KR100448058B1

KR100448058B1 - Automobile Sub-frame

Info

Publication number: KR100448058B1
Application number: KR10-2001-0070787A
Authority: KR
Inventors: 강학의
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2004-09-10
Also published as: KR20030039749A

Abstract

본 발명은 자동차용 서브프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 및 파워트레인으로부터 발생되는 진동을 서브프레임이 효과적으로 흡수하여 차체로 그 진동이 전달되는 것을 방지함으로써 차실 내의 부밍 소음이 감소되도록 한 자동차용 서브프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle subframe, and more particularly, to a vehicle in which the booming noise in the cabin is reduced by effectively absorbing the vibration generated from the engine and the power train to prevent the vibration from being transmitted to the vehicle body. It relates to a subframe.

본 발명은, 엔진 및 파워트레인이 장착되어 그 엔진 및 파워트레인으로부터 발생된 진동이 차체에 그대로 전달되는 것을 방지하기 위한 자동차용 서브프레임에 있어서, 상기 서브프레임은 한쪽 방향이 개방된 "ㄷ"자 형상으로 이루어지고, 그 서브프레임의 개방부 양단에는 충격흡수부재를 매개로 다이나믹 댐퍼가 설치되어 상기 서브프레임의 일측과 상기 다이나믹 댐퍼의 일측에 엔진 및 파워트레인이 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임이다.The present invention provides a vehicle subframe for mounting an engine and a power train to prevent the vibration generated from the engine and the power train from being transmitted to the vehicle body as it is, wherein the subframe has a "c" character in which one direction is open. And a dynamic damper is installed at both ends of the opening of the subframe through a shock absorbing member so that an engine and a power train are supported on one side of the subframe and one side of the dynamic damper. Frame.

Description

Automotive subframes {Automobile Sub-frame}

서브프레임은 도 1에 도시된 바와 같이 차체전방의 저면에 설치되는 "ㅁ"자형 구조물로서, 일반적으로 엔진룸에 탑재되는 엔진이나 파워트레인(power train)과 같은 동력전달계통의 부품 및 서스펜션 등을 지지하기 위하여 설치되며, 차체의 프론트 사이드 멤버에 상기 서브프레임(10)이 체결되도록 하는 마운팅부에는 볼트 및 너트가 많이 사용된다.As shown in FIG. 1, the subframe is a “ㅁ” shaped structure installed at the bottom of the front of the vehicle body. The subframe generally includes components and suspensions of a power transmission system such as an engine or a power train mounted in an engine room. Installed to support, bolts and nuts are used a lot in the mounting portion for fastening the subframe 10 to the front side member of the vehicle body.

도 2는 종래의 자동차용 서브프레임에 엔진이 마운팅되어 있는 상태를 나타낸 평면도인데, 여기에 나타난 바와 같이 종래의 서브프레임(10)은 "ㅁ"자 형의 구조물로서 여기에는 차체의 프론트 사이드 멤버(미도시)에 체결되기 위한 다수개의 체결공(10a)이 형성되어서 통상 볼트를 통해 차체에 고정되게 설치된다.FIG. 2 is a plan view showing a state in which an engine is mounted on a conventional automobile subframe, and as shown here, the conventional subframe 10 is a “ㅁ” shaped structure, and includes a front side member ( A plurality of fastening holes 10a are formed to be fastened to the vehicle (not shown) and are usually fixed to the vehicle body through bolts.

특히 상기의 서브프레임(10) 상부에는 엔진(1) 및 파워트레인(2)이 설치되는데 그 엔진(1) 및 파워트레인(2)은 서브프레임(10)의 전, 후방에 그 진동을 흡수할 수 있도록 2점 마운팅되고 엔진(1) 및 파워트레인(2)의 측방 2곳(1a,2a)은 바디에 마운팅된다.In particular, the engine 1 and the power train 2 are installed above the subframe 10, and the engine 1 and the power train 2 can absorb the vibrations before and after the subframe 10. Two-point mounting and two sides 1a, 2a of the engine 1 and powertrain 2 are mounted to the body.

