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자동차 수명 연장의 꿈!
자동차의 방청 성능을 고민하는 사람들2015/07/21by 현대자동차그룹

자동차의 방청 성능을 평가하려면 그 차의 10년 후 상태를 예측해야 해요.
그래서 자동차가 실제로 겪게 될 산전수전을 5개월의 테스트 과정에 압축해 넣어야 하죠

현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트는 자동차의 방청 성능을 고민합니다
l 현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트는 자동차의 방청 성능을 고민합니다



아무리 멋진 자동차라도, 금방 녹이 슬어버린다면 좋은 차라고 할 수 없을 것입니다. 미관상 좋지 않을 뿐 아니라, 안전상의 문제가 생길 수도 있죠. 그래서 현대자동차그룹에는 자동차의 방청 성능을 고민하는 사람들이 있는데요. 바로, 연구개발본부의 부식내구파트입니다. 이들은 자동차 수명을 연장시키기 위해 어떤 노력을 기울이고 있을까요? 연구개발본부 부식내구파트의 서지원 연구원과 유세인 연구원에게 물어봤습니다.



자동차 수명을 예측하는 사람들

현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트의 서지원 연구원
l 현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트의 서지원 연구원

연구개발본부 부식내구파트의 서지원 연구원은 현대자동차와 기아자동차에서 출시하는 신차의 방청 성능을 평가합니다. 특히 그는 중대형 차종의 신차를 담당해서 평가한다고 합니다.

신차의 차체는 번쩍번쩍하고 튼튼해 보입니다. 이 상태에서는 방청 성능이 좋은지 나쁜지 알 수가 없습니다. 부식 문제는 자동차가 산전수전을 겪고 난 뒤에야 드러나기 때문입니다. 그럼, 신차 부식 평가를 위해서는 타임머신이라도 있어야 하는 걸까요?

“타임머신이 없어도, 자동차의 10년 후 상태를 예측할 수 있어요. 평가 대상이 된 신차는 우선, 복잡 다양한 노면 하중을 모사한 ‘내구 시험로’와 ‘염수로’를 주행하게 됩니다. 그다음엔 필드에서 자동차가 노출되는 다양한 환경이 모사된 ‘염수챔버’, ‘항온항습챔버’, ‘자외선챔버’, ‘저온챔버’에서 소킹을 하게 되죠. 이렇게 복잡하게 구성된 시험을 24시간 동안 진행하고 나면, 그것을 1사이클이라고 부르고 있어요.”

보통 위의 평가를 10일정도 진행하고 나면, 자동차가 겪게 될 필드에서의 1년을 재현한 것으로 본다고 합니다. 이 과정을 반복해서 필드의 12년을 재현한 후에, 방청 성능을 검증하는 것이죠. 그런데 염수로? 저온챔버? 처음 듣는 용어가 너무 많다고요? 그래서 각각의 과정에 대해 좀 더 자세히 알아봤습니다.

염수로를 주행하고 있는 현대자동차 쏘나타
l 염수로를 주행하고 있는 현대자동차 쏘나타

① 염수로
자동차가 필드에서 겪게 될 가혹한 조건을 재현하기 위해, 소금물이 안개처럼 뿜어져 나오는 터널을 달립니다. 염분은 자동차 부식의 주된 원인입니다. 해안가에서 날아오는 바닷바람의 소금기부터, 제설작업을 위해 도로에 뿌려지는 염화칼슘까지 모두 부식에 영향을 미치죠.


② 염수챔버
자동차는 주행할 때나 정차 중일 때나 염분에 노출될 수 있는데요. 염분에 의해서 부품이 부식되는 현상을 재현하는 곳이 염수챔버입니다. 상하, 좌우에서 소금물이 뿌려지죠.


항온항습챔버를 거친 기아자동차 쏘울의 강판 도장열화를 평가하는 모습
l 항온항습챔버를 거친 기아자동차 쏘울의 강판 도장열화를 평가하는 모습

③ 항온항습챔버
항온항습챔버는 일종의 찜통 같은 곳입니다. 부품에 생기는 부식을 촉진시키기 위해, 자동차를 항온항습챔버에 넣어 두는데요. 온도가 높아질수록 부식 속도도 빨라지기 때문입니다.


저온챔버 테스트 중, 성에가 낀 현대자동차 제네시스
l 저온챔버 테스트 중, 성에가 낀 현대자동차 제네시스

④ 저온챔버
알래스카나 캐나다처럼 날씨가 매우 추운 지역을 재현하는 챔버입니다. 이런 지역에서 실내 주차를 하게 되면, 온도 편차 때문에 결로현상이 일어나는데요. 이때 생긴 습기가 자동차 실내부품의 부식을 촉진시킵니다.


