전자제어 브레이크 시스템의 고온캐비테이션 현상 규명 및 솔레노이드 밸브 형상 최적화

Abstract

하이브리드 자동차나 전기 자동차에 기존 진공 부스터 시스템을 대치하는 목적으로 능동형 유압 부스터와 같은 전자 제어 제동 장치를 장착하는 사례가 늘어나고 있다. 이러한 시스템은 빠르고 정확한 제동 응답을 확보하기 위해 고압의 어큐뮬레이터와 선형 제어 솔레노이드 밸브를 채용하고 있다. 솔레노이드 밸브 내부의 볼과 시트 사이의 좁은 유로 경로는 특히 고온에서 매우 높은 유체 속도를 발생시키며 캐비테이션 현상을 유발한다. 이러한 캐비테이션은 볼과 시트부의 파손 및 침식을 유발하며 결과적으로 내구성능을 단축시키게 된다. 본 논문에서는 솔레노이드 밸브의 고온 캐비테이션 발생 현상을 수치적으로 규명하고 캐비테이션을 최소화 할 수 있는 밸브 형상을 진화 알고리즘을 사용하여 최적화 하였다. 그 결과 솔레노이드 밸브의 성능을 유지하면서 초기 설계 대비 캐비테이션 발생을 10% 줄일 수 있는 솔레노이드 밸브 형상을 도출하였다.