최근 자동차 분야에 있어서 많은 변화가 급속히 일어나고 있다. 70년대의 오일쇼크 이후 전륜구동 승용차의 보급이 급속히 확산되고, 연비 경쟁이 늘어났으며 소형. 경량화의 요구는 점차 증가되고 있다. 이후 80년대 들어 전자기술이 접목되면서 혁명적이라 할 수 있는 변화가 일어났고, 그 변화의 추세는 급속히 가속화되고 있다. 자동차의 전자화는 초기에는 공해 및 연비 개선 차원에서 시작됐으나, 이후 안전성 및 주행성능 향상을 겨냥했고, 이제는 인간감성까지 고려한 최적제어 측면에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 변화는 소음. 진동분야에도 일어나, 차량이 점차 고성능. 경량화됨 에 따라 더욱 최적화된 구조물 설계를 요구하고 있고, 더 나아가 전자화를 도입 각종 노면 및 주행상태에 따라 최적의 승차감을 제공하는 전자제어 현가 시스템(E.C.S.)이 상품화되었고, 소리를 발생시켜 소음을 제거시키는 능동소음제어 시스템(ANC)의 실용화 단계를 앞두고 있다. 이러한 시점에 국내 자동차의 소음. 진동분야에 종사하는 많은 사람들에게, 실제 우리 국산화가 국내. 외적으로 소음. 진동부분이 어떻게 평가되고 있는지, 또 자동차 대중화 시대를 맞이한 국내의 많은 소비자들의 불만은 어느 정도인지를 인식시켜 각자의 사명감을 고양하고, 참고적으로 일본의 최근 자동차 분야의 소음. 진동 연구 동향을 소개하여 자동차 소음. 진동 대책 연구에 도움이 되고자 한다.
자동차의 소음 진동은 파워트레인(엔진과 변속기)과 자동차의 차체 및 이 두 부분 연결하는 프레임의 동력학적인 적절한 조화에 의해서 좌우된다. 따라서 CAE를 이용한 파워트레인 및 차체의 최적 설계가 자동차 개발의 초기 개념 설계단계에는 중요한 역할을 하지만, 이 후 많은 자동차의 부품들이 서로 결합되어 완성되어지는 시작차 단계에서는 초기에 예상하지 못한 문제점들이 발생한다.(중략)
자동차 태수의 급격한 증가 및 일상생활에 있어서의 자동차 사용할 때간 증대는 곧 개개인의 생 활공간에 대한 자동차의 점유비율이 높아가고 있음을 입증한다. 따라서 거주성, 안락감, 쾌적성 등 종합적 주거환경에 관한 고객의 요구 역시 높은 수준으로 만족되어야 한다. 그러나 연비, 생 산성향상 등 경제적 측면의 요구에 부합하기 위한 자량의 경량화, 소형화 추세는 위에서 언급된 차내 주거환경을 저해하는 여러 가지 난제를 안겨주고 있다. 특히 안락감, 쾌적성의 저해는 가 장 직접적으로 나타나는 문제이며, 이는 차체의 진동입력에 대한 감수성 증대와 진동전달계류의 단서화에 따른 절연능력의 저하에 기인하는 것으로 보인다. 더구나 이와같은 진동문제는 대부분 차내소음을 유발시키며 넓은 주파수범위(홍80-120Hz)에 걸쳐 이들 두가지가 서로 달성되는 경우 가 많기 때문에 대적성의 저해요인으로 가장 크게 주목되고 있다. 자동차 진동 소음의 저감을 위한 노력은 실험적, 이론적 해석방법의 진보에 힘입어 꾸준한 소모로 실현되고 있으며 발생기구, 전달계류, 응답계류을 통틀어 부분적 또는 종체적인 연구가 계속되고 있다. 이와같은 세가지 계류중 전달계류은 발생기구와 응답계류 각각의 특성에 대하여 상호보완적인 역할을 수행해야 하기 때문에 항시 까다로운 요구조건을 안락시키도록 연구되어야 한다. 본고에서는 진동 소음의 전달계류중 가장 중요한 위치를 차지하고 있는 방진고무의 기본적역할 및 이들의 동력학적 측 면에서의 응용원리에 대해 검토하고 최근 급변하는 신기술동향에 대해 소개하고자 한다.
도시생활에서 가장 짜증스러운 것은 자동차 소음이다. 경제발전과 더불어 인구의 도시 집중과 급격한 차량증가는 교통량이 많은 간선도로변을 중심으로 도로교통 소음문제가 야기되고 있으며, 우리나라도 지난 '97. 7월 자동차 1000만대 보유국이 되었다. 도로교통 소음은 자동차에서 발생하는 소음과 차량의 통행량, 차량의 주행속도및 도로주변 조건등 각종 요인이 복합 된 것으로 저속운행이 일반적인 도시에서는 자동차에서 발생하는 소음 중 엔진에서 나는 소음이 대개 60% 이상을 점하게 된다. 이러한 문제점 등을 감안하고 쾌적한 생활 환경 조성을 위하여 환경부에서는 제작차 소음 허용기준을 정하여 제작차가 시판되기전 단계에서 제작차 소음 허용기준에 적합하게 제작되는지 여부를 관리하기 위하여 인증제도를 시행 중에 있으며, 인증 시험에 통과된 차량에 대해서만 제작 시판할 수 있도록 법제화하여 운영하고 있다. 인증에 필요한 시험은 자동차의 가속주행소음, 배기소음 및 경적소음 시험으로써 본 장에서는 제작차 인증시험과 평가방법 등을 소개하고, 아울러 도로교통 소음 진동에 대하여서도 기술하고자 한다.
