들을 조립o VAPS

하여 납품하고 있음 지원기업인 주 지엔에스는 회사 신규 아이템으로 모듈. ( ) VAPS

을 년도부터 대우차의 개발 차량에 양산 적용 예정임2008 GM-

전반적으로 에 대한 국내 업체들의 세계 선진업체 대비 수준은 가공 생산o VAPS

측면이나 단가 측면에서는 경쟁이 되고 있으나 설계 측면에서는 컴팩트화 및 저소

음 살계 기술이 부족하여 선진국 대비 이하 수준으로 판단되며 특히 유동소음80% ,

해석 기술은 전무하며 신뢰성 측면이나 성능 내구 시험 평가 측면에서는 선진국 대/

비 이하 수준으로 열세이며 먼지 악치 냄새 제거를 위한 필터에 대한 연구40% , ,

도 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단됨

표 공기청정기 및 필터 연구개발 현황표 공기청정기 및 필터 연구개발 현황표 공기청정기 및 필터 연구개발 현황표 공기청정기 및 필터 연구개발 현황( 2-1)( 2-1)( 2-1)( 2-1)

연구수행 기관 연구개발의 내용 연구개발성과의 활용현황

한국공기청정협의

(KACA)공기청정기 관련 기술자료 발간 및 개발 참여 산업체에 관련 자료 제공

일본공기청정기협

의

(JACA)

기술전문위원회를 설치하여 공기청정기 기술 내용

을 검토 및 자료 발간산업체에 관련 자료 제공

한국에너지기술연

구소 한국바이린, ,

중소벤처기업

미세먼지의 단순한 공기 여과 및 청정기능 외에

항균 탈취 살균 등 다양한 기능성 물질이 보강된, ,

캐빈 에어필터 개발 중

양산화 적용 중

Freudenberg

미디어와 프레임 일체형의 필터로 가격이 저렴하

고 먼지제거 효율이 높은 개Particle Type Filter

발 활성탄을 적용하여 꽃가루 미세먼지 뿐만 아. ,

니라 암모니아 톨루엔 부탄 등과 같은 가스까, , n-

지 흡착 제거 기능의 개Combination Type Filter

발


주 한라공조( )

시로코 팬을 적용한 내장형 공기청정기와(built0in)

원심식 팬을 적용한 외장형 공기청정기(add-on)

개발


주 한국델파이( )고성능 고효율 저소음 차량 실내 공기청정기 개, ,

발 음이온 발생기 및 내장 기능, Perfume

국내 용 차량용OEM

공기청정기 양산

주 대한칼소닉( ) 탈취 및 집진 내부 순환식 공기청정기 개발 양산화 적용 중

성창에어텍국내 최초로 자동차 실내 정화 필터인 캐빈 에어

필터를 국내 최초로 제품에 적용

국내 자동차 공기청정기

필터 시장의 90%

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유럽 미국 등 선진국을 중심으로 운전자의 건강보호 및 쾌적한 차내 환경 유지o ,

측면에서 의 고성능 유지 빛 다양한 기능을 위한 연구 개발이 집중되고 있음VAPS ,

그림 의 독일 사는 경량화와 성능 향상이 우수하며 수분리 성능향상을( 2-1) SCT

통해 개선된 에어크리너 필터를 소개하였다 필터 엘리멘트 는Cleanliness . (Element)

교체타입으로 레진 몰딩 방법으로 필터 페이퍼 접착 신뢰성을 향상시켰다(resin) .

또한 카본 사용으로 필터 여과 효율 및 최소화가 가능하도록 하였다Clogging .

그림 와 그림 은 독일 와 사의 블로어를 나타낸 사진으( 2-2) ( 2-3) Siemens Hella

로 모터 적용 및 블로어와 덕트의 유로 최적화 설계를 통해 모터와 유통소음BLDC

을 크게 저감하였다.

그림 독일 사의 에어 필터그림 독일 사의 에어 필터그림 독일 사의 에어 필터그림 독일 사의 에어 필터( 2-1) SCT( 2-1) SCT( 2-1) SCT( 2-1) SCT

- 23 -

그림 독일 사의 블로어그림 독일 사의 블로어그림 독일 사의 블로어그림 독일 사의 블로어( 2-2) Siemens VDO BLDC( 2-2) Siemens VDO BLDC( 2-2) Siemens VDO BLDC( 2-2) Siemens VDO BLDC

그림 독일 사 블로어그림 독일 사 블로어그림 독일 사 블로어그림 독일 사 블로어( 2-3) Hella BLDC( 2-3) Hella BLDC( 2-3) Hella BLDC( 2-3) Hella BLDC

- 24 -

그림 독일 사의 에어 필터 모듈그림 독일 사의 에어 필터 모듈그림 독일 사의 에어 필터 모듈그림 독일 사의 에어 필터 모듈( 2-4) MAHLE( 2-4) MAHLE( 2-4) MAHLE( 2-4) MAHLE

그림 는 독일 사의 에어 필터 모듈을 나타낸 사진으로 금속 제품이 없( 2-4) MAHLE

는 필터 카트리지를 적용하여 먼지 흡수율이 이다 필터는 인조 소재99.9% . Fleece

뿐만 아니라 및 소재로 이루어진 다중 필터를 채Cellulose, Meltblown Nanofibers

용하였다 북미 시장을 겨냥한 에어필터 모듈에 활성탄으로 된 를 장착. HC Adsorb

했다 이와 같은 제품을 개발하기 위해서 소음 저감을 위해 해석을 이용하여. CFD

하우징을 최적 설계하였으며 다른 시스템과의 인터페이스 장착 공간 및 중량을 고,

려한 모듈을 설계하였다 특히 소음 감쇠 역할을 하는 레조네이터 를 추. (Resonator)

가로 장착하였다.

- 25 -

그림 는 한국 사의 차량용 캐빈 에어 필터를 나타낸 그림으로 공기( 2-5) Interparts

투과율은 우수하면서도 여과율이 장수명 에어 필터를 개발하고 있다99% .

그림 한국 사의 캐빈 에어 필터그림 한국 사의 캐빈 에어 필터그림 한국 사의 캐빈 에어 필터그림 한국 사의 캐빈 에어 필터( 2-5) Interparts( 2-5) Interparts( 2-5) Interparts( 2-5) Interparts

- 26 -

정전 필터정전 필터정전 필터정전 필터(a)(a)(a)(a) 필터필터필터필터(b) Particle(b) Particle(b) Particle(b) Particle

활성탄 필터활성탄 필터활성탄 필터활성탄 필터(c)(c)(c)(c)

그림 사의 차량용 캐빈 에어 필터그림 사의 차량용 캐빈 에어 필터그림 사의 차량용 캐빈 에어 필터그림 사의 차량용 캐빈 에어 필터( 2-6) M2( 2-6) M2( 2-6) M2( 2-6) M2

그림 은 국내 사의 차량용 에어 필터를 나타낸 것으로 의 정전 필터는( 2-6) M2 (a)

함성섬유에 영구 정전기를 부여하여 정전기의 힘으로 미세 먼지를 완벽하게 제거하

는 정전 부직포로써 자동차 선진국에서는 이미 제조기술을 개발하여 자동차용 캐,

빈 에어 필터에 적용하고 있다.

- 27 -

그림 국내 엔진 흡기 필터그림 국내 엔진 흡기 필터그림 국내 엔진 흡기 필터그림 국내 엔진 흡기 필터( 2-7) K&N( 2-7) K&N( 2-7) K&N( 2-7) K&N

그림 은 사의 다충 순명직물 엔진 흡기 필터로 불순물이 필터 외부 층에( 2-7) K&N

서 걸러지며 외부 필터 층은 까지 여과성능을 보장하고 있다 오일 보, 80,000km .

호 층에 만지가 쌓이게 되면 오일이 스며들면서 새로운 오일 층을 형성하여 정화

능력을 유지하는 것이 특징이며 깨끗하게 정화된 공기와 직진성으로 정류되어 강한

유속을 지닌 공기가 엔진으로 공급되어 출력 향상에 기여하도록 되어 있다.

