KR20140083582A

KR20140083582A - 진동 저감 엔진 마운팅 구조

Info

Publication number: KR20140083582A
Application number: KR1020120153498A
Authority: KR
Inventors: 김용주
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-04
Also published as: JP6230846B2; DE102013204209A1; US20140175257A1; US9193250B2; JP2014125208A

Abstract

본 발명은 진동 저감 엔진 마운팅 구조에 관한 것으로서, 특히 댐퍼풀리(101) 또는 드라이브 플레이트(102)에 매스가 장착되어 아우터 밸런서를 형성하는 엔진(100)과; 상기 엔진(100)에 가상의 요(yaw)축을 설정하여 상기 요축 상에 위치하는 롤마운트(110)와; 상기 엔진(100)에 가상의 토크롤(torque roll)축을 설정하여 상기 토크롤축 일단에 장착되는 엔진마운트(120)와; 상기 토크롤축 타단에 장착되는 변속기마운트(130)로 구성되어, 엔진(100)에 마운트 장착을 통해 아이들 시 진동을 저감시켜 차량의 NVH 성능을 향상시키는 동시에 상품성과 운전자의 주행 편의성을 증대시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

진동 저감 엔진 마운팅 구조{Engine mounting structure for Reducing vibration}

본 발명은 진동 저감 엔진 마운팅 구조에 관한 것으로서, 특히 엔진에 마운트 장착을 통해 아이들 시 진동을 저감시키기 위한 진동 저감 엔진 마운팅 구조에 관한 것이다.

일반적으로 소형차 수요가 늘면서 엔진이 작아지는 추세로 최근 3기통 엔진 탑재 차가 증가하고 있지만, 3기통 엔진과 4기통 엔진의 진동 성능을 비교하면 3기통 엔진이 불리한 것이 현실이다.

이와 관련하여 3기통 엔진의 NVH 측면에서의 최대 약점은 아이들 진동인데 이는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 진동 성분인 피치(Pitch), 요(Yaw) 모멘트에 의한 가진력에 기인한다.

대체로 3기통 엔진은 피치와 요 모멘트가 50%씩 커플링 되어있는 경우가 많기 때문에 엔진마운트 또한 기존의 메인 진동 성분인 롤모멘트 외에도 이런 추가적인 가진력에 대한 보다 차별적인 대응이 필요하게 된다.

그러나, 종래의 자동차에는 엔진을 지지하는 기본적인 기능 외에 엔진으로부터 발생되는 진동 및 소음을 저감시키기 위한 엔진마운트가 장착되어 있지만 아이들 진동 시 요 모멘트와 롤모멘트에서 발생되는 진동이 상당하여 차량의 NVH 성능 하락에 따라 차량의 상품성 및 주행 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 진동 저감 엔진 마운팅 구조에 관한 것으로서, 특히 엔진에 마운트 장착을 통해 아이들 시 진동을 저감시키기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 댐퍼풀리 또는 드라이브 플레이트에 매스가 장착되어 아우터 밸런서를 형성하는 엔진과; 상기 엔진에 가상의 요(yaw)축을 설정하여 상기 요축 상에 위치하는 롤마운트와; 상기 엔진에 가상의 토크롤(torque roll)축을 설정하여 상기 토크롤축 일단에 장착되는 엔진마운트와; 상기 토크롤축 타단에 장착되는 변속기마운트;를 포함함으로써 달성된다.

상기 매스를 통해 상기 엔진의 모든 가진이 상기 요축을 따라 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 롤마운트는 좌우 강성을 저감시키는 롤로드 타입이 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 엔진마운트와 변속기마운트는 아이들 주파수에서 스프링값을 저감시키는 전후방향 댐핑마운트이 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 엔진마운트와 변속기마운트에는 전후방향 오리피스가 형성되도록 하여 전후방향 댐핑이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 엔진에 마운트 장착을 통해 아이들 시 진동을 저감시켜 차량의 NVH 성능을 향상시키는 동시에 상품성과 운전자의 주행 편의성을 증대시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 일반적으로 엔진에서 발생하는 진동 성분을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조에서 매스가 장착된 댐퍼풀리와 드라이브 플레이트를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조에서 엔진에 장착된 엔진마운트를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조에서 엔진에 장착된 변속기마운트를 도시하는 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조에서 진동 발생 시 스프링값 저감 효과를 도시하는 그래프.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 엔진(100)과, 엔진(100)의 요축에 위치하는 롤마운트(110)와, 엔진(100)의 토크롤축 일단에 장착되는 엔진마운트(120)와, 토크롤축 타단에 장착되는 변속기마운트(130)를 포함한다.

우선 본 발명은 3기통 엔진의 아이들 진동 개선을 위한 것으로 3기통 엔진에 적용되는 것을 기본으로 한다.

