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탄소 배출 목표 달성을 위한 중량 감소 및 에너지 절약 혁신

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글 : desk(webmaster@global-autonews.com)
승인 2016-12-05 17:31:57

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탄소 배출량 감축요구는 그 중요성이 지속적으로 강조되고 있는 글로벌 이슈로 자리잡았다. 전 세계의 소비자들은 비용에 더욱 민감해 졌으며, 저비용, 저탄소, 고효율의 차량 구매를 통한 비용 절감을 원하고 있다.  따라서, 제조사들은 소비자들의 이러한 요구에 부응하기 위해 전체적인 차체 중량은 감소시키면서 동시에 효율성은 증가시킬 수 있는 기술 개발에 초점을 맞추고 있다. 

 

특히 자동차 제조사들은 CO2 감축 목표 달성을 위해 조향 및 파워트레인 시스템을 최적화하고 있으며, 이 때 베어링과 톨러런스링이 핵심 역할을 할 수 있다. 베어링은 움직이는 두 개의 부품 사이에서 일어나는 마찰을 없애기 위해 설계된 장치로, 움직임을 촉진시켜 에너지 손실을 감소시킨다. 한편, 톨러런스링은 방사형 스프링 형태의 고품질 강철링으로 두 개의 접촉 부품(링 형태) 사이를 최적으로 연결해 주는 스프링 패스트너를 말한다. 톨러런스링의 핵심 기능은 링 둘레를 회전하는 돌출부로써, 이는 스티어링과 칼럼을 통해 운전자에게 전해지는 도로 소음과 흔들림을 효과적으로 흡수한다. 

 

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스티어링 장치 제작에 사용되곤 했던 베어링과 톨러런스링은 차량 중량 감소와 성능 향상을 위한 목적으로 설계될 수 있다. 합성 불소 중합체인 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)은, 금속 배면을 가진 베어링에 적용했을 때, 자동차의 수많은 부품들의 기능을 강화시킬 수 있는 자재이다. 베어링은 또한 성능 최적화를 위해 알루미늄이나 스테인리스 철강을 비롯한 다양한 금속성 백업재로 제작될 수 있다. PTFE는 다용도 자재이기 때문에 윤활 과정 없이 베어링의 특성을 보다 강화시키기 위한 경량 자재로 사용될 수 있다. 

 

자동차 제조사들의 CO2배출 감축 목표 달성을 돕기 위한 일환으로, 기존의 무거운 유압식 스티어링 시스템이 보다 가볍고 비용 효율적인 전동 파워 스티어링(EPS)으로 대체되고 있다. 기존의 유압식 시스템은 무거운 무게뿐만 아니라 드라이브 벨트와 도르래가 지속적으로 엔진의 에너지를 소모하므로, 연료 효율성에 부정적인 영향을 미쳤다. EPS시스템은 지난 10년에 걸쳐 과거의 유압 장치를 대체해 왔다. 이러한 기존의 모터들은 원래 높은 성능과 큰 하중을 견디기 위해 사이즈가 크고 무겁다는 특징을 가지고 있다. 한편, 제조사들은 갈수록 차제 중량 감소를 위해 더 작은 크기의 전기 모터들을 새롭게 개발하고 있다. 기존의 대형 모터와 동일한 편안함과 부드러운 스티어링 경험을 제공하기 위해, 신형 모터의 경우 요크 베어링에 기존보다 더 낮은 마찰값을 갖는 고성능 PTFE로 코팅된 베어링을 사용해, 사이즈가 작은 모터도 스티어링 랙 회전 시 사이즈가 큰 기존 모델과 동일한 수준의 원활함을 제공하고, 스티어링 동작과 운전자 핸들링 기능이 개선되도록 했다. 

 

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 그 밖에도, 차량 성능 및 안전성에 대한 소비자의 기대가 높아지는 것도 자동차 산업에서 주목해야 할 또 다른 동향이다. 신흥국가의 부유한 소비층들은 성능 및 안전성, 신규 기술 측면에서 선진국에서 제조된 차량과 동일한 수준의 차량을 갈수록 선호하고 있는 추세이다. 그 결과, 신형 차량 설계 시, 소음과 진동, 잡음(NVH) 감소 기능 및 충돌 시 바퀴를 치는 드라이버의 에너지 흡수를 위한 충격흡수 스티어링 칼럼 장착이 필수 요소가 되고 있다. 

 

최근 몇 년간의 시장 동향을 살펴보면, 자동차 업계가 미래형 모델 개발로 순조롭게 나아가고 있음을 명확히 알 수 있다. 유가 상승 및 강화된 CO2 배출 규제로 인해, 자동차 업계에서 차량 중량 감소와 기타 에너지 절약 혁신들이 중요해 졌으며, 성능 및 안전에 대한 니즈를 충족하면서도 가격은 합리적인 고품질 차량은 전 세계적 소비 트렌드가 되었다. 이제, 제조사들은 부품 혁신을 통해 품질이나 비용 측면의 절충없이 이러한 글로벌 트랜드에 발맞추어 나갈 수 있을 것이다.   

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