자외선챔버에 들어가 있는 기아자동차 카니발
l 자외선챔버에 들어가 있는 기아자동차 카니발

⑤ 자외선챔버
사람이 들어가면 화상을 입을 정도로 강한 자외선이 내리쬐는 챔버입니다. 습윤 조건에 있던 자동차가, 건조 조건인 자외선챔버로 들어가면 부식이 더욱 촉진되죠. 강한 자외선을 받으면 자동차의 도장이 탈변색 되기도 합니다.


이처럼 각 테스트의 조건들이 상호작용하면서 더 가혹한 상황을 만들어내고, 자동차의 부식을 촉진시킵니다. 위의 과정을 통과하는데 5개월 정도가 걸린다고 하네요.



부식에 취약한 부분을 찾아내라!

현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트의 유세인 연구원
l 현대자동차그룹 연구개발본부 부식내구파트의 유세인 연구원

연구개발본부 부식내구파트의 임무는 여기서 끝이 아닙니다. 마치 타임머신을 탄 것처럼 10년 후의 상태로 변해버린 자동차의 부식 상태를 확인해야 하죠. 그래야 어느 부분에 방청 성능 보완이 필요한지 알 수 있으니까요. 중대형 차종의 실차 부식 내구를 담당하고 있는 유세인 연구원에게 자세한 이야기를 들어봤습니다.

“자동차의 모든 부품을 하나씩 탈거해서 부식의 깊이를 확인해요. 용접된 부분에도 부식이 생길 수 있기 때문에, 드릴로 용접부를 다 뚫어내야 하죠. 이렇게 확인을 해보면, 주로 차체의 무빙파트나 부품과 부품이 겹쳐져 있는 틈에 부식이 생겨요. ‘자동차 하부’도 부식가혹도가 높은 곳이에요. 부식의 원인이 되는 소금물, 먼지 등이 가장 많이 묻는 곳이거든요.”

이 밖에 머플러도 부식에 쉽게 노출되는 곳이라고 합니다. 브레이크를 밟을 때 나오는 이물질이나 주행 중에 발생되는 도로의 이물질이 머플러에 붙는데, 여기에 염분가루가 붙고 열이 가해지게 되면 점 녹이 생기기 쉽다고 합니다.



방청 성능, 더 강해져라 얍!!

부식을 촉진시키는 촉매를 떨어뜨려 실험을 하는 모습
l 부식을 촉진시키는 촉매를 떨어뜨려 실험을 하는 모습

이렇게 각각의 부품 상태를 확인한 후에는, 기준 미달된 곳의 방청 성능을 개선해야 할 텐데요. 유세인 연구원의 설명을 들어보니, 방청성을 높이는 방법에도 여러 가지가 있다고 합니다.

“자동차의 다른 부위에 비해 부식가혹도가 높은 곳이 있으면, 방청부자재를 추가로 코팅해서 방청성을 확보하는 방법이 있어요. 설계를 보완해서 그 부분이 부식 인자에 덜 노출되도록 만드는 방법도 있죠. 페인팅도 방청성을 높이는 방법 중 하나인데요. 도료가 건조되면서, 물을 차단해주는 비전도성의 고분자물질로 바뀌기 때문이에요. 각각의 소재가 접합됐을 때 도장이 잘 묻는지 예측하기 위해, 시뮬레이션 기법을 활용하기도 해요.”

일반 강판보다 방청 성능이 높은 아연도금강판을 사용하는 것도 방청성을 높이는 방법입니다. 현대자동차그룹은 2007년부터 자동차 개발 기준을 강화하면서, 아연도금강판의 적용 비율도 높였다고 하는데요. 이는 한국보다 부식가혹도가 더 높은 북미 지역에 적용되는 아연도금강판 비율과 유사하다고 합니다.

생각할 줄 아는 사람은 무한한 것들을 보여줍니다. NEW THINKING, NEW POSSIBILITIES 라는 현대자동차의 슬로건처럼 말이죠. 그래서 서지원 연구원과 유세인 연구원을 비롯한 부식내구파트의 인재들도, 현대기아차의 방청 성능을 높이기 위해 끊임없이 고민하고 있습니다. 이들의 무한한 가능성이 기대됩니다.

자동차 방청 성능을 고민하는 부식내구파트의 무한한 가능성이 기대됩니다
l 자동차 방청 성능을 고민하는 부식내구파트의 무한한 가능성이 기대됩니다



사진. 주성용





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