또한, 엔진(1) 및 파워트레인(2)에서 발생된 진동은 서브프레임(10)과 마운팅된 엔진 마운팅부쉬(11)에서 1차적으로 흡수는 되나 그 잔여 진동에너지가 서브프레임(10)을 가진하게 된다. 서브프레임(10)은 이러한 가진력에 의하여 도 3과 같은 형태의 고유 진동을 하게 된다.In addition, the vibration generated in the engine 1 and the powertrain 2 is primarily absorbed by the subframe 10 and the mounted engine mounting bush 11, but the residual vibration energy has the subframe 10. Done. The subframe 10 is subjected to the natural vibration of the form as shown in Figure 3 by this excitation force.

도 3에서와 같이 서브프레임(10)은 진동수의 변화에 따라 서로 다른 형태의 진동 모드를 갖게 되는데, 그 각각의 형태는 서브프레임(10)의 구조물 자체가 상하로 진동하는 바운싱 모드(bouncing mode, A mode), 서브프레임의 길이방향인 x축을 중심으로 회전 진동하는 롤링 모드(rolling mode, B mode), 서브프레임의 y축을 중심으로 회전 진동하는 피칭 모드(pitching mode, C mode) 및 서브프레임의 구조물 자체가 굽힘 및 비틀림 진동하는 토션 모드(torsion mode, D mode)로 구분된다.As shown in FIG. 3, the subframe 10 has different vibration modes according to the change in the frequency, each of which has a bouncing mode in which the structure of the subframe 10 vibrates up and down, A mode), a rolling mode (B mode) that rotates and oscillates about the x-axis, which is the longitudinal direction of the subframe, a pitching mode (C mode) that rotates and oscillates about the y-axis, and the subframe The structure itself is divided into a torsion mode (D mode) in which bending and torsional vibrations occur.

이상과 같은 4가지의 진동 형태를 갖는 서브프레임은 서브프레임 자체의 고유 진동수에 의하여 진동이 증폭되며, 그 증폭된 진동이 차체로 전달되어 차체를 진동시키게 된다.The subframe having the four vibration types as described above is amplified by the natural frequency of the subframe itself, the amplified vibration is transmitted to the vehicle body to vibrate the vehicle body.

이때, 서브프레임 진동수가 차실 내의 공동(cavity) 음압(音壓) 주파수와 동일한 진동수로 진동될 경우에 차실의 음압주파수의 진폭이 매우 커지는 공진(共振) 현상이 발생되는데, 이 공진 현상은 특히 서브프레임의 바운싱 모드와 피칭 모드에 의해 많이 발생하며 이에 의해 차실 내의 부밍 노이즈(booming noise)가 매우 커지게 되는 문제점이 있다.At this time, when the subframe frequency is vibrated at the same frequency as the cavity sound pressure frequency in the vehicle compartment, a resonance phenomenon occurs in which the amplitude of the sound pressure frequency of the vehicle vehicle becomes very large. This is caused by the bouncing mode and the pitching mode of the frame, which causes a problem in that the booming noise in the vehicle is very large.

여기서 부밍 노이즈란 차실 내에서 발생되는 "웅웅" 거리는 음파로서, 탑승자가 이 부밍 노이즈에 장시간 노출되면 귀가 멍해지고 매우 피로해지게 된다.The bouncing noise here is the “loud” distance generated in the cabin, and when the passenger is exposed to this bouncing noise for a long time, the ears are blunt and very tired.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 엔진 및 파워트레인에 의하여 진동되는 서브프레임의 고유 진동모드인 바운싱 모드와 피칭 모드를 억제시킴으로써 차실 내의 부밍 노이즈를 저감시키기 위한 자동차용 서브프레임을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to reduce bouncing noise in a vehicle by suppressing bouncing and pitching modes, which are natural vibration modes of subframes vibrated by an engine and a power train. The present invention provides a subframe for an automobile.

