KR100507230B1 - 차량의 엔진 마운트 - Google Patents

차량의 엔진 마운트 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 차량의 엔진 마운트는, 케이스의 상측에 결합된 주고무부(32)와, 상기 주고무부에 고정된 마운팅 블록(34)과, 상기 마운팅 블록의 상단에 부착된 피에조(36)와, 상기 마운팅 블록에 연결되어 상기 케이스의 내부에 설치된 영구자석(38)과, 상기 영구자석을 감싸고 있는 환형코일(40)과, 상기 환형코일에 전기적으로 연결되어 저항과 커패시터 및 인덕터로 구성되는 전자회로부(48)와, 상기 전자 회로부에 입력단이 전기적으로 연결되는 한편 상기 피에조에 출력단이 전기적으로 연결된 전압증폭기(50)로 이루어지므로, 공진 주파수를 원하는 값으로 쉽게 설정하여 조절함으로써 마운팅 블록의 진동을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

Description

차량의 엔진 마운트{engine mount of vehicle}
본 발명은 차량의 엔진 마운트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공진 주파수를 임의로 설정할 수 있는 차량의 엔진 마운트에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진은 내부의 피스톤과 커넥팅로드의 상하 운동에 의한 중심위치의 주기적인 변화와, 실린더 축방향으로 생기는 왕복운동부분에서 발생되는 관성력, 커넥팅로드가 크랭크축으로 좌우로 흔들림에 따라 발생되는 관성력 및, 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적인 변화에 따른 것 등에 의해 동작 중 진동과 소음이 유발된다.
이에 따라 엔진은, 동작 중 차체로 전달되는 진동을 최소화하거나, 엔진의 움직임을 제어하여 내구성을 향상시키기 위해 엔진의 하부에 다수개 (통상 3내지 4곳)의 지점으로 적절한 스프링 강성을 지닌 고무로 제작된 엔진 마운트로 지칭되는 부품을 매개로 엔진 룸내에 탑재되고 있다.
그런데, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 사용되는 단일의 고무재료로 이루어진 엔진 마운트는, 엔진의 동작중 차체로 전달되는 고주파 미소진동으로부터 차량의 진동소음을 최소화시키기 위해 진동절연특성을 발휘하도록 낮은 강성 및 낮은 감쇠력을 발휘하는 특성이나, 이와는 반대로 저주파 대변위의 진동에서 엔진쇼크를 억제시켜 엔진의 진동을 제어하여 내구성을 향상시키기 위한 높은 강성 및 높은 감쇠력을 발휘하는 특성의 상반되는 요구조건을 모두 충분히 만족시킬 수 없었다.
따라서, 엔진의 작동에 따라 엔진 마운트에 입력되는 고주파 미진폭의 진동이나, 저주파 대변위시의 진동등의 광범위한 영역에 걸친 진동을 각기 적절하게 감쇠시킬 수 있는 유체봉입식 엔진 마운트(Hydraulic Engine Mount)가 제안되었다.
종래 유체봉입식 엔진 마운트는 도1에 도시한 바와 같이, 주고무부(2)와 벨로우즈(4)에 의해 감싸진 액실이 가동판(6)과 환형통로를 포함하는 판(8)에 의해 상부액실(10)과 하부액실(12)로 나누어지고, 상기 주고무부(2)에는 마운팅 로드(14)가 결합된 마운팅 블록(16)이 고정되고, 상기 가동판(6)에는 자유이동간극을 두고서 끼워져 상하로 소정변위에 걸쳐 떨림이동가능한 디커플러(18)가 설치되고, 상기 벨로우즈(4)는 케이스(20)내에 설치된 구조이다.
이와 같이 구성된 종래 유체봉입식 엔진 마운트에서 엔진으로부터 진동이 전달되면 주고무부(2)가 변형되면서 상부액실(10)의 체적이 변하게 되며, 변한 체적에 해당하는 만큼의 유체가 상부액실(10)에서 하부액실(12)로 이동하게 되는데, 이때 환형통로를 따라 흐르거나 가동판의 자유 간극 사이를 흐르게 된다. 만약, 주고무부(2)의 변형 체적에 해당하는 유체의 양이 가동판(6)의 자유간극 이동량보다 크면, 즉 저주파 대변위 진동이 엔진으로부터 전달되면, 유체가 가동판 사이의 간극을 통과하지 못하고 환형 통로를 따라 흐르게 되고, 이때 특정한 주파수에서 환형 통로내의 유체가 공진을 일으켜 큰 감쇠력이 엔진에 전달된다.
그런데, 종래 유체봉입식 엔진 마운트는 그 구조가 매우 복잡하여 해석이 어렵고 따라서 원하는 성능을 만족시키도록 설계하는 것이 매우 힘든 작업이다. 