KR19990034280A - 상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진과 엔진에 장착되는 각종 구동부품들간 각각이 고유진동하면서 서로 연결되는 구조물간 상호작용에 따른 진동을 저감시키기 위한 상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑구조에 대한 것으로서,

상호작용하는 구조물(1)(2)들에 부착되는 다이나믹 댐퍼(3)와; 상기 다이나믹 댐퍼(3)에 각각 부착되는 용기(4)와; 각 구조물(1)(2)에 부착되어 진폭 및 진동주파수를 검출하는 가속도 센서(5)와; 비중이 높은 액체(60)가 담겨지는 서지탱크(6)와; 상기의 서지탱크(6)로부터 액체(60)를 강제 압송하는 피드 펌프(7)와; 피드펌프(7)로부터 공급되는 액체(60)를 다이나믹 댐퍼(3)에 부착된 각 용기(4)로 공급시키거나 서지탱크(6)로 회수토록 하는 솔레노이드 밸브(8)와; 상기의 가속도 센서(5)로부터 검출된 각 구조물(1)(2)들의 진폭 및 진동 주파수에 의해 솔레노이드 밸브(8) 작동을 제어하는 제어 유닛(9)으로 이루어지는 구성에 의해 서로 연결된 구동 구조물들의 고유 진동수를 대폭 저감시켜 상호작용으로 서로 반대되는 방향으로 진동되는 진동력을 대폭 감쇄시키므로서 각 구조물들간 연결부의 체결 장착성과 내구력을 향상시키는 동시에 소음이 저감될 수 있도록 하는 것이다.

Description

상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑구조

본 발명은 차량의 엔진과 엔진에 장착되는 각종 구동부품들간 각각이 고유진동하면서 서로 연결되는 구조물간 상호작용에 따른 진동을 저감시키기 위한 상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 서로 직간접적으로 연결되면서 각각이 고유진동을 하게 되는 부품들이 다수 있는바 이중에서도 엔진에는 크랭크 샤프트에 의해 구동되는 다양한 구동부품들 즉 워터펌프, 알터네이터, 에어컨 컴프레서, 파워 스티어링 펌프등과 같은 부품들이 바로 그런 구조물들로서 크랭크 샤프트와는 벨트에 의해 연동하면서 동시에 엔진에 직간접적으로 장착되도록 하고 있다.

따라서 각 구동 구조물들은 벨트에 의해 전달되는 자체 진동과 함께 크랭크 샤프트 구동에 의해 진동하게 되는 엔진으로부터 전달되는 진동에 대해서도 충분히 견딜 수 있도록 하기 위해 충분한 강성을 갖는 체결구조로서 견고한 장착이 되도록 하고 있다.

즉 엔진과는 별도로 벨트에 의해 크랭크 샤프트 구동력으로 구동을 하게 되는 구조물들은 자체 구동력에 의한 가진작용으로 고유진동을 하게 되고, 상기한 구조물들이 장착되는 엔진도 크랭크 샤프트의 구동력에 의해 가진되면서 고유진동을 하게 된다.

이러한 엔진과 각 구동 구조물들의 고유진동에 의해서 엔진은 심하게 떨게 되고, 이로인해 심한 소음이 발생되기도 한다.

한편 엔진에 장착되는 구조물들 중 대부분은 하우징이 바로 엔진에 볼트 체결에 의해 고정장착되도록 하고 있으나 특히 진동이 심한 에어컨 컴프레서의 경우에는 별도로 주물제작되는 마운팅 브라켓트에 의해서 엔진에 연결되도록 하고 있다.

그러나 엔진과 각 구동 구조물들간 서로 연결되어 고유의 진동수를 갖는 구조물들이 각각 독립적으로 진동하게 될 때 각각의 진동방향이 서로 같은 방향으로 작용하게 되면 상호 감쇄작용으로 진동력이 대폭 저감되는데 반해 진동방향이 서로 대응되거나 대향하는 반대방향으로 작용하게 되면 감쇄작용을 전혀 하지 못하면서 각각의 진동력이 양 구조물들간 연결부에 그대로 전달되면서 연결부위를 대단히 심각하게 손상시키게 되는 동시에 심한 소음을 유발시키게 되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 개선시키기 위하여 각각 독립적으로 진동하면서 서로 일체로 연결된 상호작용하는 양 구조물에 각각 다이나믹 댐퍼를 부착하되 상기한 다이나믹 댐퍼의 질량을 각 구조물의 진동정도에 따라 가변적으로 제어되도록 하므로서 각 구조물들간 상호작용력을 최소화시켜 구조물들간 연결부위의 손상을 방지시키는 동시에 소음 발생이 저감될 수 있도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은,

