가속 주행하는 차량의 소음을 줄이기 위해서는 각 소음원의 기여도를 파악하는 것이 필요하다. 본 논문에서는, 가속 주행하는 차량의 배기 토출 소음을 ISO362에서 규정한 음압 측정 지점에서 예측하기 위하여, 시간 영역에서 근접장 배기 토출 소음을 예측할 수 있는 시뮬레이션 프로그램 'WAVE'와 움직이는 음원의 방사 모델을 이용하였다. 가속 주행중 차량의 소음원에 의한 음파의 전달은 도플러효과와 시간 지연이 발생하며, 이를 고려하여 정지된 지점에서의 소음레벨을 예측하였으며, 배기 토출 소음의 예측을 통하여 가속주행소음에 대한 기여도와 그 소음 특성을 파악할 수 있다.
자동차의 소음은 차실내 소음과 차외소음의 두가지로 나눌 수 있는데 소음은 자동차에 탑승하고 있는 사람들이 감성적으로 느끼는 것이어서 차량의 상품성에 직접적인 영향을 미치므로 자동차 제작자는 보다 더 정숙한 차실내 분위기를 만들기 위하여 자율적이 노력을 게을리 하지 않는 분야이며, 차외 소음은 산업화와 경제적 성장에 따른 자동차 수의 증가로 인하여 도로교통 소음에 크게 기여하므로 각국 정부 는 법률로써 이를 규제하고 있다. 소음을 포함한 환경오염 방지에 대한 관심이 고조 되는 가운데 도로 주변에서의 도로교통 소음은 주민의 일상생활 및 주게에 점점 더 크게 영향을 주게 되어, 국민이 소음측면에서 보다 더 편안한 생활을 할 수 있도록 정부는 가속주행소음, 배기소음, 경적소음 등 자동차로 기인하는 소음의 수준을 낮추고자 노력하여 왔다. 이 글에서 법규의 규제를 받고 있는 자동차로 기인하는 소음 중 도로교통소음에 기어가 큰 주행상태의 자동차 소음저감을 목표로 하는 가속 주행 소음 규제와 그 대책을 기술하였다.
최근에 개발된 차량은 고성능 고출력 엔진을 탑재하는 경향에 따라, 주행 중 발생되는 외부소음에 대한 민원이 증가되고 있다. 본 시험에서는 법의 규제를 받는 차량 외부에서 발생하는 소음에 대한 소음원 규명을 위하여 납차음법 (lead wrapping method)을 사용하여 정의된 각각의 소음원을 하나씩 열어 가면서 가속주행 소음시험을 실시하여 소음원을 측정하고 기여도를 산출하였다. 시험의 결과를 이용하여 소음저감 대상순서를 설정하였으며, 효과적인 소음저감 대책에 대한 방안을 수립하였다.
본 연구에서는 가속주행소음 (pass-by noise) 시험을 측정할 때 차량 각 부분에서 발생하는 소음 기여율을 산정하고자, 그 선행연구로 정지 차량의 좌우 측면에서 음향 인텐시티 방법을 이용하여 근접 방사소음 특성을 연구하였다. 가속주행소음 측정구간의 엔진 회전수 대역인 2,800 rpm과 3,200 rpm으로 구분하여 시험차량 중심축 선을 기준으로 7.5m 떨어진 지점에서 음압을 측정하여 주파수별 지향특성을 해석하였다. 이 결과는 차량 소음 저감에 응용할 수 있다.
Automobiles become indispensable to our lives of modern days, however, their abrupt increase causes environmental problems. Relevant regulations domestically and internationally, therefore, have been discussed and reinforced for tackling those problems. The current test methods such as ISO 362 which have been adopted in many countries need to be reviewed to be effective, considering the changes in automobile techniques and road conditions. This research is aimed at providing counter-plans for the expected new measures by analyzing both the current and new test methods.
승용차에 있어 엔진의 공회전시나 주행중에 발생하는 여러 형태의 진동 및 소음의 저감은 승차감 및 차량의 안정성에 있어 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 소음, 진동은 주로 엔진에서 발생하는 토크의 비주기적인 변동성분이 클러치(clutch), 변속기(transmission), 구동축을 거쳐 바퀴로 전달되는 과정에서 발생한다. 셔플(shuffle)은 주행중 가속페달(accelerator)을 급조작(tip-in, tip-out)하였을 때 차량이 전후로 과도적으로 울렁거리는 종진동 현상을 말하며, 이것은 가속페달의 급조작으로 인해 엔진토크가 큰 변동을 일으키고, 동력전달계를 통해 타이어에 전달된 이 토오크는 타이어축에서 구동측으로 역토오크를 발생시키기 때문에 발생한다. 여기서 팁-인(tip-in)이란 승용차를 저속으로 운전하다가 갑자기 가속페달을 밟는 경우를 말하며, 팁-아웃(tip-out)은 반대로 고속상태에서 갑자기 가속페달을 떼는 경우를 말한다. 실험과 시뮬레이션을 사용한 자동차 동력전달계의 비틀림 진동에 대한 연구는 이미 여러 연구자들에 의해 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였고, M.Kataoka는 기어의 공차(clearance)를 고려한 변속기의 강제 비틀림 진동을 실험과 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비서형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 또한 G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특서엥 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였고, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 이 외에도 Thomas C.T.와 E.P.Petkus는 특정 차량에 대한 동력전달계의 비틀림 진동 현상에 대해 연구하였다. 이러한 연구들로 볼 때, 자동차 동력전달계에서 발생하는 진동은 이론과 실험을 통해 그 해석이 가능하며 설계에 매우 유용하게 이용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5 L 엔진을 장착한 경승용차의 실차 주행실험을 통해 가속 페달의 급조작에 따른 차체의 종진동 현상을 측정하고, 엔진-변속기-타이어-차체의 반환정계 4자유도 진동모델로 시뮬레이션을 수행하여 실차 주행실험의 결과치와 비교, 분석한 후 클러치 비틀림 특성을 비롯한 자동차 동력전달계의 각 설계인자들이 차체의 종진동에 어떠한 영향을 미치는가를 해석하고자 한다.
Nowadays, vehicle becoming necessity is increasing gradually and is main cause of environmental problem. The current automobile noise measurement test method such as ISO 362 which have been used many countries contribute seriously to enforce the regulation of the noise rigidly and actively study vehicle's noise, using that method. However, the amendment of ISO 362 was completed under the international agreement due to the changes in vehicle's techniques and road conditions. In this study, the difference between the current ISO 362(or ECE R51) and new ISO 362(or new ECE R51) is estimated by the test using the practical car producing domestically because the Korean manufacturer have to be interested in new test method.
The road traffic noise becomes aggravated due to the rapid increase of motor vehicles. It has a great effect ell the dwelling environment. We Investigated characteristics and sources of the motor vehicle noise through grasping the status of the motor vehicle noise. Traffic noise results from the collective contribution of the noise produced by individual motor vehicles. The motor vehicle noise varies enormously depending upon its type and mode of operation. This Paper is concerned with the relationship between the vehicle running speed and the noise level under accelerated and steady running.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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