그림 국내 사의 캐빈 에어 필터그림 국내 사의 캐빈 에어 필터그림 국내 사의 캐빈 에어 필터그림 국내 사의 캐빈 에어 필터( 2-8) Clysis( 2-8) Clysis( 2-8) Clysis( 2-8) Clysis 그림 국내 사의캐빈에어필터그림 국내 사의캐빈에어필터그림 국내 사의캐빈에어필터그림 국내 사의캐빈에어필터( 2-9) Sewon( 2-9) Sewon( 2-9) Sewon( 2-9) Sewon

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제 장 개술지원 수행 내용 및 결과제 장 개술지원 수행 내용 및 결과제 장 개술지원 수행 내용 및 결과제 장 개술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원차량용 공기청정기 유동소음 특성 평가 기술 지원1.1.1.1.


자동차 보유 대수의 증가와 더불어 대기 환경은 더욱 더 열악해짐에 따라 도로 주

행시 공기 중의 매연 먼지 등과 오존 벤젠 톨루엔 등과 같은 유기용매가 자동차, , ,

내부로 유입되고 이로 인해 운전자 및 동승자들의 호흡기 질환 각종 신장질환의, ,

원인이 되고 있어 차량 실내의 쾌적한 환경 조성이 점점 더 중요해지고 있다.

이와 같이 점점 고급화되고 있는 소비자들의 구매 심리에 부응하기 위해 완성차 업

체와 관련 부품업체에서는 차량 실내외 환경과는 상관없이 항상 정숙하고 쾌적한

기분을 느낄 수 있는 차량 공조시스템 개발 기술이 절실히 필요하게 되었으며 자동

차 공기청정기 는 이러한 추세에 부합하는 제품(Vehicle Air Purifier System, VAPS)

으로써 지속적인 시장 규모 확대가 기대되는 제품이다.

최근 들어 차량 공기청정기는 살내 트렁크에 내장형으로 개발되고 특히 뒤쪽 동승

자의 머리 뒤에 제품이 위치하기 때문에 여러 가지 기능적 요구 조건을 만족시키면

서 저소음 설계가 무엇보다 중요하다 다익 원심 팬. (Multi-blade Centrifugal Fan)

은 소형이면서도 저소음이라는 장점이 있어 차량 공가청정기용 팬으로 적절하며 제

품 초기 설계 단계부터 다양한 설계인자의 변경에 따른 성능 소음 특성 변화를 파,

악하고 각 설계 인자의 기여도 및 최적 조건을 찾는 연구가 필수적이다.

일반적으로 다익 원심 팬은 날개 수가 많고 전향익 에 인한(forward Swept Vane)

비정상 유동 교란이 심하기 때문에 실험식에 의한 소음 예측이 많이 사용되었지만

년대 후반 들어 컴퓨터 계산 용량 및 수차해석 기법이 발달함에 따라 원심 팬1990

에 대한 팬 소음을 수치적으로 예측하려는 연구가 활발히 진행되고 있다 그러나.

대부분 실내 공기청정기를 대상으로 하고 있으며 내환경성이 중요시되는 차량 공기

청정기치 경우 시스템 레이아웃 특성상 좁고 굽은 덕트 카본 헤파 필터치 복잡한,

구조 특성상 아직 소음 예측에 대한 시도는 없는 실정이다.

전산공력음향학은 유동에 의해 유발되는 공기 역학적인 힘이나 운동에 의해 생성된

음향에 관련된 문제를 다루고 있다 유동과 음향이 서로 연관된 이러한 문제를 다.

루기 위해 과거에는 주로 이론적 해석적 방법으로 해석하였다 이러한 이론 공력음, .

향학의 방법들은 그간 음향장 해석의 유용한 도구가 되어왔다.

- 29 -

그러나 유동과 음장이 감력하게 연관된 문제는 접근에 상당한 어려움이 있어서 주,

로 실험을 통한 방법에 의존할 수밖에 없었다 그러나 최근에는 컴퓨터 및 수치 해.

석 기법의 급격한 발달 등으로 전산유체역학 과 함께 전산공력음향학 이(CFD) (CAA)

새롭게 발달하고 있다.

선형 또는 비선형 유동방정식을 그대로 이용하는 방법으로 점성효과를 고려하지 않

으면 방정식을 점성을 고려하면 압축성 방정식을 이용하는Euler , Navier -Stokes

방법이다 이 경우 유동과 음장을 동시에 풀기 때문에 유동 값에 비해 매우 작은. ,

음장을 계산하기 위해 고해상도 수치기법을 필요로 하게 된다 또한 소산오차.

와 위상오차 도 작게 고려해야 한다 이러한(Dissipation Error) (Dispersion Error) .

의 특성 때문에 고차의 해상도를 가지는 기법에 대한 연구가 많이 이루어지고CAA

있다.

표표표표( 3-1) Various noise generation mechanism( 3-1) Various noise generation mechanism( 3-1) Various noise generation mechanism( 3-1) Various noise generation mechanism

Noise source mechanism Noise Characteristics

Monopole blade Thickness Tonal

Dipole

(Steady Rotating

Force)

Uniform Stationary Flow Tonal

Dipole

(Unsteady

Rotating Force)

Non-Uniform Stationary Flow Tonal

Non-Uniform Unsteady Flow Broadband

Separated FlowsTonal

Broadband

Trailing Edge Vortex SheddingTonal

Broadband

Turbulent Boundary layer Broadband

Quadropole Turbulent Noise Broadband

- 30 -

나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법나 유동소음 수치해석 모델 및 방법....

본 기술지원사업의 차량 공기청정기에 사용된 팬은 전향익을 갖는 다익 원심 팬

이며 팬의 기하학적 형상 빛 주요 설계 인자는 표(Multi-blade Centrifugal fan) (

에 정리하였다3-2) .

표표표표( 3-2) Basic specifications of centrifugal fan( 3-2) Basic specifications of centrifugal fan( 3-2) Basic specifications of centrifugal fan( 3-2) Basic specifications of centrifugal fan

그림 차량용 공기청정기 수치해석 모델 및 격자그림 차량용 공기청정기 수치해석 모델 및 격자그림 차량용 공기청정기 수치해석 모델 및 격자그림 차량용 공기청정기 수치해석 모델 및 격자( 3-1)( 3-1)( 3-1)( 3-1)

차량 공기청정기 소음 해석을 위해 상용 코드인 을 사용하였다 지CFD Fluent 6.3 .

배방정식은 비정상 비압축성 이며 난류 유동, , Reynolds Averaged Navier-Stokes ,

장을 효과적으로 해석을 위해서 모델을 사용하였다 운동량 방정식Standard k- .ε

으로부터 압력보정식 유도는 유한 체적법에 근거한 알고리즘을 사용하였SIMPLE

다.

기본 설계를 토대로 구성된 격자 및 계산 영역을 그립 과 그림 에 나타( 3-1) ( 3-2)

내었으며 전체 해석 격자는 약 만 개다455 .

- 31 -

공기청정기 외부 계산 영역은 무향실에서 소음 평가와 유사한 조건을 만들어 주기

위해 대기 중으로 토출되는 유동 형태를 고려해 가로 세로 높이를 각각 9Dw, 9Dh

크기로 설장하였다28H .

차량 공기청정기 필터 부분은 다공성 매질 로 모델링 했으며 필터(Porous Media)

부분만 별도의 실험을 통해 구한 통기 저항 데이터로부터 관성 저항 계수(Inertia

와 점성 저항 계수 를 사용하였다 대상 필터는 웨Resistance) (Viscous Resistance) .