상호작용하는 구조물들에 부착되는 다이나믹 댐퍼와;

상기 다이나믹 댐퍼에 각각 부착되는 용기와;

각 구조물에 부착되어 진폭 및 진동 주파수를 검출하는 가속도 센서와;

비중이 높은 액체가 담겨지는 서지탱크와;

상기의 서지탱크로부터 액체를 강제 압송하는 피드 펌프와;

피드 펌프로부터 공급되는 액체를 다이나믹 댐퍼에 부착된 각 용기로 공급시키거나 회수토록 하는 솔레노이드 밸브와;

상기의 가속도 센서로부터 검출된 각 구조물들의 진폭 및 진동 주파수에 의해 솔레노이드 밸브 작동을 제어하는 제어 유닛으로 이루어지도록 하는 구성을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 댐핑 구조의 개략도

도 2는 본 발명의 댐핑작용 제어 순서도

도 3은 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 일실시예 구조도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 구동 구조물

3 : 다이나믹 댐퍼

4 : 용기

5 : 가속도 센서

6 : 서지탱크

7 : 피드펌프

8 : 솔레노이드 밸브

9 : 제어 유닛

이를 첨부한 실시예 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 도 1은 본 발명에 따른 댐핑 구조를 도시한 것으로서, 도면부호 1과 2는 엔진에서 상호 진동 작용하는 구조물들이며, 부호 3은 각 구조물(1)(2)들에 부착되는 다이나믹 댐퍼이다.

상기한 다이나믹 댐퍼(3)들은 각각 고유의 탄성력과 감쇄력 및 질량을 갖고 있어 각 구동 구조물(1)(2)들이 자체 구동되면서 가진될 때의 진동을 감쇄시키는 작용을 하게 된다. 하지만 각각의 구조물(1)(2)들은 독립적으로 구비되는 경우에는 각각의 다이나믹 댐퍼(3)만으로도 진동을 감쇄시킬 수가 있으나 이들 구조물(1)(2)들을 서로 연결 즉 하우징간으로 브라켓트를 개입시키거나 직접 볼트등으로 체결고정시키게 되면 각 구조물(1)(2)들의 가진력이 상호작용을 하게 된다.

따라서 상호작용하게 되는 각 구조물들의 상호진동을 저감시키기 위해서는 각 구조물에 별도로 부착되는 다이나믹 댐퍼의 고유 진동수를 변화시키는 것이 구조적으로 가장 용이한바 고유 진동수를 통상 댐퍼의 질량과 탄성계수에 의해 결정되는데 탄성계수는 일단 댐퍼의 제작시 이미 결정되어 변화가 불가능하므로 질량을 조정할 수 밖에 없다.

이에 본 발명에서는 상기와 같이 상호작용하게 되는 구조물(1)(2)들간 상호 진동을 흡수시키기 위하여 각 다이나믹 댐퍼(3)에는 질량을 가변시킬 수 있도록 하는 용기(4)를 부착하고, 별도로 각 구조물(1)(2)들에는 각 구조물(1)(2)들의 진동 폭 및 진동 주파수를 측정할 수 있도록 하는 가속도 센서(5)가 부착되도록 한다.

또한 비중이 큰 액체(60)가 일정량 담겨질 수 있도록 서지탱크(6)를 구비한 후 서지탱크(6)에 채워진 액체(60)를 강제적으로 압송시킬 수 있도록 피드 펌프(7)를 형성하며, 상기한 피드 펌프(7)에 의해 액체(60)가 다이나믹 댐퍼(3)에 각각 부착시킨 용기(4)에 공급되도록 하되 이때 피드 펌프(7)와 각 용기(4)간 공급라인에 는 액체의 공급량과 이미 공급된 액체의 회수량을 제어하는 솔레노이드 밸브(8)가 장착되도록 하며, 상기한 솔레노이드 밸브(8)는 전기한 각 구조물(1)(2)에 부착된 가속도 센서(5)로부터 정보를 입력받게 되는 제어 유닛(9)에 의해서 전자적으로 작동이 제어되도록 하는 구성이다.

특히 상기한 구조에서 피드 펌프(7)는 엔진의 구동시 제어 유닛(9)에 의해서 구동이 시작되고, 시동이 꺼지면 구동이 종료되도록 한다.