도 1은 서브프레임이 장착된 상태를 보인 일반적인 자동차의 사시도,1 is a perspective view of a typical vehicle in which a subframe is mounted;

도 2는 종래의 자동차용 서브프레임에 엔진이 마운팅되어 있는 상태를 나타낸 평면도,2 is a plan view showing a state in which the engine is mounted on a conventional vehicle subframe,

도 3은 서브프레임의 진동모드를 나타낸 참고도,3 is a reference diagram illustrating a vibration mode of a subframe;

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 서브프레임의 분해 사시도,4 is an exploded perspective view of a vehicle subframe according to the present invention;

도 5는 종래 서브프레임과 본 발명의 서브프레임간의 실내 소음 시험결과를 나타낸 도표.5 is a table showing the results of the room noise test between the conventional subframe and the subframe of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

1 : 엔진 2 : 파워트레인1: engine 2: powertrain

10 : 종래 서브프레임 20 : 본 발명의 서브프레임10: conventional subframe 20: subframe of the present invention

21 : 플랜지 22 : 엔진 마운팅부쉬21 Flange 22 Engine mounting bush

30 : 다이나믹 댐퍼 31 : 진동흡수부재30: dynamic damper 31: vibration absorbing member

32 : 엔진 마운팅부쉬 b : 볼트32: engine mounting bush b: bolt

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진 및 파워트레인이 장착되어 그 엔진 및 파워트레인으로부터 발생된 진동이 차체에 그대로 전달되는 것을 방지하기 위한 자동차용 서브프레임에 있어서, 상기 서브프레임은 한쪽 방향이 개방된 "ㄷ"자 형상으로 이루어지고, 그 서브프레임의 개방부 양단에는 충격흡수부재를 매개로 다이나믹 댐퍼가 설치되어 상기 서브프레임의 일측과 상기 다이나믹 댐퍼의 일측에 엔진 및 파워트레인이 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차용 서브프레임이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle subframe in which an engine and a power train are mounted so that vibration generated from the engine and the power train is transmitted to the vehicle body as it is, wherein the subframe is in one direction. The open "c" shape is formed, and both ends of the opening of the subframe are provided with a dynamic damper via a shock absorbing member so that an engine and a power train are supported on one side of the subframe and one side of the dynamic damper. It is a vehicle subframe characterized in that.

이하, 본 발명의 특징적인 기술 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 서브프레임의 분해 사시도이고, 도 5는 종래 서브프레임과 본 발명의 서브프레임간의 실내 소음 시험결과를 나타낸 도표이다.4 is an exploded perspective view of a vehicle subframe according to the present invention, Figure 5 is a diagram showing the results of the room noise test between the conventional subframe and the subframe of the present invention.

도 4를 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명에 따른 서브프레임(20)은 한쪽 방향이 개방된 "ㄷ"자 형상의 강체(剛體)로서, 그 개방된 부위 중에서 서로 마주보는 위치의 양단에는 체결공(21a)이 형성된 플랜지(21)가 각각 형성된다. 그리고 상기 서브프레임(20)이 차체에 고정 설치될 수 있도록 서브프레임(20)에는 다수개의 체결공(20a)이 형성된다.Referring to FIG. 4, the subframe 20 according to the present invention is a “c” shaped rigid body in which one direction is opened, and is disposed at both ends of the open portions facing each other. Flange 21 in which fastening hole 21a is formed is formed, respectively. In addition, a plurality of fastening holes 20a are formed in the subframe 20 so that the subframe 20 can be fixed to the vehicle body.

한편, 상기 서브프레임(20)의 개방부 양단에는 진동흡수부재(31)를 매개로일자형의 다이나믹 댐퍼(30)가 설치된다.On the other hand, both ends of the opening of the sub-frame 20 is provided with a linear dynamic damper 30 through the vibration absorbing member 31.