이브 형과 하니콤 타입의 필터를 결합한 경우와 필터 여Wave-honeycomb Type

과 효율을 개선한 더블 웨이브 형 필터 두 가지에 대해 비교(Double Wave Type)

를 했다 차량 공기청정기를 통과하는 유체는 공기를 기준으로 밀도는. 20 1.127℃

이고 점도는 다/ 0.8682×10-s /m-s .㎏㎥㎏

그림 차량용 공기청정기 수치해석 영역그림 차량용 공기청정기 수치해석 영역그림 차량용 공기청정기 수치해석 영역그림 차량용 공기청정기 수치해석 영역( 3-2( 3-2( 3-2( 3-2

(a) Wave-honeycomb type(a) Wave-honeycomb type(a) Wave-honeycomb type(a) Wave-honeycomb type (b) Double wave type(b) Double wave type(b) Double wave type(b) Double wave type

그림 차량용 공기청정기 필터그림 차량용 공기청정기 필터그림 차량용 공기청정기 필터그림 차량용 공기청정기 필터( 3-3)( 3-3)( 3-3)( 3-3)

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그림 는 필터만 별도의 통기 저항 데이터부터 관성 저항 계수 와 점성 저( 3-4) (C2)

항 계수 를 구하는 과정을 정리했으며 그람 는 각 계수 값을 이용해서 필터(D) ( 3-5)

단품에 대한 저항 특성을 실험결과와 비교한 그림으로 필터에서의 각 저항 계수 값

이 적절히 사용되고 있음을 알 수 있다.

그림 필터 공기 저항 특성 계산 과정그림 필터 공기 저항 특성 계산 과정그림 필터 공기 저항 특성 계산 과정그림 필터 공기 저항 특성 계산 과정( 3-4)( 3-4)( 3-4)( 3-4)

그림 차량용 공기청정기 필터 통기 저항 시험 결과그림 차량용 공기청정기 필터 통기 저항 시험 결과그림 차량용 공기청정기 필터 통기 저항 시험 결과그림 차량용 공기청정기 필터 통기 저항 시험 결과( 3-5)( 3-5)( 3-5)( 3-5)

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다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법다 풍량 및 소음 측정 방법....

차량 공기청정기 풍량 측정을 위한 시험장치 사진은 그림 과 같다 풍량은( 3-6) . KS

의 규격에 근거하여 측정했으며 팬 블로어 테스트와 차량 공기청정기를 덕트B6311 /

로 연결 후 컨트롤러에서 보조 블로어를 이용해 공기청정기 입구 정압이 이 되도0

록 제어한다 풍동 중앙에 설치된 인치 노즐 전후의 압력차를 에 저. 1 (ISA 9232) PC

장되도록 하여 실시간으로 풍량을 계산했으며 원심 팬의 회전수는 타코미터(Sampo

를 이용해서 측정했다DT 6232B) .

그림 은 지원기관에서 보유하고 있는 무향실에서 공기청정기 소음 측정 사진( 3-7)

을 나타낸 것이다 사용된 무향실의 내부 유효 치수는 이며. W5.2m×H4m×L4.5m

하한 차단 주파수가 이내 암소음은 이하이다 소음 측정에 사용된 마80Hz , 18dB .

이크로 폰은 이며 측정된 음압을 분석하였다ICE61672 1/2" FFT .

그림 차량용 공기청정기 풍량 시험 사진( 3-6)

그림 차량용 공기청정기 소음 측정 사진그림 차량용 공기청정기 소음 측정 사진그림 차량용 공기청정기 소음 측정 사진그림 차량용 공기청정기 소음 측정 사진( 3-7)( 3-7)( 3-7)( 3-7)

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라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과라 공기청정기 풍량 평가 결과. CFD. CFD. CFD. CFD

공기청정기 원심 팬 회전수 변화에 따른 풍량 예측 값과 시험 결과와 그림 에( 3-8)

비교하였다 필터 여과 효율을 개선한 더블 웨이브 형 필터를 장착한 경우 필터 통.

기 저항 증가로

기준인 블로어 회전수 기준 풍량이 감소된 약High Mode 1,300 rpm , 7.5 /h㎥

이다 풍량 감소에도 불구하고 필터 여과효율이 좋은 더블 웨이브 형 필31.0 /h .㎥

터로 선정하고 소음 평가를 진행하였다 더블 웨이브 형 필터를 장착한 경우. Low

인 팬 에서는 해석 값과 시험 값이 거의 일치하고 있으나Mode 1,100 rpm High

인 에서는 로 해석결과가 실험결과에 비해 약 높Mode 1,300 rpm 33.8 /h 9.0%㎥

게 예측되었다.

그림 와 그림 은 더블 웨이브 형 필터를 장착한 공기청정기 표면에서의( 3-9) ( 3-10)

압력분포를 나타낸 그림 블로어에서 블로어 출구의 가속된 유동이 볼류트를 따라

흐르면서 정압이 점점 더 상승하는 것을 알 수 있다 또한 공기청정기의 경우 공기.

필터가 블로어 후류에 위치하기 때문에 상승된 정압이 급격이 감소되고 대기압이

되어 외부로 흘러가게 된다 그림의 부근에서 유량증가에 따른 압력이 감소 현상. A

이 보이고 있다.

블로어 높이 방향 중심 단면예서의 정압력과 전압력 분포를 그림 과 그림( 3-11) (

에 나타내었다 정압력은 볼류트를 따라 이동하면서 상승하지만 전압력의 경3-12) .

우 벽면과의 마찰과 이차 유동 에 의한 손실로 점점 감소하게 된(Secondary Flow)

다.

그림 차량용 공기청정기 풍량 해석 결과그림 차량용 공기청정기 풍량 해석 결과그림 차량용 공기청정기 풍량 해석 결과그림 차량용 공기청정기 풍량 해석 결과( 3-8)( 3-8)( 3-8)( 3-8)

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에서 원심 팬 중심 단면에서의 속도 벡터와 속도 크기 분포를 그림High Mode

과(3-13)

그림 에 나타내었다 그림 의 볼류트 컷 오프 부근 에서 이차 와류(3-14) . E (cutoff)

에 의한 유동 박리 및 역류 현상이 발생하는 것을 알 수 있는데 컷 오프 부근에서

의 유동 불안정은 원심 팬의 주요 소음원 중의 하나로 알려져 있다 또한 볼류트. ,

목을 지나 급격히 넓어진 필터 입구로 유동이 진행되면서 부근에 와류 영역이D

형성된다.

그림 그림 의 원심 팬 중심에서 수직 단면의 유동을 살펴보면 볼류트( 3-l5)~( 3-17)

를 지나 필터 입구로 유입된 유동이 좌측으로 집중되면서 필터 입구에서 일부 압력

이 상승하게 되고 필터 우측으로 와류가 형성되는 것을 알 수 있다 이와 같은 필.

러 입구의 유동 특성은 필터 입구의 불균일 유동 특성을 증가시키고 필터 여과 효

율을 저하시키는 원인이다 또한 공기청정기 입구와 출구가 근접해 있으므로 출구.

로부터의 유동이 입구로 재 유입되는 특성을 해석 결과로부터 알 수 있다.

필터 입구에서의 속도 분포를 나타낸 그림 을 살펴보면 영역에 유동이 집( 3-18) G

중되는 것을 알 수 있다 필터 석과 효율과 매우 밀접한 필터 입구 유동 균일도.

는 식 로 정의 되면 계산결과 예서 약 이(flow uniformity) (1) Highway Mode 0.769

다.

여기서, 는 각 셀의 인덱스이며, 는 필터 입구 각 셀에서와 속도, 는 필터

입구 평균 속도를 나타낸다.

