KR100249078B1 - 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법 - Google Patents

타이어 캐비티 공진주파수 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100249078B1
KR100249078B1 KR1019980004790A KR19980004790A KR100249078B1 KR 100249078 B1 KR100249078 B1 KR 100249078B1 KR 1019980004790 A KR1019980004790 A KR 1019980004790A KR 19980004790 A KR19980004790 A KR 19980004790A KR 100249078 B1 KR100249078 B1 KR 100249078B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tire
cavity
sound pressure
frequency
measuring
Prior art date
Application number
KR1019980004790A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990070125A (ko
Inventor
이상주
이승규
Original Assignee
홍건희
한국타이어주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 홍건희, 한국타이어주식회사 filed Critical 홍건희
Priority to KR1019980004790A priority Critical patent/KR100249078B1/ko
Publication of KR19990070125A publication Critical patent/KR19990070125A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100249078B1 publication Critical patent/KR100249078B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C25/00—Apparatus or tools adapted for mounting, removing or inspecting tyres
    • B60C25/002—Inspecting tyres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법에 관한 것으로, 타이어의 림과 타이어 사이의 공간영역인 캐비티(cavity)에서 발생하는 공진주파수를 실험적으로 측정하여 타이어의 캐비티에 형성된 음압분포를 파악하고 이에 따른 타이어의 소음에 미치는 영향을 파악할 수 있도록 된 타이어의 캐비티 공진주파수 측정방법에 관한 것이다.

