타이어의 진동/소음

[모비툴(운영자)™]

	물체가 진동하면, 그것을 둘러 싼 공기가 진동하여 음파가 생성됩니다. 이 음파가 사람 귀의 고막을 진동시키면 우리는 비로소 소리를 듣게 됩니다. 이와 같이 소리가 존재하고 있는 곳에는 반드시 진 동원이 존재하고 있고, 이 진동은 탄성체에 외력이 작용하였을 때 발생합니다. 그러므로 타이어의 진동/소음을 이해 하고자 할 때는, 우선 타이어의 진동 요인을 먼저 살펴 보아야 합니다.
	우리가 보는 타이어는 도너츠 모양의 단순한 모양을 하고 있지만, 내부 구조는 섬유, 스틸 와이어, 고무 등으로 구성된 복합재료이기에, 엄격한 공정 관리를 하더라도 타이어의 원주상을 따라 부분적 인 치수 변화, 강성 변화, 비대칭성 등, 소위 ‘Tire Uniformity’ 특성으로 불리우는 아래 도표와 같은 ‘타이어의 불균일성’ 을 보입니다.
	자동차에서는 실로 여러 가지의 진동원에 의한 아래 그림과 같은 진동/소음이 관찰 됩니다.

즉, 외부 진동원으로서 위의 타이어 Uniformity외에, 노면의 요철 등에 의한 가진력과, 자동차 자체 내부 진동원으로서의 엔진, 트랜즈미션과 같은 회전체 등의 많은 진동 강제원을 가짐과 동시에, 많은 진동 탄성 요소로 구성되어 있어, 넓은 주파수 영역대에 걸쳐서 공진을 일으키기 때문입니다. 이들의 진동은 운전자에게 진동 그 자체로서 영향을 미치는 것(Shimmy & Shake 등)과 진동이 중간 매질에 전달되어 소음으로 까지 영향을 미치는 것(Road Noise, Beat Noise 등)이 있습니다. 여기서 Shimmy와 Shake는 위의 그림에 보인 것처럼 각각 핸들 회전 방향과 상하 방향의 진동상을 말합니다. 그리고 타이어가 진동원으로써 작용하는 소음으로, 1) Pattern Noise : Smooth한 노면을 주행할 때 타이어 패턴으로 인하여 발생하는 비교적 고주파수대(2kHz 이하)의 소음으로, 속도에 따라 비례하는 성향이 있습니다. 당사에서는 ‘Pitch Variation, Stiffness Variation’ 기법을 적용, White Noise화 하여 Pattern Noise 개선을 하고 있습니다. 2) Squeal Noise : 매끄러운 노면에서 급선회, 급발진, 급제동시, Tire와 노면 사이에 발생하는 횡미끄러짐에 의한 트레드 고무의 탄성 진동에 의해 발생하는 마찰음으로, 고무 배합과 패턴 설계를 통하여 개선하고 있습니다. 3) Harshness : 포장도로나 다리의 이음새, 균열 등단발적인 요철을 통과시 발생하는 충격적인 진동/소음으로, Envelop특성이나, 진동전달 특성을 개선하여 대응하고 있습니다. 4) Road Noise : 거친 포장 노면을 주행할 때 발생하는 저주파(500Hz 이하)의 진동/소음으로, Random 주파수 성분의 노면 입력에 의해 타이어가 가진을 받게 되고, 이때 발생한 진동이 차량의 서스펜션, 차체로 전달되어, 궁극적으로 차량 실내 공기를 진동시켜 발생되는 소음으로, 진동 경로의 전달률 저감을 통하여 개선을 하고 있습니다. [출처] 타이어의 진동/소음|작성자 빵구