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그림 블로어 표면 압력 분포그림 블로어 표면 압력 분포그림 블로어 표면 압력 분포그림 블로어 표면 압력 분포( 3-9) (Pa)( 3-9) (Pa)( 3-9) (Pa)( 3-9) (Pa)

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그림 차량용 공기청정기 표면 압력 분포그림 차량용 공기청정기 표면 압력 분포그림 차량용 공기청정기 표면 압력 분포그림 차량용 공기청정기 표면 압력 분포( 3-10) (Pa)( 3-10) (Pa)( 3-10) (Pa)( 3-10) (Pa)

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그림 블로어 중심 단면 압력 분포그림 블로어 중심 단면 압력 분포그림 블로어 중심 단면 압력 분포그림 블로어 중심 단면 압력 분포( 3-11) (z=H/2) (Pa)( 3-11) (z=H/2) (Pa)( 3-11) (z=H/2) (Pa)( 3-11) (z=H/2) (Pa)

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그림 블로어 중심 단면 전압력 분포그림 블로어 중심 단면 전압력 분포그림 블로어 중심 단면 전압력 분포그림 블로어 중심 단면 전압력 분포( 3-12) (z=H/2) (Pa)( 3-12) (z=H/2) (Pa)( 3-12) (z=H/2) (Pa)( 3-12) (z=H/2) (Pa)

- 42 -

그림 블로어 중심 단면 속도 벡터 분포그림 블로어 중심 단면 속도 벡터 분포그림 블로어 중심 단면 속도 벡터 분포그림 블로어 중심 단면 속도 벡터 분포( 3-13) (z=H/2) (m/s)( 3-13) (z=H/2) (m/s)( 3-13) (z=H/2) (m/s)( 3-13) (z=H/2) (m/s)

- 43 -

그림 블로어 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 중심 단면 속도 크기 분포( 3-14) (z=H/2) (m/s)( 3-14) (z=H/2) (m/s)( 3-14) (z=H/2) (m/s)( 3-14) (z=H/2) (m/s)

- 44 -

그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포( 3-l5) (x=0) (m/s)( 3-l5) (x=0) (m/s)( 3-l5) (x=0) (m/s)( 3-l5) (x=0) (m/s)

- 45 -

그림 블로어 수직 중심 단면 압력 분포그림 블로어 수직 중심 단면 압력 분포그림 블로어 수직 중심 단면 압력 분포그림 블로어 수직 중심 단면 압력 분포( 3-16) (x=0) (Pa)( 3-16) (x=0) (Pa)( 3-16) (x=0) (Pa)( 3-16) (x=0) (Pa)

- 46 -

그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포그림 블로어 수직 중심 단면 속도 크기 분포( 3-17) (x=0) (m/s)( 3-17) (x=0) (m/s)( 3-17) (x=0) (m/s)( 3-17) (x=0) (m/s)

- 47 -

그림 필러 입구 속도 크기 분포그림 필러 입구 속도 크기 분포그림 필러 입구 속도 크기 분포그림 필러 입구 속도 크기 분포( 3-18) (m/s)( 3-18) (m/s)( 3-18) (m/s)( 3-18) (m/s)

- 48 -

마 공기청정기 유동소음 평가 결과마 공기청정기 유동소음 평가 결과마 공기청정기 유동소음 평가 결과마 공기청정기 유동소음 평가 결과. CAA. CAA. CAA. CAA

공기청정기 유동소음 해석은 먼저 장상상태에서 해석을 수행한 후 그 결과를 초기

값으로 가지고 기법을 이용하여 비정상 해석을 수행하였다Moving Mesh . Moving

기법은 블로어와 같은 회전체의 비정상 해석에 널리 이용되고 있는 해석기법Mesh

이다 비정상 해석을 위한 시간 간격 은 블로어가 회전시의 시간으로 설장. ( t) 0.5°△

했으며 식 을 이용하여 계산하였다(2) .

공기청정기에 대해서 측정한 음압 스펙트럼과 해석한 결과를 그림 에 나타내었( 19)

다 소음 측정과 해석 모두 공기청정기 출구 그릴로부터 떨어진 지점에서 수. 30cm

행되었다 광역소음은 까지 이상 존재함을 알 수 있으며. 1.5 kHs 5~10 d5A Overall

값을 살펴보면 수치 해석의 경우 로 측정 결과인 에 비SPL 33.64 dBA 38.66 dBA

해 약 낮게 나왔다 소음 측정 값인 원심 팬 블레이드 회전에 의한5 dBA .

특성은 수치해석에서는 정확히 예측하지 못했지만BPF(Blade Passing Frequency)

광역소음 특성은 측정결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다 해석 결과가 측정 결.

과보다 소음을 작게 예측한 이유는 볼류트 케이싱에서의 산란효과 필터에서의 소,

음 흡수 부분을 고려하지 않은 것 그리고 모터에 의한 소음을 반영하지 못한 결과,

라고 판단된다.

그림 그림 은 블로어 회전각 에서의 정압력과 속도( 20)~( 23) =0° ,90° ,180°,270°θ

를 나타낸 그림으로 전반적인 유동 특성은 정상상태 해석 결과와 동일하다.

그람 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그람 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그람 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그람 차량용 공기청정기 소음 해석 결과( 3-19) (High Mode, N=1,300rpm)( 3-19) (High Mode, N=1,300rpm)( 3-19) (High Mode, N=1,300rpm)( 3-19) (High Mode, N=1,300rpm)

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압력압력압력압력(a) (Pa)(a) (Pa)(a) (Pa)(a) (Pa)

속도속도속도속도(b) (m/s)(b) (m/s)(b) (m/s)(b) (m/s)

그림 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 소음 해석 결과( 3-20) ( =0° )( 3-20) ( =0° )( 3-20) ( =0° )( 3-20) ( =0° )θθθθ

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바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과바 최종모델의 유동소음 평가 결과....

기존 모델의 유동소음 해석결과로부터 소음 특성은 개선하고 풍량 및 필터 여과 효

율을 향상시킬 수 있도록 그림 과 같이 차량용 공기청정기 형상을 개선하였( 3-23)

다 블로어 블레이드 및 높이는 기존과 동일하게 유지하면서 입구 벨 마우스와 블.

로어 간극을 기존 에서 로 확보하고 림 형상을 변경함으로써-0.5mm 0.4mm (Rim)

팁에서의 소음을 줄이고자 하였으며 블로어 허브의 중심부 를 변경하여 풍량을(C)

확보하고자 하였다 그리고 제품 신뢰성 평가결과로부터 이 발생한 커버 등. Fail PCB

형상 변경을 꾀하였다.

그림 는 블로어 회전수 변화에 따른 풍량 예측 값과 측정값을 비교해서 나타( 3-24)

낸 그림이다 해석결과 에서 풍량은. High Mode 36.14 m3로 측정값인/h 34.0 m

3/h

에 비해 높게 예측했다6.1% .

그림 는 최종모델의 유동소음 평가 결과를 나타낸 그림이다( 3-25) .

차량용 공기청정기 최종모델의 비정상 해석결과를 블로어 위치별로 그림( 3-26)~

그럼 에 각각 나타내었으며 전체적인 유동 패턴은 기존 모델과 유사하다( 3-29) .

기존 모델기존 모델기존 모델기존 모델(a)(a)(a)(a) 개선 모델개선 모델개선 모델개선 모델(b)(b)(b)(b)

그림 차량용 공기청정기 모델 개선그림 차량용 공기청정기 모델 개선그림 차량용 공기청정기 모델 개선그림 차량용 공기청정기 모델 개선( 3-23)( 3-23)( 3-23)( 3-23)

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그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 풍량 평가 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 풍량 평가 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 풍량 평가 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 풍량 평가 결과( 3-24)( 3-24)( 3-24)( 3-24)

그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 유동소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 유동소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 유동소음 해석 결과그림 차량용 공기청정기 최종모델에 대한 유동소음 해석 결과( 3-25)( 3-25)( 3-25)( 3-25)

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공기청정기 신뢰성 평가 기술 지원공기청정기 신뢰성 평가 기술 지원공기청정기 신뢰성 평가 기술 지원공기청정기 신뢰성 평가 기술 지원2.2.2.2.


제품의 수요기업인 대우자동차에서는 미국 사의 규격 도입하여GM- GM GMW3172

년도 신규 개발 제품에 대해 까다로운 시험 항목과 엄격한 신뢰성 시험 조건2007

을 규정하고 각 제품에 적용하고 있다 따라서 신규 제품 개발 시 신뢰성 평가에.

