친환경 자동차용 에어컨 컴프레셔 모듈 설계 안정성 연구

Abstract

최근 자동차 업계는 화석연료 소비 및 온실가스 배출과 관련된 환경 문제로 인해 정부에 화석연료 소비 및 온실가스 감축을 위한 대책을 요구하고 있습니다. 연비 및 자동차 연비에 대한 규제가 강화되면서 2025년까지 연비를 2배로 늘려야 합니다. 자동차의 연비 향상을 위해 알루미늄은 전 세계적으로 자동차 전장부품의 경량 소재로 떠오르고 있습니다. 알루미늄의 비중은 2.7kg/m³로 철강재의 약 35%에 불과해 기존 자동차용 소재로 대체하면 최대 40%까지 무게를 줄일 수 있을 것으로 전망된다. 전자 부품. 그러나 알루미늄재의 단점은 인장강도가 강재의 약 57%에 달하고 용접 후 심한 변형과 ​​고온에 취약하여 성형 및 가공이 어렵다는 단점이 있다.

자동차 전장품인 에어컨 컴프레서를 알루미늄 소재로 교체하기 위해서는 설계 안정성에 대한 분석이 필요하다. 상용화된 유한요소해석을 설계해석에 적용할 예정이다. 에어컨 컴프레서는 엔진의 크랭크 풀리와 벨트로 연결되어 있고, 클러치는 컴프레서 풀리에 착탈되어 구동되어 저온 및 저압의 가스 냉매를 고온 고압으로 변환시키는 역할을 합니다. 가스.

본 연구에서는 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 구조해석 및 유체-구조 결합해석을 통해 공조압축기의 기존 재료와 Al6061 재료를 적용하여 공조기 압축기 모듈의 실제 운전환경을 시뮬레이션하여 압축기의 안정성.

또한 구조적 안정성을 확인하기 위해 진동 해석을 통해 차량 환경에서의 진동 내구성을 평가하여 에어컨 컴프레서 모듈의 안정성을 연구하고자 합니다.|In recent years, the automobile industry has been demanding measures to reduce fossil fuel consumption and greenhouse gas emissions from the government due to environmental problems related to fossil fuel consumption and greenhouse gas emissions. With stricter regulations on fuel efficiency and automobile fuel efficiency, it is necessary to double the fuel efficiency by 2025. In order to improve the fuel efficiency of automobiles, aluminum is emerging as a lightweight material for automobile electronic parts worldwide. The specific gravity of aluminum is 2.7 kg/m³, which is only about 35% of that of steel materials, so it is predicted that it will be possible to reduce weight by up to 40% if it is replaced with the existing materials for automotive electronic parts. However, the disadvantage of aluminum material is that it has a tensile strength of about 57% of that of steel material and is vulnerable to severe deformation and high temperature after welding, making it difficult to form and process.

In order to replace the air conditioner compressor, which is an automotive electronic component, with an aluminum material, it is necessary to analyze the design stability. The commercialized finite element analysis is to be applied to design analysis. The air conditioner compressor is connected to the crank pulley of the engine by a belt, and the clutch is attached to and detached from the compressor's pulley and driven to convert low-temperature and low-pressure gas refrigerant into high-temperature and high-pressure gas.

In this study, the existing material of the air conditioner compressor and Al6061 material were applied through structural analysis and fluid-structure coupling analysis using ANSYS, a finite element analysis program, to simulate the actual operating environment of the air conditioner compressor module to confirm the stability of the compressor.

In order to check the structural stability when In addition, we intend to study the stability of the air conditioner compressor module by evaluating the vibration durability in the vehicle environment through vibration analysis.