KR100398287B1 - 자동차의 유체형 엔진마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에 엔진을 탑재할 때에 이를 차체에 지지하는 유체형 엔진마운트에 관한 것으로서 특히, 유체의 흐름을 통하여 엔진의 진동을 감쇠 시킴에 있어서, 소음(진동)의 저주파 영역( ~ 100 Hz)에서뿐만 아니라 100 Hz 이상의 고주파 영역에서도 효과적으로 진동을 저감시키도록 하는 것으로서, 엔진의 하부와 결합되는 상부볼트(11)가 형성된 상부캡(10)과; 상기 상부캡(10) 위에 설치되는 엔진스토퍼(20)와; 상기 상부캡(10)의 주변부에 설치되며 내측에 유체부(A)를 이루는 공간을 가지는 고무로 이루어지는 몸체부(30)와; 상기 몸체부(30)를 지지하며 차체에 결합되는 하부볼트(41)가 설치되는 지지부(40)와; 상기 하부볼트(41)의 상측 유체부(A) 중앙부에 설치되는 디커플러(51)와, 상기 디커플러(51)의 주변부에 설치되는 오리피스(52)와, 상기 오리피스(52)의 하측에 설치되는 유체막(53)으로 이루어지는 제1감쇠부(50)와; 상기 상부캡(10)의 하측의 유체부(A)에 고정 설치되며 원주를 따라 오리피스홀(61)이 형성된 제2감쇠부(60)와; 상기 제2감쇠부(60)의 상측에 회전 가능하게 설치되어, 상기 오리피스홀(61)을 통해 들어오는 유체에 의하여 회전되는 회전부(70)로 구성되어, 엔진 회전수 2500 rpm 이상의 영역에서도 진동 및 그에 의한 소음을 우수하게 감소시킬 수 있고, 따라서 부밍 노이즈가 발생하지 않도록 하는 것이다.

Description

자동차의 유체형 엔진마운트 {Hydraulic engine mount for automobiles}

본 발명은 자동차에 엔진을 탑재할 때에 이를 차체에 지지하는 유체형 엔진마운트에 관한 것으로서 특히, 유체의 흐름을 통하여 엔진의 진동을 감쇠 시킴에 있어서, 소음(진동)의 저주파 영역( ~ 100 Hz)에서뿐만 아니라 100 Hz 이상의 고주파 영역에서도 효과적으로 진동을 저감시키도록 함으로써, 2500 rpm 이상의 영역에서도 진동 및 그에 의한 소음을 우수하게 감소시킬 수 있고, 따라서 부밍 노이즈가 발생하지 않도록 하는 자동차의 유체형 엔진마운트에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 내부의 피스톤과 컨넥팅로드의 상하운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화와, 실린더 축방향으로 생기는 왕복운동부분에서 발생되는 관성력, 커넥팅로드가 크랭크축의 좌우로 흔들림에 따라 발생되는 관성력 및, 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화 등에 의하여, 동작 중 진동과 소음이 유발된다.

이에 따라 엔진은 동작 중 차체로 전달되는 진동을 최소화하거나, 엔진의 움직임을 제어하여 내구성을 향상시키기 위해 엔진에 다수개(통상 3내지 4곳)의 지점으로 적절한 스프링강성을 지닌 고무로 제작된 엔진마운트로 지칭되는 부품을 매개로 엔진룸 내에 탑재하고 있다.

그러나, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 사용되는 단일의 고무재료로 이루어진 엔진마운트는 엔진의 동작 중 차체로 전달되는 고주파 미소진동으로부터 차량의 진동소음을 최소화시키기 위한 것으로서, 저주파 대변위의 진동에서 엔진의 진동을 제어하여 내구성을 향상시키기 위한 높은 강성 및 높은 감쇠력을 발휘하도록 하는 요구조건을 모두 충분히 만족시킬 수 없었다.

따라서, 엔진의 작동에 따라 엔진마운트에 입력되는 고주파 미진폭의 진동이나, 저주파 대변위시의 진동 등의 광범위한 영역에 걸친 진동을 각기 적절하게 감쇠 시킬 수 있는 유체형 엔진마운트(Hydraulic Engine Mount)가 제안되었는데, 이와 같은 종래의 유체형 엔진마운트는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진의 하부와 결합되는 상부볼트(1')가 설치된 엔진스토퍼(1)와, 그 하측에 설치되는 상부캡(2)과, 상기 상부캡(2)의 하측에 설치되며 내측에 유체부(4)를 이루는 공간을 가지는 고무로 이루어지는 몸체부(3)와, 상기 몸체부(3)를 지지하며 차체에 결합되는 하부볼트(5')가 설치되는 지지부(5)로 이루어지고, 상기 유체부(4)에는 중앙측에 디커플러(4a)가 구성되고 그 주위에 오리피스(4b)가 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 유체형 엔진마운트의 작용은 다음과 같다.

