KR19980035985A - 차량의 럼블노이즈 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 구동력을 발생시키는 크랭크축의 평형추(BALANCE WEIGHT)에 관한 것이다.

즉, 크랭크축(10)의 평형추(20)의 자유단측에 균형이 유지되도록 절취하여 형성되는 설치공간(21)과, 설치공간(21)의 형성으로 그 중량을 보상하기 위하여 일체로 조립되는 댐핑추(30)와, 평형추(20)와 댐핑추(30)사이에 설치하여 상호 일체화 되게 한 뒤 럼블노이즈의 발생원인인 크랭크축(10)에 작용하는 밴딩진동을 탄력있게 흡수하는 흡수수단(40)으로 차량의 럼블노이즈저감장치를 구성하여, 크랭크축과 각 베어링의 설계변경없이 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 흡수하므로서 럼블노이즈의 발생주파수를 튜닝하여 소음의 원인을 근본적으로 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 럼블노이즈저감장치

본 발명은 차량의 구동력을 발생시키는 크랭크축의 평형추(BALANCE WEIGHT)에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은 흡기, 압축, 폭발, 배기행정의 싸이클에 의하여 구동력이 발생하도록 되어 있다.

이러한 엔진은, 각 실린더실내에서 4싸이클의 행정에 의하여 상,하 왕복운동하는 피스톤과, 각 피스톤에 의하여 회전하는 크랭크축과, 크랭크축의 회전시 관성력으로 크랭크축의 회전이 원활하도록 크랭크축의 일단에 일체로 설치하여 클러치디스크에 구동력을 전달하는 플라이휘일과, 회전의 평형을 유지하기 위해 크랭크아암에 설치하는 평형추로 구성되어 있다.

따라서 각 피스톤의 상,하 왕복운동시 그 구동력은 크랭크축을 통하여 플라이휘일에 전달되고 플라이휘일은 클러치디스크에 구동력을 전달하여 주므로서 차량이 구동되는 것이다.

그런데 4기통 엔진의 경우 폭발행정시 각 피스톤에 전달되는 폭발력은 크랭크축에 전달하게 되는 데, 각 피스톤의 순간적인 하강에 따른 밴딩력, 플라이휘일에 전달하려는 토션력, 플라이휘일과 클러치디스크의 접속시 작용되는 인장력등이 합성한 조합토오크가 크랭크축에 전달하게 된다.

즉, 크랭크축에 밴딩력에 의한 밴딩진동, 토션력에 의한 토션진동 및 인장력에 의한 인장진동등이 발생하게 되는 데, 그 중에서 밴딩진동의 경우 4기통 엔진에서 1번 및 4번의 밴딩진동이 2번 및 3번의 밴딩진동보다 현저하게 크게 발생하게 되고, 그 진동력이 실린더블럭에 전달하여 저주파영역인 200-500Hz에서 럼블노이즈(RUMBLE NOISE)가 발생하게 된다.

이러한 럼블노이즈는 차체에 전달하여 탑승자의 귀에 거슬리는 소음의 원인이 되는 문제점이 있다.

따라서 럼블노이즈의 발생원인인 밴딩진동을 흡수할 수 있도록 크랭크축의 직경을 크게 설계하여야 되고, 또한 크랭크축의 균형을 위하여 레이디얼베어링, 트러스트베어링을 크랭크축이 위치된 부분과 동일한 직경으로 가공하여야 되므로 결과적으로 크랭크축의 중량이 무겁고 크게 설계하여야 되며, 이로인해 자체의 중량이 무거워서 연비에 악영향이 끼치게 되는 동시에 엔진의 대형화, 크랭크축의 회전시 진동에 의한 고소음등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 크랭크축과 각 베어링의 설계변경없이 크랭크축에 설치되는 평형추에 럼블노이즈저감장치를 장착하여 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 흡수하므로서 럼블노이즈의 발생주파수를 근본적으로 저감하고자 하는 데 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 기술적수단으로서, 크랭크축의 평형추의 자유단측에 균형이 유지되도록 절취하여 형성되는 설치공간과, 설치공간의 형성으로 그 중량을 보상하기 위하여 일체로 조립되는 댐핑추와, 평형추와 댐핑추사이에 설치하여 상호 일체화 되게 한 뒤 럼블노이즈의 발생원인인 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 탄력있게 흡수하는 흡수수단으로 차량의 럼블노이즈저감장치를 구성한 것이 본 발명의 기본적인 특징이다.

도 1 은 본 발명의 분해사시도

도 2 는 본 발명의 조립정면도

도 3 은 도 2 의 A-A선 단면도

도 4 는 도 2의 B-B선 단면도

도 5 는 본 발명과 종래의 럼블노이즈를 나타낸 비교그래프도

※ 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 크랭크축 20 : 평형추

21 : 설치공간 30 : 댐핑추

40 : 흡수수단

이하 본 발명을 첨부된 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명 차량의 럼블노이즈저감장치가 장착된 실시예를 도시한 것으로, 부호10은 상,하 왕복운동하는 각 피스톤에 의하여 회전하는 크랭크축이다.