또한 상기의 솔레노이드 밸브(8)는 도 3에서 보는 바와같이 제어 유닛(9)에 의해서 개폐량 또는 개폐시간이 조절되어 액체(60)의 공급량이 제어되며, 반대로 다이나믹 댐퍼(3)의 질량을 감소시키기 위해서 용기(4)내 액체는 서지탱크(6)로 회수될 수 있도록 하는 구조로서 형성한다.

그리고 제어 유닛(9)에는 각 구조물(1)(2)의 최저 진폭값 및 주파수가 미리 설정되도록 있도록 하여 각 구조물(1)(2)로부터 측정되는 진폭 및 주파수를 설정값과 비교 그 차에 대한 보상치를 산출한 후 이에 따라 솔레노이드 밸브(8) 작동을 제어토록 한다.

상기한 구성에 따른 작용을 살펴보면 도 2에서 보는 바와같이 엔진이 구동하게 되면 일단 피드 펌프를 구동시키고(S1), 서로 연결된 각 구조물들이 진동을 하게 되면 각 구조물들에 부착된 가속도 센서로부터는 각 구조물들의 진폭 및 주파수가 측정된다(S2).

측정된 결과는 제어 유닛에 체크되면서 각 구조물에서의 진동을 분석하고, 그에 따른 적정 질량변화값을 결정하게 된다(S3).

이러한 질량변화값 결정에 따라 제어 유닛에서는 솔레노이드 밸브를 작동시켜서(S4) 질량변화값에 적절하게 서지탱크로부터 액체를 각 다이나믹 댐퍼에 부착시킨 용기에 공급시킨다.

이렇게 해서 다이나믹 댐퍼의 질량이 변화되면(S5) 엔진에서는 구조물들간 상호작용에 따른 진동이 흡수되면서 소음이 저감될 수가 있게 된다(S6).

상기와 같이 다이나믹 댐퍼의 질량이 변화된 후 다시 가진력 및 가진 주파수가 변화되면 각 구조물에서의 가속도 센서에 의한 진폭 및 주파수 측정값이 변하게 되므로 상기와 같은 작용을 반복하면서 서지탱크의 액체를 용기로 공급시키기도 하고, 이미 용기에 공급된 액체를 서지탱크로 재회수하게 하므로서 적정의 감쇄작용이 수행될 수 있도록 하는 것이다.

이를 일례를 들어 설명하면 엔진과 엔진에 장착되는 구조물들 즉 워터펌프, 알터네이터, 에어컨 컴프레서, 파워 스티어링 펌프등과 같은 구조물들 중 하나에 본 발명의 구조에서와 같은 댐퍼 질량 가변 구조를 형성시키게 되면 엔진에서의 진동과 구동 구조물에서의 진동을 동시에 저감시켜 이들 상호작용에 따른 보다 향상된 진동 저감 효과를 얻을 수가 있게 되며, 특히 구동 구조물들 중 가장 진동이 심한 에어컨 컴프레서와 엔진간으로 본 발명 구조를 장착시키게 되면 엔진과 에어컨 컴프레서간 마운팅 브라켓트의 내구력을 보다 향상시킬 수가 있게 된다.

그러므로 본 발명에 따른 감쇄구조에 의해 상호 진동하게 되는 서로 연결된 구동 구조물들의 고유 진동수를 대폭 저감시켜 상호작용으로 서로 반대되는 방향으로 진동되는 진동력을 대폭 감쇄시키므로서 각 구조물들간 연결부의 체결 장착성과 내구력을 향상시키는 동시에 소음이 저감될 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 상호작용하는 구조물(1)(2)들에 부착되는 다이나믹 댐퍼(3)와;

   상기 다이나믹 댐퍼(3)에 각각 부착되는 용기(4)와;

   각 구조물(1)(2)에 부착되어 진폭 및 진동 주파수를 검출하는 가속도 센서(5)와;

   비중이 높은 액체(60)가 담겨지는 서지탱크(6)와;

   상기의 서지탱크(6)로부터 액체(60)를 강제 압송하는 피드 펌프(7)와;

   피드 펌프(7)로부터 공급되는 액체(60)를 다이나믹 댐퍼(3)에 부착된 각 용기(4)로 공급시키거나 서지탱크(6)로 회수토록 하는 솔레노이드 밸브(8)와;

   상기의 가속도 센서(5)로부터 검출된 각 구조물(1)(2)들의 진폭 및 진동 주파수에 의해 솔레노이드 밸브(8) 작동을 제어하는 제어 유닛(9);

   으로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 솔레노이드 밸브(8)는 제어 유닛(9)에 의해서 개폐시간이 조절되어 액체(60)의 공급량이 제어되는 구성임을 특징으로 하는 상호작용하는 차량의 구동 구조물간 댐핑구조.