먼저, 엔진 시동 및 종료시에는 진동 영역이 +/- 1.0 mm 인 상하 움직임이 발생하며, 이 경우 상기 유체부(4)를 채우는 유체는 상기 디커플러(4a)를 통하지 않고 오리피스(4b)를 통하여 진동을 감쇠 시킨다.

반면, 정속주행시(1000 ~ 2500 rpm 영역)에는 진동 영역이 +/- 0.5 ~ +/- 1 mm 인 진동이 발생하며, 이때는 유체가 오리피스(4b)를 통하지 않고 디커플러(4a)를 통하여 엔진의 진동을 감쇠 시킨다.

상기한 바와 같이, 종래의 유체형 엔진마운트는 종래의 일반적인 방진 고무형 엔진마운트보다는 진동 감쇠효율이 우수하나, 엔진 회전수 2500 ~ 6000 rpm 의 영역(100 ~ 350 Hz)에서는 동특성이 상승하여 진동의 감쇠 효과가 나타나지 않게 되는 문제점이 있다. 즉, 이 영역에서는 유체의 흐름이 정지 상태로 진동하여 유체의 저항에너지로의 변환이 이루어지지 않으며, 따라서 이 영역에서는 차량의 엔진 부밍 노이즈(Booming noise)가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 유체의 흐름을 통하여 엔진의 진동을 감쇠 시킴에 있어서, 소음(진동)의 저주파 영역( ~ 100 Hz)에서뿐만 아니라 100 Hz 이상의 고주파 영역에서도 효과적으로 진동을 저감시키도록 함으로써, 3500 rpm 이상의 영역에서도 진동 및 그에 의한 소음을 감소시킬 수 있고, 따라서 부밍 노이즈가 발생하지 않도록 하는 자동차의 유체형 엔진마운트를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 엔진의 하부와 결합되는 상부볼트가 형성된 상부캡과; 상기 상부캡 위에 설치되는 엔진스토퍼와; 상기 상부캡의 주변부에 설치되며 내측에 유체부를 이루는 공간을 가지는 고무로 이루어지는 몸체부와; 상기 몸체부를 지지하며 차체에 결합되는 하부볼트가 설치되는 지지부와; 상기 하부볼트의 상측 유체부 중앙측에 설치되는 디커플러와, 상기 디커플러의 주변부에 설치되는 오리피스와, 상기 오리피스의 하측에 설치되는 유체막으로 이루어지는 제1감쇠부와; 상기상부캡의 하측의 유체부에 고정 설치되며 원주를 따라 오리피스홀이 형성된 제2감쇠부와; 상기 제2감쇠부의 상측에 회전가능하게 설치되어, 상기 오리피스홀을 통해 들어오는 유체에 의하여 회전되는 회전부로 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 사시도,

도 2는 종래의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트의 동특성을 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 상부캡 20 : 엔진스토퍼

30 : 몸체부 40 : 지지부

50 : 제1감쇠부 51 : 디커플러

52 : 오리피스 53 : 유체막

60 : 제2감쇠부 70 : 회전부

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트를 나타내는 단면도로서, 본 발명은 엔진의 하부와 결합되는 상부볼트(11)가 형성된 상부캡(10)과; 상기 상부캡(10) 위에 설치되는 엔진스토퍼(20)와; 상기 상부캡(10)의 주변부에 설치되며 내측에 유체부(A)를 이루는 공간을 가지는 고무로 이루어지는 몸체부(30)와; 상기 몸체부(30)를 지지하며 차체에 결합되는 하부볼트(41)가 설치되는 지지부(40)와; 상기 하부볼트(41)의 상측 유체부(A) 중앙부에 설치되는 디커플러(51)와, 상기 디커플러(51)의 주변부에 설치되는 오리피스(52)와, 상기 오리피스(52)의 하측에 설치되는 유체막(53)으로 이루어지는 제1감쇠부(50)와; 상기 상부캡(10)의 하측의 유체부(A)에 고정 설치되며 원주를 따라 오리피스홀(61)이 형성된 제2감쇠부(60)와; 상기 제2감쇠부(60)의 상측에 회전 가능하게 설치되어, 상기 오리피스홀(61)을 통해 들어오는 유체에 의하여 회전되는 회전부(70)로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

상기 제2감쇠부(60)는 콘형으로 형성되며, 상기 상부캡(10)에 볼트(62)로 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 자동차의 유체형 엔진마운트의 동특성을 나타내는 그래프로서, 상기 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 엔진의 회전수 대략 2500 rpm 이하 150 Hz 정도의 진동이 발생하는 경우에는 제1감쇠부(50)에 의하여 그 진동을 완충하게 되며, 이는 종래의 유체형 엔진마운트의 작용과 다르지 않다.