대한 부분이 날로 중대해지고 있는 상황이다 일반적인 차량용 공기청정기 개발에.

있어서 필요한 요구 풍량 소음 필터 여과 효율 등의 기본적인 성능 평가, ,

뿐만 아니라 표 의 까다로운 신뢰성 평가(Functional Performance Test) ( 3-3)

를 요구하고 있다 특히 신뢰성 평가의 경우 각 항목에(Design Validation Test) . ,

대한 평가뿐만 아니라 각 평가항목을 순차적으로 평가하는 순차평가(Procedure

를 수행해야 된다 년도에 적용되는 공기청정기의 양산 수주는 지원기업Test) . 2008

에서 받았지만 향후에는 이러한 전반적인 해석설계 능력과 제품의 성능이나 품질

면에서도 까다로운 시험 규격을 만족해야 개발 업체로 선정될 것이라GMW3172

판단되므로 이에 지원기업에서는 부품소재 전문기술지원사업을 통하여 당장의 양산

품에 대한 대우자동차의 요구 조건 만족은 물론 향후 자체 설계 및 성능평가 기GM

술을 확보하고자 한다.

표 차량용 공기청정기의 신뢰성 평가 항목표 차량용 공기청정기의 신뢰성 평가 항목표 차량용 공기청정기의 신뢰성 평가 항목표 차량용 공기청정기의 신뢰성 평가 항목( 3-3)( 3-3)( 3-3)( 3-3)

NoNoNoNo Test ItemTest ItemTest ItemTest Item Test StandardTest StandardTest StandardTest StandardNo. ofNo. ofNo. ofNo. of

SpecimenSpecimenSpecimenSpecimen

DurationDurationDurationDuration

timetimetimetimeTest EquipmentTest EquipmentTest EquipmentTest Equipment

1111 FuctionalFuctionalFuctionalFuctional

performanceperformanceperformanceperformance

testtesttesttest

Air FlowAir FlowAir FlowAir Flow ANSVASHERAE51-1999ANSVASHERAE51-1999ANSVASHERAE51-1999ANSVASHERAE51-1999 4444 ---- Fan & Blower TestFan & Blower TestFan & Blower TestFan & Blower Test

2222 Noise PerformanceNoise PerformanceNoise PerformanceNoise Performance 3333 ---- NVH RoomNVH RoomNVH RoomNVH Room

3333

Valldation testValldation testValldation testValldation test

Connector TestConnector TestConnector TestConnector Test GMW3172 (5.3)GMW3172 (5.3)GMW3172 (5.3)GMW3172 (5.3) 33333333 ---- Connector TestConnector TestConnector TestConnector Test

4444 Crush TestCrush TestCrush TestCrush Test GMW3172 (5.4.4)GMW3172 (5.4.4)GMW3172 (5.4.4)GMW3172 (5.4.4) 3333 ---- INSTRONINSTRONINSTRONINSTRON

5555 Vibration TestVibration TestVibration TestVibration Test GMW3172 (5.4.1)GMW3172 (5.4.1)GMW3172 (5.4.1)GMW3172 (5.4.1) 3333 24hr24hr24hr24hr Vibration TesterVibration TesterVibration TesterVibration Tester

6666Mechanical ShockMechanical ShockMechanical ShockMechanical Shock

TestTestTestTestGMW3172 (5.4.2)GMW3172 (5.4.2)GMW3172 (5.4.2)GMW3172 (5.4.2) 3333 800cycle800cycle800cycle800cycle Vibration TesterVibration TesterVibration TesterVibration Tester

7777Power TemperaturePower TemperaturePower TemperaturePower Temperature

Cycle TestCycle TestCycle TestCycle TestGMW3172 (5.5.6)GMW3172 (5.5.6)GMW3172 (5.5.6)GMW3172 (5.5.6) 3333 110hr110hr110hr110hr

Humid HeatHumid HeatHumid HeatHumid Heat

ChamberChamberChamberChamber

8888 Thermal Shock TestThermal Shock TestThermal Shock TestThermal Shock Test GMW3172 (5.5.7)GMW3172 (5.5.7)GMW3172 (5.5.7)GMW3172 (5.5.7) 3333 250hr250hr250hr250hrThermal ShockThermal ShockThermal ShockThermal Shock

TesterTesterTesterTester

9999Salt Spray and SaltSalt Spray and SaltSalt Spray and SaltSalt Spray and Salt

FogFogFogFogGMW3172 (5.7)GMW3172 (5.7)GMW3172 (5.7)GMW3172 (5.7) 3333 144hr144hr144hr144hr Slat Mis ChamberSlat Mis ChamberSlat Mis ChamberSlat Mis Chamber

10101010 Enclosure ProtectionEnclosure ProtectionEnclosure ProtectionEnclosure Protection KS R 1063KS R 1063KS R 1063KS R 1063 3333 8hr8hr8hr8hr Dust ChamberDust ChamberDust ChamberDust Chamber

11111111Humidity HeatHumidity HeatHumidity HeatHumidity Heat

ConstantConstantConstantConstantGMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6) 3333 168hr168hr168hr168hr



12121212Humidity HeatHumidity HeatHumidity HeatHumidity Heat

CycleCycleCycleCycleGMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6)GMW3172 (5.6) 3333 240hr240hr240hr240hr



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표 차량용 공기청정기의 동작 조건표 차량용 공기청정기의 동작 조건표 차량용 공기청정기의 동작 조건표 차량용 공기청정기의 동작 조건( 3-4)( 3-4)( 3-4)( 3-4)

1111 No voltage is applied to the VAPSNo voltage is applied to the VAPSNo voltage is applied to the VAPSNo voltage is applied to the VAPS

1.11.11.11.1 Not connected to wining hamessNot connected to wining hamessNot connected to wining hamessNot connected to wining hamess

1.21.21.21.2Connected to wining hamess simulation vehicle installation,Connected to wining hamess simulation vehicle installation,Connected to wining hamess simulation vehicle installation,Connected to wining hamess simulation vehicle installation,

but no voltage appliedbut no voltage appliedbut no voltage appliedbut no voltage applied

2222

The VAPS is electrically connected supply voltage (battery voltage,The VAPS is electrically connected supply voltage (battery voltage,The VAPS is electrically connected supply voltage (battery voltage,The VAPS is electrically connected supply voltage (battery voltage,

generator not active) asgenerator not active) asgenerator not active) asgenerator not active) as

in a vehicle with all electrical connections madein a vehicle with all electrical connections madein a vehicle with all electrical connections madein a vehicle with all electrical connections made

2.12.12.12.1System/component functions are not activated (e.g sleepSystem/component functions are not activated (e.g sleepSystem/component functions are not activated (e.g sleepSystem/component functions are not activated (e.g sleep

mode)mode)mode)mode)

2.22.22.22.2Systems/components with electric operation and control inSystems/components with electric operation and control inSystems/components with electric operation and control inSystems/components with electric operation and control in

typical operating modetypical operating modetypical operating modetypical operating mode

3333The DUT is electrically operated with supply voltageThe DUT is electrically operated with supply voltageThe DUT is electrically operated with supply voltageThe DUT is electrically operated with supply voltage

(engine/alternator operative) with all electrical connections made)(engine/alternator operative) with all electrical connections made)(engine/alternator operative) with all electrical connections made)(engine/alternator operative) with all electrical connections made)

3.13.13.13.1 System/component functions are not activatedSystem/component functions are not activatedSystem/component functions are not activatedSystem/component functions are not activated

3.23.23.23.2System/components with electric operation and control inSystem/components with electric operation and control inSystem/components with electric operation and control inSystem/components with electric operation and control in

typical operating modetypical operating modetypical operating modetypical operating mode

표 는 규격에 명시된 차량용 공기청정기의 동작조건을 정리한 것( 3-4) GMW3172

이다.

- 61 -

나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법나 신뢰성 평가 방법....