즉, 상기 다이나믹 댐퍼(30)의 양단에는 엔진 및 파워트레인의 진동을 흡수할 수 있는 진동흡수부재(31)가 설치되어서 상기 서브프레임(20)의 플랜지 체결공(21a)에 상기 진동흡수부재(31)가 볼트(b)를 통해 체결된다.That is, the vibration absorbing member 31 is installed at both ends of the dynamic damper 30 to absorb vibrations of the engine and the power train, so that the vibration absorbing member (21) of the flange fastening hole (21a) of the subframe (20). 31 is fastened through the bolt b.

여기서, 상기 진동흡수부재(31)는 그 내부에 원통형상의 파이프부재(31a)가 내재된 러버부쉬(rubber bush)로 되어 있어서 다이나믹 댐퍼(30)로 전달되는 충격은 이 러버부쉬(31)에서 제진되도록 되어 있다.Here, the vibration absorbing member 31 is a rubber bush having a cylindrical pipe member 31a embedded therein, so that the shock transmitted to the dynamic damper 30 is damped by the rubber bush 31. It is supposed to be.

또한, 상기 서브프레임(20)에 진동흡수부재(31)를 매개로 설치된 다이나믹 댐퍼(30)는 차체의 전방 쪽 또는 후방 쪽으로 위치되게 하는 것이 바람직한데 본 발명의 실시예에서는 상기 다이나믹 댐퍼(30)가 차체의 전방 쪽으로 위치되도록 하여 차체의 프론트 사이드 멤버(미도시)와 연결되도록 하였다. 그 이유는 다이나믹 댐퍼(30)가 차체의 전방 혹은 후방 쪽으로 위치되어야 서브프레임(20)의 바운싱 진동 및 피칭 진동을 효과적으로 흡수할 수 있기 때문이다.In addition, the dynamic damper 30 installed on the subframe 20 via the vibration absorbing member 31 is preferably positioned at the front side or the rear side of the vehicle body. In the exemplary embodiment of the present invention, the dynamic damper 30 is provided. Is positioned toward the front of the vehicle body so that it is connected to the front side member (not shown) of the vehicle body. This is because the dynamic damper 30 must be positioned toward the front or rear of the vehicle body to effectively absorb the bounce vibration and the pitching vibration of the subframe 20.

그리고, 상기 다이나믹 댐퍼(30)의 상부 일측 및 그 다이나믹 댐퍼(30)와 평행을 이루는 위치의 서브프레임(20) 일측에는 엔진 및 파워트레인을 지지하기 위한 엔진 마운팅부쉬(22,32)가 마련되어 이 엔진 마운팅부쉬(22,32)에 의하여 엔진 등이 설치됨으로써 엔진 등의 진동이 1차적으로 흡수되게 된다.In addition, engine mounting bushes 22 and 32 for supporting the engine and the power train are provided at one side of the upper side of the dynamic damper 30 and one side of the subframe 20 at a position parallel to the dynamic damper 30. When the engine or the like is installed by the engine mounting bushes 22 and 32, vibration of the engine or the like is primarily absorbed.

이상의 구성을 갖는 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention having the above configuration is as follows.

엔진 마운팅부쉬(22,32)를 통해 엔진 및 파워트레인이 다이나믹 댐퍼(30)의 상부 일측과 그에 대응되는 "ㄷ"자 형의 서브프레임(20)의 상부 일측에 각각 이점지지된다. 물론 상기 서브프레임(20)은 차체에 고정설치되어 있는 상태이다.Through the engine mounting bushes 22 and 32, the engine and the power train are advantageously supported on the upper one side of the dynamic damper 30 and the upper one side of the corresponding “c” shaped subframe 20, respectively. Of course, the subframe 20 is fixed to the vehicle body.

여기서, 상기 엔진 마운팅부쉬(22,32)를 통해 엔진 등에서의 진동이 1차적으로 감쇄되고 그 잔여 진동에너지가 서브프레임(20)을 비롯한 다이나믹 댐퍼(30)를 가진시키게 된다.Here, vibrations in the engine are primarily attenuated by the engine mounting bushes 22 and 32, and the residual vibration energy is excited by the dynamic damper 30 including the subframe 20.