즉, 엔진 시동 및 종료시에는 진동 영역이 +/- 1.0 mm 인 상하 움직임이 발생하며, 이 경우 상기 유체부(A)를 채우는 유체는 디커플러(51)를 통하지 않고 오리피스(52)를 통하여 진동을 감쇠 시킨다.

반면, 정속주행시(1000 ~ 2500 rpm 영역)에는 진동 영역이 +/- 0.5 ~ +/- 1 mm 인 진동이 발생하며, 이때는 유체가 오리피스(52)를 통하지 않고 디커플러(51)를 통하여 엔진의 진동을 감쇠 시키는 것이다.

그러나 고주파 미소 진동영역(2500 ~ 5000 rpm, +/- 0.05 mm)에서는 그 작용이 다르다.

즉, 이때는 엔진 진동이 몸체부(30)를 타고 들어와 유체의 흐름이 미소하게 상기 유체부(A) 내부에서 움직이게 된다. 이때 유체는 제2감쇠부(60)의 오리피스홀(61)을 지나면서 진동이 1차 감쇠되고, 이 유체는 그 유속이 빨라지게 되어 회전부(70)의 고무를 강타하게 되어 이 회전부(70)가 회전하게 된다.

즉, 엔진의 고주파 미소진동은 상기 제2감쇠부(60)를 통하여 유체의 흐름을바꾸고, 이후 상기 회전부(70)의 회전을 통한 운동에너지로 변환함으로써 진동이 감쇠되는 것이다.

상기한 바와 같이, 상기 제2감쇠부(60)와 회전부(70)는 상기 상부캡(10)의 하부에 볼트(62)로 고정되게 되는데, 상기 제2감쇠부(60)는 움직이지 않게 고정되고, 상기 회전부(70)는 유동 가능하게 장착되어 유체의 흐름을 받으면 회전되도록 되어있다.

또한 상기 회전부(70)는 상기 제2감쇠부(60)의 오리피스홀(61)에서 나오는 유체에 의하여 원활하게 회전할 수 있도록 주위에 고무로 몰딩이 되어있다.

상기와 같은 효과는 도 5에 도시된 바와 같으며, 본 발명의 특성(실선)은 150 Hz 이상의 영역에서 종래의 일반적인 유체형 엔진마운트의 특성(점선)보다 그 동특성이 감소함을 알 수 있으며, 즉, 150 Hz 이상의 영역에서도 효율적으로 엔진의 진동을 감쇠할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 엔진 회전수 2500 rpm 이상의 영역에서도 진동 및 그에 의한 소음을 우수하게 감소시킬 수 있고, 따라서 부밍 노이즈가 발생하지 않도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 엔진의 하부와 결합되는 상부볼트가 형성된 상부캡과;

   상기 상부캡 위에 설치되는 엔진스토퍼와;

   상기 상부캡의 주변부에 설치되며 내측에 유체부를 이루는 공간을 가지는 고무로 이루어지는 몸체부와;

   상기 몸체부를 지지하며 차체에 결합되는 하부볼트가 설치되는 지지부와;

   상기 하부볼트의 상측 유체부 중앙부에 설치되는 디커플러와, 상기 디커플러의 주변부에 설치되는 오리피스와, 상기 오리피스의 하측에 설치되는 유체막으로 이루어지는 제1감쇠부와;

   상기 상부캡의 하측의 유체부에 고정 설치되며 원주를 따라 오리피스홀이 형성된 제2감쇠부와;

   상기 제2감쇠부의 상측에 회전가능하게 설치되어, 상기 오리피스홀을 통해 들어오는 유체에 의하여 회전되는 회전부로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유체형 엔진마운트
2. 제 1항에 있어서, 상기 제2감쇠부는 콘형으로 형성되며, 상기 상부캡에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 유체형 엔진마운트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제2감쇠부의 주변부에는 고무로 몰딩이 되어있어,

   상기 제2감쇠부의 오리피스홀에서 나오는 유체에 의하여 원활하게 회전할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 유체형 엔진마운트.