- 62 -

- 63 -

- 64 -

- 65 -

- 66 -

- 67 -

- 68 -

- 69 -

- 70 -

- 71 -

- 72 -

- 73 -

- 74 -

- 75 -

- 76 -

- 77 -

- 78 -

- 79 -

- 80 -

- 81 -

다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과다 신뢰성 평가 결과. (Validation Test). (Validation Test). (Validation Test). (Validation Test)

커넥터 시험커넥터 시험커넥터 시험커넥터 시험1) (Connector Test)1) (Connector Test)1) (Connector Test)1) (Connector Test)

커넥터 시험은 공기청정기 커넥터와 고정 삽입 이탈을 평가하는 시험이다, , . TEST

에서부터 까지는 각각 개의 시편에 대해서 시험을 수행하고 는1 TEST 3 10 TEST 4

개의 시편에 대해 시험을 수행했으며 평가 결과를 표 에 정리하였다 모든4 ( 3-43) .

평가에서 주어진 요구 조건을 만족함을 알 수 있다 커넥터 안장 압축 시험기의 커.

넥터 평가 사진을 그림 에 나타내었다( 3-43) .

표 공기청정기 커넥터 테스트 결과표 공기청정기 커넥터 테스트 결과표 공기청정기 커넥터 테스트 결과표 공기청정기 커넥터 테스트 결과( 3-5)( 3-5)( 3-5)( 3-5)

그림 공기청정기 커넥터 테스트 사진그림 공기청정기 커넥터 테스트 사진그림 공기청정기 커넥터 테스트 사진그림 공기청정기 커넥터 테스트 사진( 3-43)( 3-43)( 3-43)( 3-43)

- 82 -

크러쉬 시험크러쉬 시험크러쉬 시험크러쉬 시험2) (Crush Test)2) (Crush Test)2) (Crush Test)2) (Crush Test)

크러쉬 시험은 공기청정기가 외부의 외력에 대한 설계 요구조건을 만족하는지 평가

하는 시험으로 테스트 과 테스트 로 구분된다 평가 결과 테스트 및 테스트1 2 . 1 2

모두 시험 규격을 만족하는 것을 표 과 표 의 결과로부터 알 수 있다( 3-6) ( 3-7) .

그림 는 크러쉬 평가 시 사진이다( 3-44) .

표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트( 3-6) ( 1)( 3-6) ( 1)( 3-6) ( 1)( 3-6) ( 1)

표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트표 크러쉬 시험 결과 테스트( 3-7) ( 2)( 3-7) ( 2)( 3-7) ( 2)( 3-7) ( 2)

- 83 -

그림 크러쉬 테스트 사진그림 크러쉬 테스트 사진그림 크러쉬 테스트 사진그림 크러쉬 테스트 사진( 3-44)( 3-44)( 3-44)( 3-44)

- 84 -

진동 시험진동 시험진동 시험진동 시험3) (Vibration Test)3) (Vibration Test)3) (Vibration Test)3) (Vibration Test)

잔동시험은 일반 자동차의 진동 범위 외 영역 조건에서 가진함으로써 피로내구에서

발생하는 제품의 파단을 평가하는 시험이다 평가 결과 표 과 같이 모든 제품. ( 3-8)

이 요구 조건을 만족함을 알 수 있다 그림 는 진동 시험 평가 후의 사진이. ( 3-45)

다.

표 진동 시험 결과표 진동 시험 결과표 진동 시험 결과표 진동 시험 결과( 3-8)( 3-8)( 3-8)( 3-8)

Specimen #1 Specimen #2 Specimen #3

Test Results Satisfied Satisfied Satisfied

샘플샘플샘플샘플(a) #1(a) #1(a) #1(a) #1 샘플샘플샘플샘플(b) #2(b) #2(b) #2(b) #2

샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 공기청정기 진동 시험 후 사진그림 공기청정기 진동 시험 후 사진그림 공기청정기 진동 시험 후 사진그림 공기청정기 진동 시험 후 사진( 3-45)( 3-45)( 3-45)( 3-45)

- 85 -

기계적 충격기계적 충격기계적 충격기계적 충격4) (Mechanical Shock Test)4) (Mechanical Shock Test)4) (Mechanical Shock Test)4) (Mechanical Shock Test)

기계적 충격 시험은 강한 외력 기계적 충격 을 받았을 때의 손상 장도를 평가하는( )

시험으로 평가 결과 표 와 같이 만족함을 알 수 있다 그림 는 기계적( 3-9) . ( 3-46)

충격 시험 후 사진이다.

표 기계적 충격 시험 결과표 기계적 충격 시험 결과표 기계적 충격 시험 결과표 기계적 충격 시험 결과( 3-9)( 3-9)( 3-9)( 3-9)




샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 기계적 충격 후 사진그림 기계적 충격 후 사진그림 기계적 충격 후 사진그림 기계적 충격 후 사진( 3-46)( 3-46)( 3-46)( 3-46)

- 86 -

시험시험시험시험5) P.T.C (Power Temperature Cycle Test)5) P.T.C (Power Temperature Cycle Test)5) P.T.C (Power Temperature Cycle Test)5) P.T.C (Power Temperature Cycle Test)

시험은 반복적인 전원 빛 온도의 변화에 따른 제품 손상여부를 가늠하는 시P.T.C

험으로 평가 결과 모두 만족함을 알 수 있다 그림 은 평가 후 공기청. ( 3-47 P.T.C

정기 사진이다.

표 결과표 결과표 결과표 결과( 3-10) Power Temperature Cycle Test( 3-10) Power Temperature Cycle Test( 3-10) Power Temperature Cycle Test( 3-10) Power Temperature Cycle Test




샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 후 사진그림 후 사진그림 후 사진그림 후 사진( 3-47) Power Temperature Cycle Test( 3-47) Power Temperature Cycle Test( 3-47) Power Temperature Cycle Test( 3-47) Power Temperature Cycle Test

- 87 -

열충격 시험열충격 시험열충격 시험열충격 시험6) (Thermal Shock Test)6) (Thermal Shock Test)6) (Thermal Shock Test)6) (Thermal Shock Test)

열충격 시험은 공기청정기 부품들의 서로 다른 열팽창 계수에 의해 발생할 수 있는

구성품들의 구조적 결함을 판별하는 평가로서 평가 결과 모두 만족함을 알 수 있

다 그림 에 공기청정기 열충격 시험 후 사진을 나타내었다. ( 3-45) .

표 열충격 시험 결과표 열충격 시험 결과표 열충격 시험 결과표 열충격 시험 결과( 3-11)( 3-11)( 3-11)( 3-11)




샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 공기청정기 열충격 시험 후 사진그림 공기청정기 열충격 시험 후 사진그림 공기청정기 열충격 시험 후 사진그림 공기청정기 열충격 시험 후 사진( 3-48)( 3-48)( 3-48)( 3-48)

- 88 -

염수 염무 시험염수 염무 시험염수 염무 시험염수 염무 시험7) (Salt Spray & Salt fog Test)7) (Salt Spray & Salt fog Test)7) (Salt Spray & Salt fog Test)7) (Salt Spray & Salt fog Test)

염수 엽무 시험은 대상 제품와 해안 및 도로의 염분에 의한 제품 손상 정도를 평가

하는 것으로써 일반적으로 외장재 부품에 주로 평가를 적용되어 왔으나 공기청정기

와 같은 내장재 부품에 대해서도 평가 기준을 엄격하게 적용하고 있다 평가 결과.

표 와 같이 평가 결과 모두 만족함을 알 수 있으며 그림 는 염수 염( 3-12) ( 3-49)

무 시험 후 사진이다.