3기통 엔진의 가진은 종래기술에서 설명한 바와 같이 피치와 요 모멘트가 50% : 50%를 차지하게 되지만, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 엔진(100)의 댐퍼풀리(101) 또는 드라이브 플레이트(102)에 매스(mass, 질량체)를 장착시켜 아우터 밸런서를 형성함으로써 크랭크 샤프트(S)를 축으로 하여 분할된 가진이 100% 요 모멘트로 전환될 수 있게 한다.

이처럼, 요 모멘트는 엔진(100)에 형성되는 가상의 요(yaw)축이다.

도 2에 도시된 바와 같이 롤마운트(110)는 엔진(100)에 형성된 요축 상에 위치하여 요 모멘트에 의한 좌우방향 가진을 저감시킨다.

이때, 종래에는 요 모멘트 상쇄를 위해 요축 상하단에 마운트를 설치했으나 엔진룸 패키지 상단에 마운트를 배치하는 것이 어려우므로 본 발명에서는 상방 1점을 제거하고 롤마운트(110)가 파워트레인의 하단에 위치하는 지지방식을 유지할 수 있게 한다. 단, 본 발명에서 롤마운트(110)의 위치는 최대한 요축 상에 있어야 하며 요축에서 전후로 이격될 경우 요모멘트에 의한 좌우방향 가진이 발생하므로 이격량에 따라 좌우 강성을 낮추도록 설계해야 한다.

이를 위해 엔진(100)의 롤마운트(110)는 롤로드 타입의 마운트를 적용하여 좌우 강성을 저감시키도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 아이들 진동을 저감시키기 위해서는 엔진마운트(120)와 변속기마운트(130)의 전후방향 스프링값을 하향시키게 되면 아이들 진동이 저감되지만, 주행 시 쇼크나 대변위 제어 시에는 스프링값이 소프트할수록 불리하게 되기 때문에 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 엔진(100) 양단에 아이들 주파수에서만 스프링값을 저감시키는 엔진마운트(120)와 변속기마운트(130)가 장착되도록 한다.

여기서, 엔진마운트(120)는 엔진(100)에 가상의 토크롤(torque roll)축을 설정하여 상기 토크롤축 일단에 장착되어 엔진(100)의 전후방향 진동을 저감시키며, 변속기마운트(130)는 토크롤축 타단에 장착되어 엔진마운트(120)와 함께 진동 저감효과를 향상시킬 수 있게 한다.

이때, 엔진마운트(120)와 변속기마운트(130)는 아이들 주파수에서 스프링값을 저감시키는 전후방향 댐핑마운트가 적용되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해 엔진마운트(120)와 변속기마운트(130)에는 전후방향 오리피스가 형성되도록 하여 전후방향 댐핑이 가능하게 한다.

결과적으로 본 발명의 진동 저감 엔진 마운팅 구조는 종래에 비해 진동 저감 효과를 향상시키기 위해 엔진(100)의 요축 상에 롤마운트(110)를 장착하고, 토크롤축 양단에는 엔진마운트(120)와 변속기마운트(130)가 장착되도록 하여 도 6에 도시된 바와 같이 전후방향 댐핑마운트를 장착시킴으로써 큰 진동 발생 시 종래의 한 방향 마운트에 비해 진동 감쇠 특성이 향상되며, 도 7에 도시된 바와 같이 작은 진동 발생 시에는 특정 주파수대역(도식의 15~20Hz)의 동적 스프링상수(Dynamic stiffness)를 저감시키는 효과를 얻음으로써 엔진 마운팅의 전후방향 가진에 대한 감쇠 효과를 통해 차량의 NVH를 저감시켜 상품성과 주행성을 증대시킬 수 있게 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 엔진 101 : 댐퍼풀리
102 : 드라이브 플레이트 110 : 롤마운트
120 : 엔진마운트 130 : 변속기마운트

Claims

댐퍼풀리 또는 드라이브 플레이트에 매스가 장착되어 아우터 밸런서를 형성하는 엔진과;
상기 엔진에 가상의 요(yaw)축을 설정하여 상기 요축 상에 위치하는 롤마운트와;
상기 엔진에 가상의 토크롤(torque roll)축을 설정하여 상기 토크롤축 일단에 장착되는 엔진마운트와;
상기 토크롤축 타단에 장착되는 변속기마운트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 저감 엔진 마운팅 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 매스를 통해 상기 엔진의 모든 가진이 상기 요축을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 저감 엔진 마운팅 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 롤마운트는 좌우 강성을 저감시키는 롤로드 타입인 것을 특징으로 하는 진동 저감 엔진 마운팅 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진마운트와 변속기마운트는 아이들 주파수에서 스프링값을 저감시키는 전후방향 댐핑마운트인 것을 특징으로 하는 진동 저감 엔진 마운팅 구조.
청구항 4에 있어서,
상기 엔진마운트와 변속기마운트에는 전후방향 오리피스가 형성되도록 하여 전후방향 댐핑이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 진동 저감 엔진 마운팅 구조.