특히 마운트에서 최대 감쇠력이 발생하는 공진 주파수를 설계자가 원하는 주파수가 되도록 설계하는 것이 매우 힘들다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 공진 주파수를 원하는 값으로 쉽게 설정할 수 있는 차량의 엔진 마운트를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 엔진 마운트는, 케이스의 상측에 결합된 주고무부와, 상기 주고무부에 고정된 마운팅 블록과, 상기 마운팅 블록의 상단에 부착된 피에조와, 상기 마운팅 블록에 연결되어 상기 케이스의 내부에 설치된 영구자석과, 상기 영구자석을 감싸고 있는 환형코일과, 상기 환형코일에 전기적으로 연결되어 저항과 커패시터 및 인덕터로 구성되는 전자회로부와, 상기 전자 회로부에 입력단이 전기적으로 연결되는 한편 상기 피에조에 출력단이 전기적으로 연결된 전압증폭기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 전자회로부는 저항이 직렬로 연결되고, 상기 커패시터 및 인덕터가 상기 저항에 대해 병렬로 연결된 RLC 회로로 되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 차량의 엔진 마운트는, 케이스(30)의 상측에는 주고무부(32)가 결합되고, 상기 주고무부(32)의 중앙에는 엔진이 장착되는 마운팅 블록(34)이 고정되며, 상기 마운팅 블록(34)의 상단에는 제어전압에 따라 저항력이 발생되는 피에조(36)가 부착되고, 상기 케이스(30)의 내부에는 상기 마운팅 블록(34)에 연결된 영구자석(38)이 배치된다. 상기 영구자석(38)은 코일을 여러겹 감은 환형코일(40)내에 설치된다.
상기 환형코일(40)에는 저항(42)과 인덕터(44) 및 커패시터(46)로 된 전자회로부(48)가 전기적으로 연결되고, 상기 전자 회로부(48)에 입력단이 전기적으로 연결되는 한편 상기 피에조(36)에 출력단이 전기적으로 연결된 전압증폭기(50)를 구비한다.
상기 전자회로부(48)는 상기 저항(42)이 직렬로 연결되고, 상기 인덕터(44)및 커패시터(46)가 상기 저항(42)에 대해 병렬로 연결된 RLC 회로로 되어 있다.
상기 전자회로부(48)는 도3의 (a)로 나타낼 수 있는데, 출력전압(Vout)과 입력전압(Vin)은 도3의 (b)와 같은 관계를 가진다. 즉, 입력전압(Vin)의 주파수(f0 )가 1/(2πsqrt(LC))부근에서만 Vout ≒ Vin이고, 그 외에서는 Vout ≒ 0 이 된다. 상기 주파수(f0)의 식에서 sqrt는 제곱근을 나타낸다.
그리고 마운팅 블록의 속도를 v라 할 때, 입력전압(Vin)은 상기 마운팅 블록의 속도(v)에 비례한다. 즉, 비례상수를 α라 할 때 Vin = αv 이다. 따라서, 마운팅 블록의 속도 v의 진동 주파수가 f0 = 1/(2πsqrt(LC)) 일 때만 Vout ≒ αv 의 값을 가지고, 그 외의 주파수로 진동할 경우에는 Vout ≒ 0 이 된다,
그러므로, 도2에 도시한 마운팅 블록(34)이 진동하여 그 진동 주파수가 f0 = 1/(2πsqrt(LC)) 일 때 Vout ≒ αv 의 전압을 가진다. 이 전압이 전압 증폭기(50)를 거치면 위상이 반대로 되고, 크기는 증폭된 제어 전압이 되어, 이 제어 전압이 피에조(36)에 입력되면 마운팅 블록에 큰 저항력(반발력)이 전달되어 진동을 억제하게 되는 것이다.
반면에 마운팅 블록(34)의 진동 주파수가 1/(2πsqrt(LC)) 이 아닐 경우에는 출력전압(Vout)이 0이 되어 마운팅 블록(34)에 반발력이 전달되지 않는다. 따라서, 공진 주파수에서만 큰 감쇠력을 발휘하게 되는 것이다. 그리고, 이 공진 주파수는 전자회로부의 인덕터(L)와 커패시터(C)의 값을 조절하므로써 쉽게 조절할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 의한 차량의 엔진 마운트에 의하면, 공진 주파수를 원하는 값으로 쉽게 설정하여 조절함으로써 마운팅 블록의 진동을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
도1은 종래 차량의 엔진 마운트를 나타내는 구성도,
도2는 본 발명에 의한 차량의 엔진 마운트를 나타내는 구성도,
도3은 본 발명에 의한 차량의 엔진 마운트에서 저항, 커패시터 및 인덕터의 회로도 및 이에 의한 응답 주파수를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30 : 케이스 32 : 주고무부
34 : 마운팅 블록 36 : 피에조
38 : 영구자석 40 : 환형 코일
42 : 저항 44 : 인덕터
46 : 커패시터 48 : 전자회로부
50 : 전압 증폭기

Claims (2)

  1. 케이스의 상측에 결합된 주고무부와,
    상기 주고무부에 고정된 마운팅 블록과,
    상기 마운팅 블록의 상단에 부착된 피에조와,
    상기 마운팅 블록에 연결되어 상기 케이스의 내부에 설치된 영구자석과,
    상기 영구자석을 감싸고 있는 환형코일과,
    상기 환형코일에 전기적으로 연결되어 저항과 커패시터 및 인덕터로 구성되는 전자회로부와,
    상기 전자 회로부에 입력단이 전기적으로 연결되는 한편 상기 피에조에 출력단이 전기적으로 연결된 전압증폭기로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 마운트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자회로부는 저항이 직렬로 연결되고,
    상기 커패시터 및 인덕터가 상기 저항에 대해 병렬로 연결된 RLC 회로로 되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진 마운트.
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