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LPI 솔레노이드 밸브의 소음 개선을 위한 형상 최적화 연구
이예리(Yeri Lee),김재광(Jaekwang Kim),박영동(Yeongdong Park) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
연료 차단 솔레노이드 밸브는 연료 압력 레귤레이터 유니트에 장착되어 있으며, 시동 ON/OFF 방식으로 시동을 OFF 하면 연료 탱크와 인젝터 사이의 연료 라인을 차단하는 역할을 한다. 이러한 역할을 수행함으로써 갑작스러운 유체 흐름에 대한 단절 또는 밸브의 움직임에 대한 마찰로 소음이 발생할 수 있다. 이 소음은 운전자에게 심리적인 불안함을 야기할 수도 있다. 실제로 차량 평가 시 연료공급 시스템에 고장진단모드를 위한 솔레노이드 전원부 Duty 인가했을 때 일정 주파수에 의한 소음 발생하였다. 전원 회로(ECU)의 캐패시터와 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve) 인덕터에 의한 공진주파수로 코일에 기계적인 진동이 발생함으로써 각 부품 간 진동 전이로 소음이 증폭되며, 솔레노이드를 봄베에 장착시 소음을 극대화 시켰다. Duty 인가시 솔레노이드 유지흡인력 부족으로 플런져가 상하측으로 떨림으로 이 현상이 기인하였다. 본 연구에서는 솔레노이드 유지흡인력 증대를 위한 형상 및 자기력 최적화를 통해 소음 개선을 하고자 한다. 솔레노이드 주요 형상 파라미터는 볼트 체결부 길이, 고무 성형부 위치/길이, 실링부 위치, 작동부 형상으로 설정하여 최적화 해석을 실시하였다. 해석 결과 작동부 형상 변화가 유지 흡인력 향상 효과가 나타났으며, 해석 검증을 위해서 초기 및 최적화 사양 소음 평가를 실시한 결과 소음이 약 39% 감소하는 것을 확인하였다.