Description

타이어 캐비티 공진주파수 측정방법
본 발명은 타이어의 캐비티 공진주파수를 측정하는 방법에 관한 것으로, 특히 타이어의 림과 타이어 사이의 공간영역인 캐비티(cavity)에서 발생하는 공진주파수를 실험적으로 측정하여 타이어의 캐비티에 형성된 음압분포를 파악하고 이에 따른 타이어의 소음에 미치는 영향을 파악할 수 있도록 된 타이어의 캐비티 공진주파수 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 캐비티 공진(Cavity Resonance)이란 외부공간과 폐쇄된 공간영역(cavity) 내에서 경계조건(Boundary Condition)에 의해 특정한 음압분포가 형성되는 것으로, 예컨대 양 끝이 막혀있는 파이프 내에서 형성되는 음압분포는 특정한 형태로 형성되는데, 타이어에 있어서는 림(Rim)과 결합된 타이어의 내부공간이 이러한 캐비티를 형성하게되고, 이 캐비티의 형상이 도우넛형태이므로 외부에서 충격이 가해질 때 간섭현상에 의해 특정한 음압분포가 나타나게 되며 그 공진주파수는 다음 수학식과 같이 주어지게 된다.
여기서, n=1, 2, 3, 4......
c는 음속으로 340m/s
L은 타이어 단면의 도심(centroid)에서의 타이어 둘레
r은 타이어 반지름이다.
이 식으로부터 알 수 있듯이 공진주파수는 타이어의 원주, 즉 타이어의 반지름과 관련되는데, 예컨대 대부분의 승용차용 타이어의 반지름은 20 - 35cm 이내이므로 첫 번째 모드(n=1)에서의 타이어 캐비티 공진주파수는 200-300Hz 내에서 발생한다.
앞서 설명한 바와 같이 타이어의 캐비티 공진주파수는 타이어 반경과 관련이 있으며, 이 공진주파수는 차량주행 중 차내소음과 밀접한 관련을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
그러나, 종래의 연구에 의하면 타이어 캐비티 공진주파수를 실험적으로 측정하는 기술이 미미하여 공진주파수가 차량소음에 미치는 영향을 명확히 파악하지 못하고 있으며, 타이어와 림의 종류에 따라 타이어의 캐비티 공진주파수가 변화하는 양상을 측정하지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 타이어의 캐비티 공진주파수를 실험적으로 측정하여 타이어의 종류 및 운동모드에 따른 실제 공진주파수의 양상을 파악하고, 이를 근거로 타이어의 공진주파수가 차량소음에 미치는 영향을 파악할 수 있도록 된 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공진 주파수 측정법을 실행하기 위한 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 측정방법에 의해 측정된 공진주파수 특성을 나타내는 그래프,
도 3의 (a)-(d)는 본 발명에 따라 음향홀로그래피 측정으로 얻어진 각각의 캐비티 공진 주파수에서의 음압분포를 나타낸 홀로그램,
도 4의 (a)는 55km/h로 전진하는 차량의 타이어의 1차모드(260Hz)에서의 음압영역,
(b)는 68km/h로 전진하는 차량의 타이어의 1차모드(260Hz)에서의 음압영역을 나타낸 홀로그램이다.
1 - 타이어 2 - 파동함수발생기
3 - 스피커 4 - 마이크로폰
5 - 주파수분석장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 타이어 내부에 설치되어 음향을 발생시키는 스피커와, 이 스피커가 음향을 발생하도록 전기적 신호를 입력시키는 파동함수발생기(wave function generator)와, 상기 스피커로부터 발생한 음향에 의해 타이어의 캐비티에 생성된 음압을 측정하기 위한 마이크로폰(microphone) 및, 이 마이크로폰으로부터 측정된 음압을 분석하여 처리하는 주파수분석장치로 구성된다.
이하 본 발명을 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 캐비티 공진주파수를 측정하는 방법을 수행하기 위한 장치들의 개략적인 구성도인바, 본 발명은, 타이어(1)의 캐비티 내부에 설치되어 음향을 발생시키는 스피커(3)와, 이 스피커(3)에 연결되어 스피커(3)가 음향을 발생하도록 전기적 인 신호를 입력시키는 파동함수발생기(2)와, 타이어(1)와 근접한 타이어 외부 또는 타이어의 캐비티 내에 설치되어 상기 스피커(3)로부터 발생된 음압을 측정하기 위한 마이크로폰(4)과, 이 마이크로폰(4)에 연결되어 마이크로폰(4)으로부터 나오는 신호를 분석, 처리하는 주파수분석장치(5)로 구성된다.
따라서, 상기 파동함수발생기(2)에서 발생하는 전기적인 신호를 스피커(3)에 입력하면 이 스피커(3)가 타이어의 캐비티 내부에서 음향을 발생시키게 되고, 이 음향은 캐비티 내부에서 특정한 음압을 형성하게 되는데, 이렇게 형성된 음압은 타이어 외부 혹은 내부에 설치된 마이크로폰(4)에 의해 측정된 후, 이 측정된 신호가 주파수분석장치(5)로 보내져 분석/처리되어 도 2에 도시된 바와 같이 공진주파수 특성이 나타나게 되고, 만일 도 3에 도시된 바와 같이 타이어 캐비티에 형성되는 음압분포를 영상화된 형태로 측정하고자 할 때는 여러 개의 마이크로폰을 설치하고 음향홀로그래피(acoustic holography)장치에 연결하여 분석/처리하면 된다.
한편, 도 2는 본 발명 장치에 의해 측정된 정지 상태의 타이어의 캐비티 공진주파수 특성을 나타내는 일례로서, 반지름이 23.3cm로 정지상태인 타이어로 실험한 결과 도면에 도시된 바와 같이 6개의 두드러진 피크(peak)가 나타나는데, 이 피크가 나타나는 때의 주파수는 표 1에 나타난 바와 같이 이론치에 근사하나 약간씩 차이가 남을 알 수 있다.
순서 1차 모드 2차 모드 3차 모드 4차 모드 5차 모드 6차 모드
이론치 232.3(Hz) 464.5 705.9 941.2 1161.5 1393.8
측정치 238(Hz) 470 706 929 1150 1384
또한, 도 3은 음향홀로그래피 측정에 따른 각 캐비티 공진 주파수에서의 음압분포를 나타낸 것이다.
한편 위에서와 같이 스피커에 의한 인위적인 가진이 아닌 실제 회전할 때 타이어의 트래드(Tread) 변형에 의해 형성되는 캐비티 공진현상을 음향홀로그래피 장치로 측정하였는데, 도 4는 이 측정결과를 나타낸 도면으로서, 도 4의 (a)는 55km/h로 전진하는 차량의 타이어의 1차모드에서의 음압영역을 도시하며, (b)는 68km/h로 전진하는 차량의 타이어의 1차모드에서의 음압영역을 도시하는바, 각각의 속도에서의 음압영역의 변화 양상을 알 수가 있다.
참고로 상기 도 4의 결과가 나타난 실험조건으로, 측정된 타이어는 P205/65 R14이며, 직경이 3m인 드럼 상에서 회전하되, 이 드럼의 표면은 건조마찰계수(Dry Friction Coefficient)가 1.2이며, 타이어에 가해지는 하중은 400kgf, 타이어 공기압은 2.0kgf/㎠ 이고 무향실에서 측정된 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 타이어의 실제 캐비티 공진주파수를 직접적으로 측정 가능해지므로, 타이어의 각각의 상태에 따른 캐비티 공진주파수의 변화양상을 알 수 있으며, 이에 따라 타이어의 공진주파수가 주행중 차내소음에 미치는 영향 등을 파악할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 파동함수발생기(2)로 타이어(1)의 캐비티 내부에 설치된 스피커(3)에 전기적인 신호를 입력시켜 상기 스피커(3)로부터 음향이 발생되도록 한 후, 타이어 외부에 근접하여 설치된 마이크로폰(4)으로 상기 스피커(3)로부터 발생된 음압을 측정하고, 이 마이크로폰(4)에 연결된 주파수분석장치(5)로 마이크로폰(4)으로부터 나오는 신호를 분석, 처리하여 캐비티 공진주파수를 파악하는 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법.
KR1019980004790A 1998-02-17 1998-02-17 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법 KR100249078B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980004790A KR100249078B1 (ko) 1998-02-17 1998-02-17 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980004790A KR100249078B1 (ko) 1998-02-17 1998-02-17 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990070125A KR19990070125A (ko) 1999-09-15
KR100249078B1 true KR100249078B1 (ko) 2000-04-01

