KR100328651B1

KR100328651B1 - 공기입 타이어의 소음 모의실험방법

Info

Publication number: KR100328651B1
Application number: KR1019990055083A
Authority: KR
Inventors: 노동관
Original assignee: 조충환; 한국타이어 주식회사
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2002-03-15
Also published as: KR20010054309A

Abstract

본 발명은 공기입 타이어의 소음 모의실험방법에 관한 것으로, 종래 타이어의 소음 모의실험방법에 있어서, 접지면 내부의 모든 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)을 소음원으로 확대하고, 접지압을 고려한 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 각 소음원의 사운드웨이브 함수에 적용한 후 적분해서 각 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 정확한 소음발생 기여도를 측정하여, 소음발생 시간차를 고려한 실험분석값을 산출하므로, 실제 주행소음값과 거의 동일한 실험분석값을 얻을 수 있도록 된 것이다.

Description

공기입 타이어의 소음 모의실험방법{NOISE SIMULATION OF A TIRE}

본 발명은 공기입 타이어의 소음 모의실험방법에 관한 것으로, 접지면 내부의 모든 접지점을 소음원으로 확대하고, 각 소음원의 위상차와 접지압력을 고려하여 타이어의 소음을 예측 및 분석하므로써, 실제 타이어의 주행소음값에 근접한 실험분석값을 획득할 수 있도록 된 공기입 타이어의 소음측정방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 공기입 타이어의 소음 모의실험방법으로는, 실제 주행시험을 거치지 아니하고 간접적으로 타이어의 소음발생을 예측 및 분석하는 방법이 일반적이며, 초기에는 단순히 접지면을 하나의 소음원으로 가정하여 사운드웨이브 함수에 적용하는 방법이 시도되었다.

이후, 접지면을 리딩부(Leading Part)와 엣지부(Edge Part)로 구분하고, 이들 리딩부와 엣지부를 각각 별도의 소음원으로 구별한 후, 이들 2개의 소음원을 결합하는 형태로 발전되었다.

최근에는 리딩부와 엣지부 소음원 사이의 위상차를 고려한 개선된 방법이 개발되고 있지만, 현재까지도 접지면 내부의 소음원을 무시하고 있고, 모든 소음원이 서로 다른 소음의 크기를 가진다는 사실이 간과되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 발명된 것으로, 접지면 내부의 모든 접지점을 소음원으로 확대하고, 각 소음원의 위상차와 접지압력을 고려하여 타이어의 소음을 예측 및 분석하므로써, 실제 타이어의 주행소음값에 근접한 실험분석값을 획득할 수 있도록 된 공기입 타이어의 소음 모의실험방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 단위시간별로 타이어의 접지면을 종방향과 횡방향으로 구획하여 접지면 내부의 모든 접지점을 소음원으로 확대한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 소음측정방법을 설명하기 위한 도면으로서, 접지압 분포에 의한 소음크기 가중치와 위치에 따른 위상차가 고려된 상태를 도시한 도면,

도 3a는 본 발명의 적용대상인 타이어의 접지면을 도시한 도면,

도 3b는 도 3a에 도시된 타이어의 접지압 및 위상차를 고려한 실험분석값을 도시한 도면,

도 4a는 도 3a에 도시된 타이어의 실제 주행소음값을 주파수별로 분석한 도면,

도 4b는 4a에 대한 대응도로서, 본 발명에 의한 실험분석값을 주파수별로 분석한 도면이다.

L ; 리딩 엣지부, T ; 트레이닝 엣지부,

C ; 리딩 엣지부와 트레이닝 엣지부 사이의 중간부,

t ; 초기 설정시간에서의 접지면,

t1 ; t부터 단위시간 경과 후의 접지면,

i_k; 횡방향으로의 임의의 구획위치, j_k; 종방향으로의 임의의 구획위치,

L_t; t에서의 리딩 엣지부의 접지점, L_t1; t1에서의 리딩 엣지부의 접지점,

T_t; t에서의 트레이닝 엣지부의 접지점,

T_t1; t1에서의 트레이닝 엣지부의 접지점,

C_t; t에서의 임의의 접지면 중간부의 접지점,

f_t,L; t에서의 리딩 엣지부의 사이드웨이브,

f_t,C; t에서의 중간부의 사이드웨이브,

f_t,T; t에서의 트레일링부의 사이드웨이브,

F_t; 접지면 내부 전체에서의 사이드웨이브 총합

A_ij,B_ij,C_ij; 임의의 점지점에서의 접지압에 의한 가중함수,

φ,γ ; 각 접지점에서의 위상차.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기입 타이어를 회전축에 주행가능하게 고정하고, 타이어가 노면에 소정압으로 가압되도록 일정한 하중을 가한 상태에서, 타이어가 일정한 속도로 노면과 평행한 측정 플레이트를 통과하도록 주행한 후, 측정 플레이트로부터의 측정 데이타를 근거로 하여 타이어의 소음을 예측 및 분석하는 공기입 타이어의 소음 모의실험방법에 있어서,

상기 측정 플레이트의 타이어 전체 접지면을 단위시간별로 구분하고, 단위시간별로 구분된 접지면을 종방향과 횡방향으로 구획하여 접지면 내부의 모든 접지점을 소음원으로 취한 후, 해당 접지점에서의 접지압을 고려한 가중치를 사운드웨이브 함수에 적용한 후 적분해서 단위시간별 접지면의 소음을 연산하여, 소음발생 시간차를 고려한 실험분석값을 산출하는 것을 특징으로 하는 방법으로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 소음 모의실험방법을 공정순으로 설명해 보면, 공기입 타이어를 회전축에 주행가능하게 고정하고, 타이어가 노면에 소정압으로 가압되도록 일정한 하중을 가한 상태에서, 타이어가 일정한 속도로 노면과 평행한 측정 플레이트를 통과하도록 주행시킨다. 여기서 상기 측정 플레이트에는 단위구획 당 1개씩의 압력센서가 구비되어 있어서, 타이어가 측정 플레이트를 통과하면 측정 플레이트의 압력센서로부터 측정값이 제어기로 입력되므로, 제어기에서는 각 압력센서로부터의측정값을 분석하여 단위 시간별 접지면의 형상 및 접지압력 분포를 산출하게 된다.

