스웨덴 예테보리에 본사를 둔 Tier-2 자동차 부품 공급업체는 북유럽의 주요 대형 트럭 플랫폼을 위한 차세대 배기 가스 온도 센서를 개발하고 있었습니다. 이 센서는 배기 매니폴드에 직접 장착되며 극한의 열 순환에 노출됩니다. 스칸디나비아 겨울의 영하 40°C의 추운 시동부터 최대 부하 작동 시 센싱 팁의 800°C 이상까지, 그리고 지속적인 고주파 엔진 진동까지 견뎌야 합니다. 센서의 세라믹 센싱 요소를 배선 하네스에 연결하는 내부 스프링 접점이 가속 수명 테스트 중에 고장을 일으키고 있었습니다.
고장 모드
표준 인청동 합금으로 제작된 원래의 스프링 접점은 응력 완화를 겪고 있었습니다. 약 500시간의 열 순환 및 다축 진동 테스트를 거친 후, 접점의 정상 압력이 안정적이고 낮은 저항의 전기적 연결을 유지하는 데 필요한 임계값 이하로 저하되었습니다. 이러한 저하는 간헐적인 센서 신호 끊김을 유발하여 차량의 CAN 버스에 배출 관련 진단 오류 코드를 트리거했습니다.
우리의 접근 방식
스웨덴 엔지니어링 팀은 목표 힘-변위 곡선과 ISO 16750-3(차량 전기 장비의 환경 테스트를 규정하는 국제 표준으로 스웨덴 OEM에서 널리 채택됨)에서 파생된 진동 프로파일을 포함한 포괄적인 사양 패키지를 제공했습니다. 우리의 제안된 솔루션은 두 가지 중요한 수정에 중점을 두었습니다.
1.재료 업그레이드: 표준 인청동에서 베릴륨 구리 C17200으로 부품을 전환하고 성형 후 TH02 조건으로 열처리할 것을 권장했습니다. BeCu는 지속적인 고온 및 주기적인 기계적 응력 하에서 스프링 힘을 유지하는 탁월한 능력으로 인해 북유럽 자동차 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 이 재료의 피로 내구 한계는 이러한 특정 작동 조건에서 인청동보다 훨씬 뛰어납니다.
2.형상 개선: 유한 요소 해석(FEA) 시뮬레이션을 사용하여 엔지니어링 팀은 원래 설계에서 의도하지 않은 응력 집중기로 작용하는 날카로운 내부 굽힘 반경을 식별했습니다. 이 반경을 0.2mm 늘릴 것을 제안했습니다. 이 미묘한 수정은 부품의 외부 치수나 센서 하우징 내부에 맞는 부분에 영향을 미치지 않았지만, 해당 중요 영역의 최대 성형 응력을 약 18% 감소시켰습니다.
제조 및 독립적 검증
심천 시설의 모듈식 프로그레시브 다이를 사용하여 2,500개의 파일럿 배치를 제조했습니다. 대표 샘플은 고객의 전체 테스트 프로토콜에 대한 검증을 위해 스웨덴의 공인 독립 테스트 실험실로 배송되었습니다. 결과는 125°C의 주변 온도와 무작위 진동이 중첩된 환경에 1,000시간 동안 노출된 후에도 새로운 BeCu 스프링 접점이 지정된 초기 정상 압력의 95% 이상을 유지했음을 확인했습니다. 모든 테스트 샘플에 걸쳐 접점 저항 편차는 2밀리오옴 미만을 유지하여 허용 가능한 드리프트 마진 내에 있었습니다.
장기적 결과
스웨덴 고객은 재설계된 스프링 접점을 공식적으로 승인하고 새로운 트럭 플랫폼의 초기 생산 준비를 지원하기 위해 25,000개의 후속 생산 주문을 했습니다. 이 프로젝트는 집중적인 재료 공학 개입, 특히 표준 인청동 대신 열처리된 베릴륨 구리를 사용함으로써 센서의 최종 자격을 지연시킬 수 있었던 지속적이고 현장에서 관련 있는 신뢰성 문제를 해결할 수 있음을 보여주었습니다. Tingfeng Hardware는 이 참여를 통해 북유럽 자동차 공급망의 엄격한 표준에 맞춰진 엔지니어링 기반 솔루션을 제공하겠다는 약속을 재확인했습니다.