최근 인간의 생활을 가장 크게 바꾸어 놓은 수단중 하나가 바로 자동차이며 자동차문화라는 새로운 환경에서의 생활에 점점 더 익숙해져 가고 있다. 한 편 치열해지고 있는 무역전쟁, 경제전쟁에 있어서는 자동차가 가장 큰 주목 을 받고 있으며, 기술의 고도화를 통해 경쟁력을 제고시키는 것이 곧 오늘날 의 국제 경쟁에서 승리 할 수 있는 중요한 관건으로 인식되고 있다. 자동차 기술의 발달 과정은 크게 두 가지 요소의 요구 조건을 만족시키기 위한 노 력의 결과로 점철되어 왔다. 이들은 주위 환경 여건과 소비자의 욕구로 볼 수 있으며, 전자의 경우는 환경 보전과 사회적, 법적 측면에서 요구되는 자 동차의 구조, 성능 기준이고, 후자의 경우는 순수하게 고객 즉 사용자의 입 장에서 본 욕구이다(물론 이들 두 가지가 완전히 독립된 것은 아니다). 따라 서 자동차의 기술 발달 과정에서 두드러지게 나타나는 경향들은 이들 두 가 지 요소에 포함된 특정한 구조나 성능들이 주요 관심사로 되는 것과 부합되 어 나타나기 마련이다. 잘 알려진 바와 같이 최근의 자동차 관련 기술중 관 심의 대상이 되는 것은 공해, 안전, 성능, 경제성 등을 들 수 있으며 이들은 모두 당연히 자동차 산업의 사활을 좌우하는 요소임에 틀림없다.
자동차의 고장은 그 종류나 특징면에서 다양하게 나타나게 되므로 자동차의 진단과 점검에는 많은 노동력과 비용, 시간이 소요되며 운전자에 의한 정보를 기대하기 힘든 경우에는 진단이나 정비과정에 많은 어려움을 겪게 된다. 따라서 본 연구에서는 운전자에 의한 일반적인 정보와 진동 소음센서에 의한 정보의 신호처리기술을 종합하여 자동차 부품의 이상 신호 분석을 하였다. 그리고 정상 상태 대비 이상 신호에 따른 진동 소음 데이터 변화율을 계산하여 작동 모드 별 실내음압에 영향을 미치는 신호 및 해당 주파수 특성을 분석하였다. 이에 따라 자동차 정비 전문가 시스템 구축을 위한 기초 연구로 엔진부의 이상 신호와 각 부품 별 이상 신호로 나누어 분석하여 데이터 처리 과정 및 이상 증상 별 경향 파악에 본 연구의 목적을 둔다.
자동차의 고장은 그 종류나 특징 면에서 다양하게 나타나게 되므로 자동차의 진단과 점검에는 많은 노력과 비용, 시간이 소요되며 운전자에 의한 정보를 기대하기 힘든 경우에는 진단이나 정비과정에 많은 어려움을 겪게 된다. 따라서 본 연구에서는 운전자에 의한 일반적인 정보와 진동 소음 센서에 의한 정보의 신호처리기술을 종합하여 자동차 부품의 이상 신호 분석을 하였다. 그리고 정상 상태 대비 이상 신호에 따른 진동 소음 데이터 변화율을 계산하여 작동 모드 별 실내 음압에 영향을 미치는 신호 및 해당 주파수 특성을 분석하였다. 이에 따라 자동차 정비 전문가 시스템 구축을 위한 기초 연구로 엔진부의 이상 신호와 각 부품 별 이상 신호로 나누어 분석하여 데이터 처리 과정 및 이상 증상 별 경향 파악에 본 연구의 목적을 둔다.
자동차 산업의 발전함에 따라 자동차 승차감 향상이 요구되고 있다. 따라서 자동차의 승차감을 향상시키기 위하여 정상주행중인 자동차의 진동에 대하여 활발하게 연구하고 있다. 본 논문에서는 자동차가 돌기를 통과할 때의 자동차 타이어의 진동특성을 분석하기 위하여 7자 유도계로 가정한 해석모델을 구성하였다. 개발된 타이어에 대한 모델은 수치해석과 실험을 통하여 검증하였다. 수치해석을 통하여 타이어 트레드 고무, 트레드일, 에이펙스 등과 같은 타이어 설계인자에 대한 영향을 파악하였다. 본 연구결과로부터 타이어와 휠의 진동량을 저감시킬 수 있는 타이어 설계인자를 제시하였다.
본 연구에서는 자동차 유리판에 초음파 대역 진동을 효율적으로 발생시킬 수 있는 압전 액츄에이터를 개발하고자 하였다. 자동차 유리판을 단순지지 평판으로 가정하였으며, 액츄에이터로는 PZT 진동자를 사용하였다. 유한 요소법(Finite Element Method)을 통하여 유리판의 최적 공진 주파수와 유리판에 부착할 압전 진동자의 구조 조건인 최적 위치와 개 수를 결정하였다. 설계 결과에 따라 자동차 유리판에 압전 진동자를 부착하여 임펄스 응답 해석(impulse response analysis)과 임피던스 해석(impedance analysis)을 수행하여 구동 주 파수를 확인하였다. 그 결과, 이 주파수로 가진하여 유리판 전면에 걸쳐 고른 초음파 진동이 분포함을 확인하였으며, 나아가 전기적 임피던스 매칭(impedance matching)을 통해 더 큰 효율의 진동을 발생시킬 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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