부호20은 크랭크축(10)에 일체로 설치되는 평형추로서, 도 1 와 같이 밴딩진동이 가장 많이 발생하는 1번과 4번 피스톤에 위치되는 평형추(20)에 균형이 유지되도록 자유단의 일측면을 절취하여 설치공간(21)이 형성되게 하며, 설치공간(21)의 양측에 위치되게 벽면에 보울트구멍(22)을 각각 형성한다.

부호30은 평형추(20)에 설치공간(21)의 형성으로 평형추(20)가 가지고 있는 고유의 중량을 보상하기 위하여 설치공간(21)에 일체로 조립되는 댐핑추이며, 그 댐핑추(30)는 도 1 과 같이 평형추(20)에 일체로 조립되어 회전시 균형을 유지하도록 좌1W우 대칭되게 형성하고, 도 2 내지 도 4 와 같이 평형추(20)의 설치공간(21)에 조립될 수 있도록 양측 보울트구멍(22)과 일치되게 양단에 조립구멍(31)을 각각 형성하여 별도의 보울트(50)로 일체로 조립한다.

부호40은 평형추(20)와 댐핑추(30)사이에 설치하여 상호 일체화 되게 한 뒤 럼블노이즈의 발생원인인 크랭크축(10)에 작용하는 밴딩진동을 탄력있게 흡수하는 흡수수단으로서, 도 2 내지 도 4 와 같이 평형추(20)의 설치공간(21)에 조립될 수 있도록 양측 보울트구멍(22)과 일치되게 양단에 조립구멍(41)을 각각 형성하여 보울트(50)로 조립되게 하고, 그 흡수수단(40)은 고무판을 사용하는 것이 가장 바람직하며 그 이외에 이와 동일한 작용을 하는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 그리고 고무의 특성상 온도, 가진력 및 초기고정방법에 의하여 흡수력이 크게 작용하게 되는 데, 그 중에서 온도에 매우 민감하게 반응을 하게 되므로 본 발명에서는 흡수수단(40)을 평형추(20)에 직접 설치함에 따라 자연스럽게 크랭크케이스내에 내장하게 되어 실내의 균일한 온도에 의하여 항상 균일한 흡수력이 작용하게 된다.

이때 댐핑추(30)와 흡수수단(40)의 중량과 스프링상수는 럼블노이즈의 발생주파수를 튜닝(TUNING)할 수 있도록 그 설계값을 결정하여야 된다. 즉,

1i : 럼블노이즈의 저주파 주파수

m : 댐핑추의 중량

k : 흡수수단의 스프링상수

이와같이 구성된 본 발명의 차량의 럼블노이즈저감장치에 대한 작용을 설명하면, 1번과 4번 피스톤의 폭발력에 의하여 크랭크축(10)이 회전하게 되며, 크랭크축(10)의 회전시 평형추(20)도 동시에 회전하게 되므로 평형추(20)에 일체로 조립된 럼블노이즈저감장치도 함께 회전하면서 균형을 유지시켜 주게 된다.

이때 크랭크축(10)에 작용하는 밴딩력은 평형추(20)에 전달하여 저주파영역의 밴딩진동이 발생하게 되는 데, 그 밴딩진동은 일체로 조립된 댐핑추(30)에도 전달하게 되므로 평형추(20)와 댐핑추(30)사이에 설치된 흡수수단(40)이 그 밴딩진동을 흡수하여 도5의 그래프에 도시한 바와같이 럼블노이즈의 발생주파수를 튜닝하게 된다.

이와같이 본 발명은 크랭크축과 각 베어링의 설계변경없이 크랭크축에 설치되는 평형추에 럼블노이즈저감장치를 장착하여 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 흡수하므로서 럼블노이즈의 발생주파수를 튜닝하여 소음의 원인을 근본적으로 저감할 수 있는 효과가 있다.

크랭크축과 각 베어링의 설계변경없이 크랭크축에 설치되는 평형추에 럼블노이즈저감장치를 장착하여 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 흡수하므로서 럼블노이즈의 발생주파수를 근본적으로 저감하고자 하는 데 그 목적이 있다.

Claims (1)

1. 크랭크축의 평형추의 자유단측에 균형이 유지되도록 절취하여 형성되는 설치공간과, 설치공간의 형성으로 그 중량을 보상하기 위하여 일체로 조립되는 댐핑추와, 평형추와 댐핑추사이에 설치하여 상호 일체화 되게 한 뒤 럼블노이즈의 발생원인인 크랭크축에 작용하는 밴딩진동을 탄력있게 흡수하는 흡수수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 차량의 럼블노이즈저감장치.