[전기지식 쇼핑 아울렛] 차량의 소음진동 원인과 해결방안 입니다. 차량이 너무 시끄러우시다면 내용 읽어보세요.

[황금시대]

자동차는 동역학적인 요소로 소음진동이 발생합니다. 그러한 소음진동의 원인만 찾을수 있다면

해결방안은 쉽게 알수 있지만 원인을 못찾아 해결방안을 찾기가 어렵습니다.

1. 소음,진동의 원인

소음의 원인은 시스템이 진동을 발생시키고 그 진동이 공기를 매질로 하여 진동을 전달하여 사람의 귀에

압력변화가 생겨 소음을 들을수 있습니다.

진동은 사람의 신체에 접촉하여 직접적으로 진동을 전달하므로 사람이 느낄수 있는것입니다.

소음진동은 여러 일상생활에서 쉽게 느낄수 있습니다.

자동차는 아래그림과 같이 여러 진동발생원이 있어 차체,배기관등을 통해 사람에게 전달됩니다.

엔진이 차체를 진동시키고, 엔진에서 발생한 연소결과로 흡/배기관의 진동이 발생하여 공기를 통해 귀로 소음이

전달됩니다.

모든 시스템은 아래그림과 같이 물리적으로 간략화 할수 있습니다.

차체라던지 배기파이프던지 일정한 질량이 있고 탄성체이기 때문에 외부에서 힘이 가해지면 진동을 하게 됩니다. 

질량과 탄성의 정도에 따라 진동하는 형태가 다 다릅니다.

모든 금속부품들은 탄성체입니다.즉, 외부에서 힘이 가해지면 스프링과 같이 상하좌우로 진동을 하게 됩니다.

얼마나 진동하는지는 계측기를 사용하여 측정할수 있습니다. 

엔진,밋션,흡기관,배기관등 각 부품들 마다 고유한 진동수가 존재합니다.

그 부품들의 고유진동수와 외부에서 가해지는 힘의 고유진동수가 일치하면 진폭이 커져 진동의 정도가 급격히 증가하게

됩니다. 부품설계시 이러한 고유진동수와 일치하지 않게 설계를 합니다.

설계가 적합하지 않으면 특정 rpm구간에서 이상 진동현상이 생기고 그 rpm을 벗어나면 소음진동이 줄기도 합니다.

 

설계시 가장 많이 사용하는것이 각종 댐퍼들을 다는것입니다.

 

아래그림과 같이 특정한 질량과 스프링 효과(고무부품)를 낼수 있는것을 부착하면 고유진동수 위치가 바뀌게 됩니다.

고유진동수 위치가 바뀌면서 진폭은 줄어들게 되어 소음진동이 줄어들게 됩니다.

차량설계시 이러한 요소들을 잘 반영하여야 자동차의 소음진동 개선 효과가 크게 됩니다.  

(독일과 일본 애들이 이런거 잘 합니다.)

2. 렉서스의 부밍노이즈(Booming Noise) 개선방법

실제 렉서스에서 발생한 부밍 노이즈의 해결방안을 내부적으로 서비스센터에 내려보낸 지침입니다.

특정 차종에 아이들링시 부밍노이즈가 발생하였다고 합니다.

우선 엔진마운트(미미)부위의 인슐레이트(고무부품)을 교체해라~

미미의 부품 이상으로 엔진이 진동을 전달하는것을 차단~~

배기관의 플랜지 볼트들이 적정토크로 잘 조여져 있는지 확인해라~

부품들의 조임상태가 적절하지 않아도 부품들의 진동으로 소음이 발생할수 있습니다.

 

머플러에 댐퍼를 부착해라~~

위에서 언급한것과 같이 일정 질량을 가진 부품을 부착하면 고유진동수가 변경되어 특정 주파수에서

진동현상이 줄어들수 있습니다. 어느정도의 크기로 할지, 탄성을 어느정도가진 물질을 붙일지는

수학적인 해석을 통하여 결정하게 됩니다. 무턱대고 아무거나 붙이면 오히려 역효과가 날수도 있습니다.

차량에서 발생하는 소음진동은 수많은 부품들(2만개)이 있어 발생한 원인들을 찾기가 어렵습니다.

소음이나 진동이 발생하는 진앙지를 찾아야 어느정도 해결방안을 찾을수 있습니다.  

엔진오일도 탄성체입니다. 각종 오일 순환시스템 내부를 순환하면서 각종 부품들(메탈베어링, 오일펌프,

밸브트레인 부위등)의 고유진동수를 변화시킵니다. 온도에 따라 점도가 바뀌므로 베어링틈새등에서

발생하는 미세한 진동 차이로 소음진동이 달라집니다. 오일의 점도가 시스템과 잘 맞지 않으면

소음진동이 커지기도 하고, 점도가 시스템과 잘 맞으면 소음진동이 줄어들기도 합니다.

아래의 동영상은 다리가 파괴되는 과정을 보여줍니다. 원인은 교량설계시 외부 힘(바람,태풍등등)의

고유진동수와 교량자체의 고유진동수가 일치하여 진폭이 커져 변형이 주기적으로 발생하여 결국 파괴라는

현상이 발생하는 과정을 보여줍니다.