표 염수 염부 시험 결과표 염수 염부 시험 결과표 염수 염부 시험 결과표 염수 염부 시험 결과( 3-12)( 3-12)( 3-12)( 3-12)



그림 공기청정기 염수 염무 시험 후 사진그림 공기청정기 염수 염무 시험 후 사진그림 공기청정기 염수 염무 시험 후 사진그림 공기청정기 염수 염무 시험 후 사진( 3-49)( 3-49)( 3-49)( 3-49)

- 89 -

내분진 시험내분진 시험내분진 시험내분진 시험8) (Enclosure ProtecHon-Dust Test)8) (Enclosure ProtecHon-Dust Test)8) (Enclosure ProtecHon-Dust Test)8) (Enclosure ProtecHon-Dust Test)

내분진 시험은 도로 분진이나 비산 모래 등메 대한 저항성을 평가하는 잣으로 평,

가 결과 표 과 같이 모두 만족함을 알 수 있다 그림 아은 공기청정기( 3-13) . ( 3-5

평가 전 후의 사진을 나타낸 것이다

표 내분진 시험 결과표 내분진 시험 결과표 내분진 시험 결과표 내분진 시험 결과( 3-13)( 3-13)( 3-13)( 3-13)



시험 전시험 전시험 전시험 전(a)(a)(a)(a)

시험 후시험 후시험 후시험 후(b)(b)(b)(b)

그림 내분진 시험 결과그림 내분진 시험 결과그림 내분진 시험 결과그림 내분진 시험 결과( 3-50)( 3-50)( 3-50)( 3-50)

- 90 -

주기 습열 시험주기 습열 시험주기 습열 시험주기 습열 시험 편편편편과과과과9) (Humidi Heat, Cycle fest)9) (Humidi Heat, Cycle fest)9) (Humidi Heat, Cycle fest)9) (Humidi Heat, Cycle fest)

주기 습열 시험은 습한 공기에 의해 발생되는 시료의 결함을 알기 위한 평가로써

표 와 같이 평가 결과 모두 만족함을 알 수 있다 다만 샘플 의 경우 평( 3-14) . #1

가 전에 비해 소음이 다소 증가하였다.

표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과( 3-14)( 3-14)( 3-14)( 3-14)



샘플 소음 증가샘플 소음 증가샘플 소음 증가샘플 소음 증가(a) #1( )(a) #1( )(a) #1( )(a) #1( ) 샘플샘플샘플샘플(b) #2(b) #2(b) #2(b) #2

샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 주기 습열 시험 후 사진그림 주기 습열 시험 후 사진그림 주기 습열 시험 후 사진그림 주기 습열 시험 후 사진( 3-52)( 3-52)( 3-52)( 3-52)

- 91 -

고정 습열 시험 결과고정 습열 시험 결과고정 습열 시험 결과고정 습열 시험 결과10) (Humidity Heat, Constant Test)10) (Humidity Heat, Constant Test)10) (Humidity Heat, Constant Test)10) (Humidity Heat, Constant Test)

고정 습연 시험은 제품이 매우 높은 습도와 온도에 노출되어 있을 때 올바르게 작

동하는지 여부를 평가하는 시험으로 평가결과 모두 만족함을 할 수 있다.

표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과표 주기 습열 시험 결과( 3-15)( 3-15)( 3-15)( 3-15)




샘플샘플샘플샘플(c) #3(c) #3(c) #3(c) #3

그림 고정 습열 시험 후 사진그림 고정 습열 시험 후 사진그림 고정 습열 시험 후 사진그림 고정 습열 시험 후 사진( 3-53)( 3-53)( 3-53)( 3-53)

- 92 -

라 순차평가 차 결과라 순차평가 차 결과라 순차평가 차 결과라 순차평가 차 결과. (Procedure Test) 1. (Procedure Test) 1. (Procedure Test) 1. (Procedure Test) 1

공기청정기 순차평가 결과공기청정기 순차평가 결과공기청정기 순차평가 결과공기청정기 순차평가 결과1)1)1)1)

시험 규격에 의하면 앞 절의 공기청정기 제품에 대한 각 신뢰성 평가와GMW3172

함께 표 와 같이 주어진 순서에 따라 순차적으로 제품에 대한 신뢰성을 최종( 3-16)

적으로 평가 및 검증 단계를 진행해야 된다 이와 같은 순차평가는 년 이후 새. 2007

롭게 적용된 규격으로 제품에 대한 엄격한 신뢰성을 요구하고 있음을GMW3172

의미한다 총 개의 시작품에 대해 총 개의 세부 순차 시험을 구성하고 최종적으. 33 4

로 문제점을 확인하도록 규정하고 있다 각 세부 순차 시험은 다음과 같다. .

O Low Temperature Wakeup and High Temperature Functional Check, #1~27

순차평가- ( ) ~ ( )Ⅰ Ⅲ

O Functional and Parametric Test, #28~33

순차평가- ( )Ⅳ

본 부품소재전문기술지원사업 최종보고서에는 공기청정기 순차평가 과정 가운데

부분의 결과만 포함하였다( ) ~( ) .Ⅰ Ⅲ

표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정( 3-16)( 3-16)( 3-16)( 3-16)

- 93 -

공기청정기 순차평가 과정공기청정기 순차평가 과정공기청정기 순차평가 과정공기청정기 순차평가 과정2) (Procedure Test) ( )2) (Procedure Test) ( )2) (Procedure Test) ( )2) (Procedure Test) ( )ⅠⅠⅠⅠ

표 은 공기청정기 순차평가 과정 을 나타낸 것으로 평가는( 3-17) 1 Mechanical

순으Shock, High Temperature Durability Test, Mechanical Test, Vibration Test

로 진행되며 최종적으로 기능 테스트를 통해서 제품을 평가하게 된다 순차평가. (1)

과정을 표 에 나타냈으며 평가 결과를 표 에 정리하였다 순차평가 도( 3-18) ( 3-18) .

중 진동 테스트에서 일 발생했다fail .

표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정( 3-17) ( )( 3-17) ( )( 3-17) ( )( 3-17) ( )ⅠⅠⅠⅠ

- 94 -

표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과( 3-18) (I)( 3-18) (I)( 3-18) (I)( 3-18) (I)

a. Mechanical Shock Testa. Mechanical Shock Testa. Mechanical Shock Testa. Mechanical Shock Test



b. High Temperature Durabilityb. High Temperature Durabilityb. High Temperature Durabilityb. High Temperature Durability



c. Mechanical Shock Testc. Mechanical Shock Testc. Mechanical Shock Testc. Mechanical Shock Test



d. Vibration Testd. Vibration Testd. Vibration Testd. Vibration Test

Specimen

#1

Specimen

#2

Specimen

#3

Specimen

#4

Specimen

#5

Specimen

#6

Test

Results

X Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied

Y Satisfied Failed Failed Failed Satisfied Satisfied

Z - - - - - -

- 95 -

공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정3) (Procedure Test) Pl)3) (Procedure Test) Pl)3) (Procedure Test) Pl)3) (Procedure Test) Pl)

표 는 공기청정기 순차평가 과정 을 나타내었다 순차평가 도 순차평( 3-19) ( ) . ( )Ⅱ Ⅱ

가 와 동일하게 진동 테스트에서 이 발생했다 의 주요 내용은 블로어 모(I) Fail . Fail

터가 동작하지 않거나 노이즈가 발생이며 그 이유는 의 컨덴서 와PCB (Condenser)

인덕터 에 문제가 있음을 분석 결과로부터 확인할 수 있었다 및(Inductor) . Fail List

사진을 표 와 그림 에 나타내었다( 3-19) ( 3-54) .

