KR20090117019A - 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드에 관한 것으로서, 본 발명은 차체에 장착되는 제1브래킷, 트랜스미션에 장착되는 제2브래킷, 상기 제1브래킷과 제2브래킷 사이에 위치하고 가운데에 공간이 마련되는 진동흡수부재, 상기 제1브래킷에 형성되어 저주파의 대변위 진동시 상기 제1브래킷과 진동흡수부재로 형성된 공간으로부터 공기가 유출되도록 하기 위한 오리피스, 상기 제1브래킷에 형성되어 고주파의 저변위 진동시 상기 진동흡수부재 공간 내의 공기 유동을 흡수하기 위한 멤브레인을 포함한다. 본 발명에 의하면 종래 롤로드에 비하여 대변위 및 소변위 발생시에 NVH 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

롤로드, 엔진, 마운트, 크로스 멤버, 엔진, 트랜스미션, 대변위, 소변위.

Description

차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드 {Roll rod in engine mounting system of car}

본 발명은 차량의 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤방향의 진동을 감쇄시키기 위한 롤로드에 관한 것이다.

일반적으로 전륜구동(FF) 차량의 엔진을 지지하고 엔진으로부터 소음진동을 절연하기 위한 엔진 마운팅 시스템은 주로 관성주축 4점 또는 3점 방식이 사용된다.

관성주축 3점 방식은 주 마운트 2점과 롤로드(Roll rod) 1점을 적용하며, 소형차에서 중량과 원가절감을 고려하여 주로 사용된다.

관성주축 4점 방식은 준중형에서 대형차에 이르기까지 대부분의 차량에서 적용되며, 주 마운트 2점과 롤 마운트 2점으로 이루어진다.

종래 소형플랫폼의 엔진 마운팅 시스템에서는 관성주축 3점 방식이 주로 사용되는데, 이 방식에서 엔진마운트와 변속기마운트는 하중을 분담하는 역할을 하고, 롤로드는 롤운동의 제어를 분담하는 역할을 한다. 특히 전륜구동(FF) 차량의 경우에는 진동 및 과도변위 등의 대변위 거동이 롤 방향으로 가해지므로 롤로드의 역할이 더욱 중요하다.

도 1은 종래 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드를 보여주는 도면이고, 도 2는 종래 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 측면 단면도이다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 종래 롤로드는 메인 브래킷(10), 크로스 멤버 고정용 브래킷(20), 통고무(30), 프론트 부시(40)를 포함하여 구성된다.

도 2에서 보는 바와 같이, 종래 롤로드는 중간의 스토핑 막을 중심으로 양쪽에 2개의 통고무(30)를 적용한다. 이렇게 종래 롤로드는 양쪽에 대칭으로 압입된 통고무(30)를 이용하여 차량의 진동소음 절연 및 거동 제어 성능을 확보하도록 설계된다. 그러나, 종래 롤로드는 감쇄특성이 낮아 쇼크와 저크(jerk) 현상이 과도하게 발생하고, 대변위 제어 위주로 설계됨에 따라 아이들(Idle) 시 진동 절연에 한계가 있어 아이들 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능이 나쁘게 되어 고객 불만의 원인이 되는 문제점이 있다. 또한, 종래에는 이러한 저크 개선을 하기 위하여 감쇄값을 증대할 목적으로 하이드로 구조나 에어 댐핑 구조를 적용해도 감쇄값 증대에 따른 아이들 주파수에서의 동배율도 높아지기 때문에 아이들 NVH에 문제점을 드러내는 한계를 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대변위 발생시는 물론 아이들 조건의 소변위 발생시에도 NVH를 개선할 수 있는 차량 엔진 마운팅 시스템의 롤로드를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차체에 장착되는 제1브래킷, 트랜스미션에 장착되는 제2브래킷, 상기 제1브래킷과 제2브래킷 사이에 위치하고 가운데에 공간이 마련되는 진동흡수부재, 상기 제1브래킷에 형성되어 저주파의 대변위 진동시 상기 제1브래킷과 진동흡수부재로 형성된 공간으로부터 공기가 유출되도록 하기 위한 오리피스, 상기 제1브래킷에 형성되어 고주파의 저변위 진동시 상기 진동흡수부재 공간 내의 공기 유동을 흡수하기 위한 멤브레인을 포함한다.

상기 오리피스는 상기 제1브래킷의 소정위치를 관통하는 홀의 형태로 형성될 수 있다. 이때 상기 제1브래킷은 소정 부분이 천공되어 있고, 상기 멤브레인은 제1브래킷의 천공된 부분을 가로질러 형성될 수 있다. 상기 멤브레인은 소정 부분이 제1브래킷에 마련된 홈에 삽입되어 장착될 수 있다. 상기 제1브래킷의 홈에는 멤브레인을 고정시키기 위해 돌출되어 있는 고정돌기가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 진동흡수부재는 고무재질로 구성될 수 있다.

본 발명에 의하면 종래 롤로드에 비하여 대변위 및 소변위 발생시에 NVH 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 롤로드에 비하여 고무 부품의 사용을 줄일 수 있기 때문에 원가를 절감하고 중량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 측면 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드를 위에서 바라본 단면도이다. 본 발명에서 롤로드는 제1브래킷(110), 제2브래킷(120), 진동흡수부재(130), 오리피스(140), 멤브레인(150), 고정돌기(160), 체결부재(170), 프론트 부시(180)를 포함하여 이루어진다.

제1브래킷(110)은 차체에 장착하기 위한 브래킷이다. 본 발명의 일 실시예에서 제1브래킷(110)은 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.

제2브래킷(120)은 트랜스미션에 장착하기 위한 브래킷이다. 본 발명의 일 실시예에서 제2브래킷(120)은 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.

