가변압축기용 제어 밸브의 전자력 향상 설계 (Design for Improving Magnetic Force of Control Valve in Variable Compressor)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 유공압건설기계학회
· 수록지 정보 : 드라이브·컨트롤 / 7권 / 4호 / 44 ~ 49페이지
· 저자명 : 이용주, 이건호

초록

자동차에 사용되고 있는 에어컨용 압축기는 엔진의 동력을 많이 소모하기 때문에 자동차에서 효율성이 가장 요구되는 부품중의 하나이다. 현재 각 메이커에서는 이러한 압축기의 효율을 높이기 위해서 근래의 차량에는 동력소모가 많은 고정용량식 압축기에서 동력 소모가 적고 효율이 높은 가변 용량식 압축기가 주로 장착되고 있다. 이 가변용량식 압축기는 토출용량을 엔진의 부하에 따라서 기계적으로 변동시키는 기계식 밸브로 제어하는 내부 가변식 압축기와 외부의 제어 신호에 의해서 제어하는 외부 가변식 압축기로 구분될 수 있다.
가변 압축기는 풀리를 사용해서 엔진과 벨트로 연결되어 있으며 엔진의 회전력에 의해서 구동되도록 되어 있다. 경사져 있는 사판을 피스톤이 왕복운동을 하면서 냉매을 토출하는 구조로 되어 있다. 자동차 실내의 온도가 높거나, 엔진의 부하가 작을 때에는 이 사판의 각도를 크게 하여서 피스톤의 행정거리를 최대로 한다. 이렇게 하면 피스톤의 토출유량도 증가하게 되고 에어컨 시스템의 냉매 순환량이 많아져서 실내 온도가 빠르게 저하된다. 실내의 온도가 적정하게 낮아지게 되면 이 사판의 각도를 줄어들어서 피스톤의 행정거리를 줄이고 토출유량도 감소시킨다. 이 때에는 엔진의 소모동력도 줄어들게 된다. 이러한 압축기의 사판의 각도를 제어하기 위해서 사용되는 밸브를 외부제어밸브라고 한다. 이러한 제어밸브는 입력되는 전류에 비례한 전자력이 발생하여 플런저를 구동시키고 이 플런저의 구동에 의해서 흐르는 유량을 제어하고 있는 것이다.
이기수 등은 다단 자동변속기용 유압비례제어 솔레노이드 밸브의 CFD 해석1)을 하였으나 유압제어용 솔레노이드 밸브로 사용조건이 본 연구의 밸브와 상이하며 윤소남 등은 배기 브레이크용 솔레노이드 밸브의 특성 해석 등에 관한 연구2～3)를 수행하였으나 최근 업계에 등장하고 있는 차량 에어컨 압축기를 위한 제어 밸브의 솔레노이드에 관한 연구는 아직 수행되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 솔레노이드와 벨로우즈를 내재하고 있는 외부 가변식 압축기에 사용되는 제어밸브의 전자력을 해석하는 방법을 알아보고 실험과 시뮬레이션 해석을 통해 이를 향상시킬 수 있는 설계를 제안하고자 한다.

영어초록

This paper represents solenoid design of control valve for incline angle control in variable compressor. Some theoretical and numerical analysis were performed to analyse solenoid and compared with experimental results. Maxwell program was used for numerical analysis. Through redesigns of housing body, plunger, core, and disk in control valve, the needed force was gotten. Reduction of core groove and housing body air-gap had a large influence on magnetic force. But increasing of disk thickness had little effect on magnetic force. Control valve efficiency could be improved through solenoid redesign.

참고자료

· 없음