초록 ▼

□ 최종목표
- 기술적 측면 : 자동차 배기시스템 중 Bellows는 엔진 바로 뒤에 위치하여 소음과 진동이 발생하는 것을 저감 시키는 역할을 할뿐 아니라 플렉시블하여 배기시스템의 거동에 영향을 끼치는 부품이다. 또한 겨울철 제설작업일 때 염화칼슘을 다량 사용하게 되면서 차량 하부 및 배기시스템의 부식문제가 대두되고 있는데 Bellows 또한 예외는 아니다. 이에 본 과제에서는 내부식성을 가진 AISI 904L을 Bellows에 적용하여 내부식성을 향상시키고 주름관의 형태와 소재의 두께조절로 성능향상 및 경량화를 목표로 개발하

□ 최종목표
- 기술적 측면 : 자동차 배기시스템 중 Bellows는 엔진 바로 뒤에 위치하여 소음과 진동이 발생하는 것을 저감 시키는 역할을 할뿐 아니라 플렉시블하여 배기시스템의 거동에 영향을 끼치는 부품이다. 또한 겨울철 제설작업일 때 염화칼슘을 다량 사용하게 되면서 차량 하부 및 배기시스템의 부식문제가 대두되고 있는데 Bellows 또한 예외는 아니다. 이에 본 과제에서는 내부식성을 가진 AISI 904L을 Bellows에 적용하여 내부식성을 향상시키고 주름관의 형태와 소재의 두께조절로 성능향상 및 경량화를 목표로 개발하고자 한다.
- 경제적 측면 : 한국지엠의 군산공장 폐쇄로 국내·외 물량확보가 어렵게 되었으며, 업계후발주자로써 시장진입 및 기술개발에 어려움이 있다. 본 과제을 통해 2.0 엔진 차량 배기시스템의 Bellows를 개발하여 시장 진입 및 시장의 다각화와 고용인원 확대로 기업 성장을 하고자 한다.

□ 개발내용 및 결과
가. Bellows 경량화
- 기존 0.25t소재에서 0.2t소재를 적용하여 Bellows 제작.
- 유한요소계산법으로 0.2t 소재의 Bellows 성능 파악.
- 변경된 Bellows의 정특성 및 성능 파악.
나. 고 내부식성 소재 적용에 따른 공정 개선
- 고 내부식성 소재인 AISI 904L를 Bellows의 외피에 적용.
- 부식 시험(염수분무 시험)을 통한 소재 성능 검증.
- AISI 904L 용접 조건 확립 및 용접성 향상.
다. 소음·진동 저감을 위한 공진 현상 개선
- Bellows의 Outer를 Net형식을 적용으로 동특성 중 Peak가 발생하지 않도록 함.
- 엔진 주요 진동 주파수 0~300Hz 사이의 동특성 파악.
라. Bellows Movement 개선 및 검증
- Interlock 의 설계 변경으로 190mm의 Bellows의 Movement 향상.
- 정특성 시험으로 선형 Movement를 확인.
- 유한요소계산법으로 엔진DATA를 배기시스템 전체(Bellows 포함)에 적용하여 Bellows 움직임 확인.
- V-RLDA 실행으로 Bellows의 Movement가 선형구간 내에 있는지 검증.
- 실 차량 RLDA 실행으로 실제 차량에서의 Bellows의 Movement 검증.
마. 내구 수명 검증
- V-RLDA DATA의 Damage를 분석하여 내구 시험의 Sample개수 와 Life파악.
- 다축 재현 시험 내구 수명 시험을 통해 Bellows의 내구성 및 신뢰성 검증.

□ 기술개발 배경
- 소비자들의 소음·진동에 관한 요구조건이 상승하여 이에 다한 설계 대책 필요.
- 겨울철 제설작업 중 사용되는 염화칼슘으로 인한 심각한 차량 부식으로 내부식성 향상 필요.
- Bellows 경량화 및 성능향상을 위한 산형상 설계 및 이를 생산하기위한 설비개선, 압력 조건 변경 필요.
- 내부식성 소재(904L)는 니켈함량이 높아 용접불량률이 증가하고 소재가 얇아 절단하기에 어려움이 있어 이를 개선하기 위한 설비개선이 필요.

□ 핵심개발 기술의 의의
- 한국 GM의 신규 프로젝트 ‘9BUX'에 신규 Bellows를 적용함에 따라 기존 Bellows외피에 많이 사용 되었던 STS 334Mo, 316Ti보다 내부식성이 좋은 소재(904L)를 사용하였으며, 0.2t를 사용하여 경량화를 실현.
- 소재뿐 아니라 Bellows 산형상을 개선함으로써 선형거동구간 증가 및 Outer Net를 사용으로 공진현상 감소.
- 프로젝트 적용으로 인한 간접수출 기대.

□ 적용 분야
자동차 및 중장비 배기시스템, Bellows, 소음진동

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 초록 ... 3
• 자동차부품기업위기극복지원사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 29
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 29
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 31
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 35
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 35
• 제 3 장 결과 ... 36
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 36
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 51
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 52
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 53
• 제 5 절 자체안전관리진단표 ... 54
• 제 4 장 사업화 계획 ... 58
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 58
• 제 2 절 사업화 계획 ... 58
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 60
• 제 5 장 설문조사 (수행기관별 작성) ... 61
• 부록 ... 63
• 끝페이지 ... 131