표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정( 3-19) ( )( 3-19) ( )( 3-19) ( )( 3-19) ( )ⅡⅡⅡⅡ

- 96 -

표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과표 공기청정기 순차평가 과정 결과( 3-20) ( )( 3-20) ( )( 3-20) ( )( 3-20) ( )ⅡⅡⅡⅡ

a. Thermal Shock Testa. Thermal Shock Testa. Thermal Shock Testa. Thermal Shock Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15

Test Results Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied Satisfied

Specimen #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24


b. Power Temperature Cycle Testb. Power Temperature Cycle Testb. Power Temperature Cycle Testb. Power Temperature Cycle Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15


Specimen #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24


c. Humidity Heat Cycle Testc. Humidity Heat Cycle Testc. Humidity Heat Cycle Testc. Humidity Heat Cycle Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15


d. Humidity Heat Constant Testd. Humidity Heat Constant Testd. Humidity Heat Constant Testd. Humidity Heat Constant Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15


e. Vibration Teste. Vibration Teste. Vibration Teste. Vibration Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15


Specimen #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24


- 97 -

표 공기청정기 순차평가 과 부품표 공기청정기 순차평가 과 부품표 공기청정기 순차평가 과 부품표 공기청정기 순차평가 과 부품 리리리리스트스트스트스트( 3-21) (I) ( ) Fail( 3-21) (I) ( ) Fail( 3-21) (I) ( ) Fail( 3-21) (I) ( ) FailⅡⅡⅡⅡ

C1/C3 Condenser typed

'DIP'L1 Inductor

그림 진동시험 중 부품그림 진동시험 중 부품그림 진동시험 중 부품그림 진동시험 중 부품( 3-54) Fail( 3-54) Fail( 3-54) Fail( 3-54) Fail

- 98 -

공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정공기청정기 순차 과정4) (Procedure Test) ( )4) (Procedure Test) ( )4) (Procedure Test) ( )4) (Procedure Test) ( )ⅢⅢⅢⅢ

표 는 공기청정기 순차평가 과정 을 나타낸 것으로 평가는( 3-22) ( ) ConnectorⅢ

Test, Sugar Water Functional Impairment Test, Superimposed Alternating

로 구성된다 이 가운데Voltage Test, Crush Test, flammability Test . Connector

와 는 지원기관에서 그 외는 지원기업에서 각각 평가를 수행하였Test Crush Test

다 순차평가 결과를 표 에 정리하였다. ( ) ( 3-23) .Ⅲ

표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정표 공기청정기 순차평가 과정( 3-22) ( )( 3-22) ( )( 3-22) ( )( 3-22) ( )ⅢⅢⅢⅢ

- 99 -

표 공기청정기 순차평가 결과표 공기청정기 순차평가 결과표 공기청정기 순차평가 결과표 공기청정기 순차평가 결과( 3-23) ( )( 3-23) ( )( 3-23) ( )( 3-23) ( )ⅢⅢⅢⅢ

a. Connector Testa. Connector Testa. Connector Testa. Connector Test

Specimen #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 #15


Specimen #16 #17 #18 #19 #20 #21 #22 #23 #24


b. Sugar Water Func. Impairment Testb. Sugar Water Func. Impairment Testb. Sugar Water Func. Impairment Testb. Sugar Water Func. Impairment Test



c. Superimposed Alternating Voltage Testc. Superimposed Alternating Voltage Testc. Superimposed Alternating Voltage Testc. Superimposed Alternating Voltage Test



d. Crush Testd. Crush Testd. Crush Testd. Crush Test



e. Flammability Teste. Flammability Teste. Flammability Teste. Flammability Test****))))

*지원기업에서 수행)

- 100 -

마 순차평가 최종 결과마 순차평가 최종 결과마 순차평가 최종 결과마 순차평가 최종 결과....

순차평가 차 결과를 토대로 진동 시험시 발생했던 문제점인 의 컨덴서와 인1 PCB

덕터의 문제점을 수정보완 하고 블로어 형상을 개선하였다 개선된 최종 제품에 대.

해 순차평가를 재수행 했으며 평가 결과 모든 조건을 만족할 수 있었다.

- 101 -

- 102 -

- 103 -

- 104 -

- 105 -

- 106 -

- 107 -

- 108 -

- 109 -

- 110 -

- 111 -

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

본 과제는 지원기업의 신규 사업으로 추진 중에 있는 자동차 실내 내장형 공기청정

기에 대한 설계 기술을 지원함으로써 지원기업이 현재까자 완성차 업체의 설계에

따라 가공 생산만을 해오던 단계에서 설계 능력을 배양하고자 하는데 그 목적이,

있음 현재 지원기업은 대우자동차에서 년도 이후 양산되는 급 차. GM 2008 2,500cc

량에 장착될 를 양산 수주 받은 상태로 필터에 대해서는 특허 보유와 함께 설VAPS

계 가공 생산기술까지 기 보유하고 있으나 시스템에 대한 성능 해석 평가, VAPS

및 성능 신뢰성 시험 평가에 대한 경험이 부족함 시스템에 대한/ , V300 VAPS CFD

풍량 설계 공력 소음 설계 둥 해석 기술 내환경 신뢰성 시험방법 및 평가 기술을, ,

비롯한 다음의 연구내용을 지원하였으며 본 기술지원사업을 통하여 얻은 성과는 다

음과 같음

선진업체 기술동향 분석을 통하여 지원기업의 향후 연구개발 로드맵에 반영o

양산화 개발 급 승용차o V300 VAPS : 2,500cc

매출 향상 내수 수출 수입대체 효과 원가절감 효과 품질 향상- ( / ), , ,

모델 설계 지원o V300 VAPS

풍량 예측을 위한 해석 기술 기원 저소음 설계를 위한o V300 VAPS CFD , CAA

해석 기술지원을 통한 지원기업의 관련 설계 및 해석 기술력 향상

성능 및 신뢰성 평가 기술 지원o U300 VAPS


종- Validation Test 12

종- Procedure Test : 4

해석 관련 학회 논문 발표 건 특허 출원 건o VAPS CAA 1 , 1

논문명 차량 공기청정기용 원삼 팬의 소음 특성 평가- :

년 추계 학술대회(2007 KSAE )

특허명 차량용 공기 청정기 필터- :

- 112 -

제 장 기술지원 결과의 활용 계획제 장 기술지원 결과의 활용 계획제 장 기술지원 결과의 활용 계획제 장 기술지원 결과의 활용 계획4444

본 기술지원을 통하여 공기청정기 양산화 개발을 위한 구체적인 기술지원을V300

성공적으로 완료하였음

본 기술지원을 통하여 지원기업아 얻은 결과의 활용 계획을 요약하면 다음과 같음

선진업체 차량용 및 필터 기술동향 분석을 통하여 지원기업의 향후 연구개o VAPS

발 로드맵에 반영

본 지원사업을 통하여 개발한 는 대우차에서 년도 이후o V300 VAPS GM 2008

급 차량에 양산 적용할 제품이며 현재 양산 최종단계인 단계 개발까지2,500cc DV

완료된 상태임

년도 예상 매출 백만원- 2009 : 3,184

년도 예상 매출 백만원- 2010 : 5,360

차량 실내의 쾌적성을 위한 시스템의 품질 개선으로 작용 차량의 고급화를o VAPS

통한 시장 경쟁력 향상

본 기술지원사업을 통하여 지원기업이 축적된 차량용 공기청정기 풍량 설차o CFD

및 해석 기술과 유동소음 하석 기술은 향후 자원기업에서 개발하는 공기청정기 초

기 설계 단계에서 유용하게 활용되리라 판단됨

시험규격에 대응한 평가 장비 방법 구축 및 제품 품질 만족을 통하여o GMW3172 /

선진국 수준의 기술력 확보와 수출 기반 마련

- 113 -

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌5555

공기정화기1) , KISTI, 2002.

유체기계저널2) D. J. Lee and W. H. Jeon, "Aero-acoustics of Blower", , Vol.

2, No.1, pp. 1-10, 2001.

3) D. W Kim, M. H. Kim, W. H. Yang,"Potential Exposure to Air Pollutants for

river and Its Control Using Commertial Air Cleaning Device Inside Vehicle",

Journal of KJEH, Vol. 30, No. 5, pp. 481-486, 2004.

4) W, H. Jeon, S. J. Baek and C. J. Kim, "A Numerical Study on the

Generation of Aeroacoutic Sound from Sirocco Fans", Journal of Sound and

Vibration, Vol. 12, No. 1, pp. 42-47, 2002.

5) Y. Y. Jung, J. W. Park and W, H. Jeon, "Study on the Noise

Characteristics of Centrifugal Fan Operating at High Pressure Region". Sound

and Vibration annual spring conference, 2007.

6) Fluent Reference Manual V6.3.

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