이와 같이 측정 플레이트상의 타이어 전체 접지면을 단위시간별로 구분한 상태에서, 단위시간별로 구분된 접지면을 도 1에 도시된 바와 같이 종방향(i₁,i₈,i_k,i_n)과 횡방향횡방향(j₁,j₅,j_k,j_m)으로 구획하여 접지면(t,t1) 내부의 모든 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)을 소음원으로 취한다.

이후, 도 2에 도시된 바와 같이, 단위시간별 접지면(t,t1)에서의 해당 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 접지압을 고려한 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 사운드웨이브 함수에 적용하여, 리딩부에서의 사운드웨이브(f_t,L)와, 트레일링부에서의 사운드웨이브(f_t,T) 및, 접지면 내부에서의 사운드웨이브(f_t,C)를 각각 연산한 후, 이들(f_t,L,f_t,T,f_t,C)을 모두 합하면, 해당 단위시간별 접지면의 소음이 산출된다.

이후, 도 2에 도시된 연산과정을 반복하여 단위시간별 접지면(t,t1)의 소음을 개별적으로 모두 산출하면, 단위시간별 소음발생 시간차를 고려한 실험분석값이 산출된다.

한편, 도 3a는 본 발명의 적용대상인 타이어의 접지면을 도시한 도면이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 타이어의 접지압 및 위상차를 고려한 실험분석값을 도시한 도면을 나타내고 있는 바, 도 3b에 도시된 데이타는, 공기입 타이어의 접지면(1)은 도 3a와 같고, 공기입 타이어의 내압은 2.1kgf/cm²이며, 타이어에 가해진 하중은 420kgf인 상태에서, 주행 속도를 20∼120km/h범위내에서 변화시켜서 해당 속도에서의 실험분석값의 시간경과에 따른 변화를 산출한 후, 각 주행 속도에서의 시간경과에 따른 실험분석값의 변화를 평균한 것이다.

또한, 도 4a는 도 3a에 도시된 타이어의 실제 주행소음값을 주파수별로 분석한 도면이고, 도 4b는 4a에 대한 대응도로서, 본 발명에 의한 실험분석값을 주파수별로 분석한 도면인 바, 이를 비교해 보면, 본 발명에 따른 실험분석값이 타이어의 실제 주행소음값과 거의 유사함을 알 수 있다.

한편, 상기 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 간격은 필요에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 10mm 이내로 하는 것이 바람직하다. 실제로 이 범위를 넘어서는 경우에는 예측도가 저하되거나 지나친 예측 시간이 소요된다.

또한, 상기 사운드웨이브 함수에 부여되는 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)는 임의로 선택될 수 있지만, 접지면(1)에 분포되어진 각 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 접지압력을 크기에 따라서 8~15단계로 구분한 후, 단계별로 임의의 서로 다른 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 부여하고, 각 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 사운드웨이브 함수에 해당 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 적용하는 것이 바람직하다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 접지면 내부의 모든 접지점을 소음원으로 확대하고, 접지압을 고려한 가중치를 각 소음원의 사운드웨이브 함수에 적용한 후 적분해서 각 소음원의 정확한 소음발생 기여도를 측정하여, 소음발생 시간차를 고려한 실험분석값을 산출하므로, 실제 주행소음값과 거의 동일한 실험분석값을 얻을 수 있게 된다.

따라서, 공기입 타이어의 소음을 정확히 예측 및 분석할 수 있게 되어 저소음 타이어 개발을 촉진할 수 있는 효과가 기대된다.

Claims

공기입 타이어를 회전축에 주행가능하게 고정하고, 타이어가 노면에 소정압으로 가압되도록 일정한 하중을 가한 상태에서, 타이어가 일정한 속도로 노면과 평행한 측정 플레이트를 통과하도록 주행한 후, 측정 플레이트로부터의 측정 데이타를 근거로 하여 타이어의 소음을 예측 및 분석하는 공기입 타이어의 소음 모의실험방법에 있어서,

상기 측정 플레이트의 타이어 접지면(t ; t1)을 단위시간별로 구분하고, 단위시간별로 구분된 접지면(t ; t1)을 종방향(i₁,i₈,i_k,i_n)과 횡방향(j₁,j₅,j_k,j_m)으로 구획하여 접지면 내부의 모든 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)을 소음원으로 취한 후, 해당 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)에서의 접지압을 고려한 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 사운드웨이브 함수에 적용한 후 적분해서 단위시간별 접지면의 소음을 연산하여, 소음발생 시간차를 고려한 실험분석값을 산출하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 소음측정방법.
제 1항에 있어서, 상기 접지면의 소음원인 각 접지점(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 간격이 10mm 이내인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 소음측정방법.
제 1항에 있어서, 상기 접지면에 분포되어진 각 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 접지압력을 크기에 따라서 8~15단계로 구분한 후, 단계별로 임의의 서로 다른 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 부여하고, 각 소음원(L_t,T_t,C_t; L_t1,T_t1)의 사운드웨이브 함수에 해당 가중치(A_ij,B_ij,C_ij)를 적용하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 소음측정방법.