진동흡수부재(130)는 제1브래킷(110)과 제2브래킷(120) 사이에 위치하고 가운데에 공간이 마련된 구조로 되어 있으며, 진동을 흡수하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 진동흡수부재(130)는 고무재질로 구성될 수 있다.

오리피스(140)는 제1브래킷(110)에 형성되어 저주파의 대변위 진동시 진동흡수부재(130)에 형성된 공간으로부터 공기가 유출되도록 하는 역할을 한다. 도 4의 실시예에서 오리피스(140)는 제1브래킷(110)의 소정위치를 관통하는 홀의 형태로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서 대변위 발생시에 진동흡수부재(130)와 제1브래킷(110)으로 형성된 공간의 공기가 오리피스(140)를 통해 유출되면서 감쇄값을 최대한 발생시키게 된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

멤브레인(150)은 제1브래킷(110)에 형성되어 고주파의 저변위 진동시 진동흡수부재(130)와 제1브래킷(110)으로 형성된 공간(이하, '공기 챔버'라 함) 내의 공기 유동을 흡수하는 역할을 한다. 본 발명에서 멤브레인(150)은 소변위 발생시에 공기 챔버에서의 공기 압축을 막아 동배율을 기존 롤로드 만큼 유지하도록 한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

체결부재(170)는 제2브래킷(120)과 진동흡수부재(130)를 체결시키기 위해 사용된다.

도 4에서 제1브래킷(110)은 멤브레인(150)이 체결되는 부분이 천공되어 있으 며, 멤브레인(150)은 제1브래킷(110)의 천공된 부분을 가로질러 형성되어 있다. 멤브레인(150)은 소정 부분이 제1브래킷(110)에 마련된 홈에 삽입되어 체결되는 구조로 되어 있다. 이때, 제1브래킷(110)의 홈에는 멤브레인(150)을 고정시키기 위해 돌출되어 있는 고정돌기(160)가 형성되어 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 대변위 발생시의 롤로드 내부 공기흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에서 저주파 입력의 대변위가 발생하면 공기 챔버 내의 공기의 이동을 원인으로 하여 제1브래킷(110)에 의해 멤브레인(150)의 움직임이 차단되고, 공기 챔버 내의 공기는 오리피스(140)를 통해 유동하게 된다. 따라서 롤로드는 높은 진동 감쇄값을 갖게 된다.

도 6은 소변위 발생시의 롤로드 내부 공기흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서 고주파 입력의 소변위가 발생하면 공기 관성 저항에 따라 오리피스(140)를 통한 공기 유동이 차단되고, 멤브레인(150)이 작동하여 챔버 내의 공기 유동을 흡수하게 된다. 따라서, 감쇄값이 증가하여 동배율 증대를 막고 진동 절연율을 높일 수 있어서 결국 NVH가 증대되는 효과를 발생시킨다.

도 7은 종래 롤로드 적용시와 본 발명의 롤로드 적용시의 진동특성을 도시한 그래프이다.

도 7에서 종래 롤로드 적용시의 동배율 그래프(a), 감쇄값 그래프(b)가 도시되어 있고, 본 발명의 롤로드 적용시의 동배율 그래프(c), 감쇄값 그래프(d) 가 도시되어 있다.

도 7에서 저주파 구간인 13 [Hz] 부근의 대변위 구간을 보면, 본 발명의 롤로드 적용시의 동배율이 종래 롤로드 적용시의 동배율보다 약 1.6배 높고, 본 발명의 롤로드 적용시의 감쇄값 역시 종래 롤로드 적용시의 감쇄값보다 높은 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 7에서 고주파 구간인 30 [Hz] 부근의 소변위 구간을 보면, 본 발명의 롤로드 적용시의 동배율이 종래 롤로드 적용시의 동배율보다 낮아 NVH 성능을 개선할 수 있는 효과를 확인할 수 있다. 본 발명에서 에어 댐핑이 있는 경우에는 종래 대비 약 40% 정도의 동특성 저감 효과를 갖는다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 종래 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드를 보여주는 도면이다.

도 2는 종래 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 측면 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 측면 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드를 위에서 바라본 단면도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 종래 롤로드 적용시와 본 발명의 롤로드 적용시의 진동특성을 도시한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 제1브래킷 120 제2브래킷

130 진동흡수부재 140 오리피스

150 멤브레인 160 고정돌기

170 체결부재 180 프론트 부시

Claims (6)

1. 차체에 장착되는 제1브래킷;

   트랜스미션에 장착되는 제2브래킷;

   상기 제1브래킷과 제2브래킷 사이에 위치하고 가운데에 공간이 마련되는 진동흡수부재;

   상기 제1브래킷에 형성되어 저주파의 대변위 진동시 상기 제1브래킷과 진동흡수부재로 형성된 공간으로부터 공기가 유출되도록 하기 위한 오리피스;

   상기 제1브래킷에 형성되어 고주파의 저변위 진동시 상기 진동흡수부재 공간 내의 공기 유동을 흡수하기 위한 멤브레인

   을 포함하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오리피스는 상기 제1브래킷의 소정위치를 관통하는 홀의 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1브래킷은 소정 부분이 천공되어 있고,

   상기 멤브레인은 제1브래킷의 천공된 부분을 가로질러 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.
4. 제3항에 있어서,

   상기 멤브레인은 소정 부분이 제1브래킷에 마련된 홈에 삽입되어 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1브래킷의 홈에는 멤브레인을 고정시키기 위해 돌출되어 있는 고정돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 진동흡수부재는 고무재질로 되어 있는 것임을 특징으로 하는 차량 엔진 마운팅 시스템에서의 롤로드.

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