그러나, 상기 서브프레임(20)에 다이나믹 댐퍼(30)가 진동흡수부재(31)를 매개로 제진 가능하도록 설치되어 있고 또 엔진 등으로부터의 진동 진입 경로가 서브프레임(20)과 다이나믹 댐퍼(30)로 각각 입력되므로 상기의 잔여 진동에너지는 이 진동흡수부재(31)에서 대거 흡수된다.However, the dynamic damper 30 is installed in the subframe 20 so that the vibration damping member 31 can be damped, and the vibration entry path from the engine or the like is provided in the subframe 20 and the dynamic damper 30. Since the remaining vibration energy is respectively absorbed by the vibration absorbing member 31.

즉, 종래기술에서 설명한 바와 같이 실내 부밍 소음을 발생시키는 근원이 되는 바운싱 모드와 피칭 모드가 상기의 진동흡수부재(31)에서 대거 흡수되는 것이다.That is, as described in the prior art, the bounce mode and the pitching mode, which are the sources of generating the indoor bouncing noise, are absorbed by the vibration absorbing member 31.

따라서, 진동흡수부재(31)를 갖는 다이나믹 댐퍼(30)가 서브프레임(20)에 설치됨으로서 서브프레임(20) 자체의 고유 진동수가 제어되고, 결국 큰 진폭을 갖는 진동이 차체로 전달되는 것이 차단된다.Therefore, since the dynamic damper 30 having the vibration absorbing member 31 is installed in the subframe 20, the natural frequency of the subframe 20 itself is controlled, and eventually, the vibration having a large amplitude is prevented from being transmitted to the vehicle body. do.

이것은 차실 내의 고유 음압주파수가 서브프레임(20)의 진동수에 의하여 공진되어 소음의 진폭이 커지는 것을 방지하는 효과를 가져온다.This has the effect of preventing the natural sound pressure frequency in the vehicle room from resonating with the frequency of the subframe 20 to increase the amplitude of the noise.

실제로 이는 도 5에 도시된 바와 같이 일반적인 엔진 사용영역대인 1500~2100 rpm에서 본 발명에 따른 서브프레임을 적용하면 종래의 서브프레임을 적용하였을 때보다 실내 소음이 5~10 db 저감되는 결과를 가져온다.In fact, as shown in FIG. 5, when the subframe according to the present invention is applied at 1500 to 2100 rpm, which is a general engine use zone, indoor noise is reduced by 5 to 10 db than when the conventional subframe is applied.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 서브프레임에 의하면, 서브프레임을 "ㄷ"자 형상으로 형성시키고 여기에 진동흡수가 되는 다이나믹 댐퍼를 설치하여 서브프레임의 고유 진동의 일 형태인 바운싱 및 피칭 진동을 주로 제어함으로써 차실 내의 음압주파수가 공진되는 것이 방지되어서 자동차의 실내 소음이 크게 감소되는 현저한 효과가 있다.As described above, according to the automotive subframe according to the present invention, the subframe is formed into a "c" shape and a dynamic damper for absorbing vibrations is installed therein, which is one type of natural vibration of the subframe. By mainly controlling the noise, the sound pressure frequency in the vehicle is prevented from resonating, thereby significantly reducing the interior noise of the vehicle.

Claims

In a vehicle subframe for mounting the engine and the power train to prevent the vibration generated from the engine and power train to be transmitted directly to the vehicle body,

The subframe 20 is formed in a "c" shape with one direction open, and a dynamic damper 30 is installed at both ends of the opening of the subframe 20 via a vibration absorbing member 31. An engine and a power train are supported on one side of the subframe and one side of the dynamic damper.

The vehicle subframe according to claim 1, wherein the dynamic damper (30) is disposed toward the front or the rear of the vehicle body so as to absorb the bouncing vibration and the pitching vibration of the subframe.

The method of claim 1, wherein the flanges 21 having fastening holes 21a are formed at both ends of the open portions of the subframe 20 facing each other, and the vibrations are fastened to the fastening holes 21a of the flanges. Sub-frame for automobile, characterized in that the absorbing member 31 is installed through the bolt (b).