Family

ID=19533207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980004790A KR100249078B1 (ko) 1998-02-17 1998-02-17 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100249078B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752198A (zh) * 2018-12-28 2019-05-14 一汽-大众汽车有限公司 一种基于整车噪声控制的轮胎匹配方法及系统
US11752812B2 (en) * 2016-11-21 2023-09-12 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method for checking and/or monitoring the use of a tire

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100712072B1 (ko) * 2005-10-10 2007-04-30 한국타이어 주식회사 타이어 내부 공동의 공명 주파수 산출방법
KR101357131B1 (ko) * 2012-07-24 2014-02-05 한국타이어 주식회사 충격량을 고려한 다목적 타이어 시험장치
CN106596009B (zh) * 2016-11-09 2019-02-19 北京航空航天大学 一种用于测试分析及控制汽车胎内空腔共振的实验装置
KR102168610B1 (ko) 2018-09-11 2020-10-21 핸즈코퍼레이션주식회사 차량용 파장관 휠 조립체
KR20200118269A (ko) 2019-04-03 2020-10-15 현대자동차주식회사 파장관 부재를 포함하는 차량용 휠
KR20200032075A (ko) 2020-03-18 2020-03-25 핸즈코퍼레이션주식회사 차량용 파장관 휠 조립체

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11752812B2 (en) * 2016-11-21 2023-09-12 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method for checking and/or monitoring the use of a tire
CN109752198A (zh) * 2018-12-28 2019-05-14 一汽-大众汽车有限公司 一种基于整车噪声控制的轮胎匹配方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990070125A (ko) 1999-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Graf et al. On the horn effect of a tyre/road interface, Part I: Experiment and computation
KR100249078B1 (ko) 타이어 캐비티 공진주파수 측정방법
Kiral et al. Simulation and analysis of vibration signals generated by rolling element bearing with defects
Mohamed et al. A study of tyre cavity resonance and noise reduction using inner trim
Hu et al. Experimental analysis of sound field in the tire cavity arising from the acoustic cavity resonance
Wijnant et al. Development and application of a new method for the in-situ measurement of sound apsorption
KR100217872B1 (ko) 이동음원의 홀로그램을 측정하여 음향특성을 영상화하는 시스템 및 방법
EP0928706A2 (en) Tire tread noise treatment
JPH09133732A (ja) 電気機器の異常振動監視装置
Alchakra et al. Acoustical emission technique applied to the characterisation of brittle materials
Cosgrave et al. Acoustic monitoring of partial discharges in gas insulated substations using optical sensors
JPH08219751A (ja) 弾性波による耐火物の厚み測定方法
Doan et al. Investigation into the Influence of Tire Construction on Coast‐by Noise
Zeng et al. Application of vibration signal measurement for monitoring grinding parameters
Choi et al. FE Simulation of Split in Fundamental Air-Cavity Mode of Loaded Tires: Comparison with Empirical Results
KR950011838B1 (ko) 타이어의 내부볼륨 공진주파수의 측정방법 및 장치
McBride et al. Experimental Study on Tire Vibrations and Induced Noise
Patil et al. Experimental observations in tire cavity resonance and interactions with periodic noise components
Benedict et al. Measurement of acoustical response of automotive cabin interior
SU1651016A1 (ru) Способ определени местоположени течи в трубопроводах
Cao et al. Experimental investigation of tire slap noise
Sugimoto et al. Detection Effect of Resonance Frequency of Both Laser Doppler Vibrometer and Internal Defect of Concrete Structure by Spatial Spectral Entropy
Sorenson Investigation of different techniques for quantifying automotive panel noise radiation
Oettle et al. Beamforming Quantification of Acoustic Transmission Paths for Passenger Vehicles Using a Reciprocal Approach
SU1682908A1 (ru) Способ определени коэффициента звукопоглощени звукопоглощающих конструкций

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20051202

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee