KR20200102174A - 엔진의 벨트풀리 시스템 - Google Patents

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문정환
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Abstract

본 발명은 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼 사이에서 이상 소음이 발생하는 것을 차단하는 엔진의 벨트풀리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에서는, 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼가 마주하는 부분에 조성된 캐비티를 그 반경방향에서 막는 형상으로 단차부가 마련된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템이 소개된다.

Description

엔진의 벨트풀리 시스템{BELT PULLEY SYSTEM OF ENGINE}
본 발명은 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼 사이에서 이상 소음이 발생하는 것을 차단하는 엔진의 벨트풀리 시스템에 관한 것이다.
48V 배터리를 탑재한 마일드 하이브리드 시스템은, 도 1과 같이 기존 차량의 알터네이터를 제거하고 48V 배터리, DC/DC Converter 및 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)를 탑재한 시스템이다.
이러한, 48V 마일드 하이브리드 시스템은 출발 및 가속 등의 운전영역에서 차량에 필요한 동력을 전기모터를 통해 보조받는 한편, 차량의 제동시 발생하는 에너지를 회수하여 배터리에 저장하는 회생제동 기능을 통해 차량의 연비 개선을 도모하는 장점이 있다.
하지만, 48V 마일드 하이브리드 시스템은, 엔진의 토셔널진동(Torsional Vibration)은 물론, MHSG에 의한 빈번한 시동과, 주행 중 토크어시스트 및 회생제동의 사용으로 인해 벨트에 대한 로드가 증가하여 벨트 내구성을 저하키는 문제가 있다.
즉, 엔진의 토셔널진동에 의해 텐셔너의 거동이 증대하고, 벨트의 슬립을 유발하여 보기류 벨트 시스템의 수명이 저하되고, 작동 중 이상 소음이 발생하는 문제가 있다.
이 같은 문제를 개선하기 위해, 벨트풀리에 풀리 디커플러를 장착하여, 토셔널진동을 통한 텐셔너의 진동을 안정화시키고 벨트의 슬립을 저감하는 기술이 제안된바 있다.
그러나, 풀리 디커플러의 적용으로 벨트 및 텐셔너의 내구성 및 소음이 일부 개선되기는 하지만, 시스템 간의 간섭으로 인해 또 다른 NVH 문제를 유발하는 문제가 발생되고 있다.
예컨대, 벨트풀리에 토셔널진동댐퍼가 설치된 시스템의 경우, 특정 주파수 대역에서 이상 소음이 증폭되는 문제가 있다. 이는, 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼 사이에서 발생되는 것으로, 이를 해소할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2005-0109936 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼 사이에서 이상 소음이 발생하는 것을 차단하는 엔진의 벨트풀리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼가 마주하는 부분에 조성된 캐비티를 그 반경방향에서 막는 형상으로 단차부가 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 벨트풀리의 축방향으로 상기 토셔널진동댐퍼가 결합되고, 상기 토셔널진동댐퍼에 상기 벨트풀리를 향하여 상기 단차부가 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 캐비티가 상기 벨트풀리 일단의 테두리를 포함하는 축방향 일면과, 이와 마주하는 토셔널진동댐퍼 사이에 형성되고; 상기 단차부가 상기 캐비티의 입구를 덮는 형상으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 단차부가 상기 벨트풀리 일단의 테두리까지 덮는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 단차부는 상기 벨트풀리 일단의 테두리와 반경방향으로 소정 간극을 두어 형성될 수 있다.
상기 토셔널진동댐퍼의 원주방향을 따라 이너셔링이 결합되고; 상기 이너셔링의 일면에 상기 벨트풀리를 향하여 돌출된 형상으로 단차부가 단차지게 형성될 수 있다.
상기 벨트풀리에 풀리 디커플러가 결합되고; 상기 풀리 디커플러에 토셔널진동댐퍼가 결합될 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 캐비티의 반경방향으로 단차부를 둠으로써, 캐비티 내에서 발생한 음파가 단차부에 막혀 캐비티의 외부로 발산되지 못하게 되는바, 벨트풀리 시스템에서의 공명 특성이 변화하게 되고, 이에 엔진계에 이상 소음이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 48V 마일드 하이브리드 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 기존의 벨트풀리 시스템에서 캐비티의 반경방향이 개방된 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 토셔널진동댐퍼와 벨트풀리의 결합 전 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 벨트풀리 시스템에서 캐비티의 반경방향으로 단차부가 막는 구성을 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 엔진의 벨트풀리 시스템(1)은, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같은 48V 마일드 하이브리드 시스템의 차량에 적용이 가능할 수 있고, 이 외에도 스타터 제너레이터(Starter and Generator)가 다른 방식으로 엔진과 연결되어 사용되어지는 차량에도 적용이 가능할 수 있다.
즉, 엔진의 크랭크축으로부터 전달되는 동력이 벨트풀리 전동시스템에 의해 MHSG에 전달되고, 상기 벨트풀리(3)에 토셔널진동댐퍼(7)가 설치된다.
특히, 본 발명에서는 토셔널진동댐퍼(7)의 구조개선을 통해 벨트풀리 시스템(1)계에서 발생되는 이상 소음을 제거하게 된다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 기술적 특징에 대해 구체적으로 살펴보면, 본 발명은, 벨트풀리(3)와 토셔널진동댐퍼(7)가 마주하는 부분에 캐비티(17)가 조성되는데, 이 캐비티(17)의 그 반경방향에서 막는 형상으로 단차부(15)가 마련되는 구조가 된다.
이때에, 상기 벨트풀리(3)의 축에는 풀리 디커플러(5)가 결합되어, 토셔널진동을 저감하도록 구성이 되고, 상기 풀리 디커플러(5)의 축방향으로 토셔널진동댐퍼(7)가 볼팅 체결되어 결합되는 구조가 된다.
즉, 풀리 디커플러(5)와 토셔널진동댐퍼(7) 사이에 형성된 캐비티(17)가 엔진과 풀리 디커플러(5)의 진동에 의해 울림통이 되는 공명현상이 발생하게 되고, 특정 주파수 대역에서 공진이 발생하게 된다.
그런데, 기존에는 도 2와 같이 상기 캐비티가 그 반경방향으로 개방된 구조로 형성됨으로써, 특정 주파수에서 발생한 공진이 캐비티의 외부로 자유롭게 발산되고, 이에 엔진에 이상소음을 유발하는 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는 캐비티(17)의 반경방향으로 단차부(15)를 둠으로써, 캐비티(17) 내에서 발생한 음파가 단차부(15)에 막혀 캐비티(17)의 외부로 발산되지 못하게 되는바, 벨트풀리 시스템에서의 공명 특성이 변화하게 되고, 이에 엔진계에 이상 소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.
도 4를 참조하여 상기 단차부(15)의 바람직한 실시예의 구성을 살펴보면, 상기 벨트풀리(3)의 축방향으로 상기 토셔널진동댐퍼(7)가 결합이 되고, 상기 토셔널진동댐퍼(7)에 상기 벨트풀리(3)를 향하여 상기 단차부(15)가 돌출되어 형성되는 구조가 된다.
즉, 상기 단차부(15)가 토셔널진동댐퍼(7)에 형성되면서 벨트풀리(3)를 향해 돌출됨으로써, 돌출된 단차부(15)가 캐비티(17)를 막도록 구성이 된다.
조금 더 구체적으로 살펴보면, 상기 캐비티(17)는 상기 벨트풀리(3) 일단의 테두리를 포함하는 축방향 일면과, 이와 마주하는 토셔널진동댐퍼(7) 사이에 형성이 된다.
이에, 상기 단차부(15)가 상기 벨트풀리(3)를 향해 돌출되면서 상기 캐비티(17)의 입구를 덮는 형상으로 형성이 된다.
즉, 상기 단차부(15)가 상기 캐비티(17)의 반경방향에서 그 입구를 덮는 형상으로 형성됨으로써, 캐비티(17) 내에서 발생되는 음파가 캐비티(17)의 외부로 발산되지 못하게 되는 것이다.
또한, 상기 단차부(15)가 상기 벨트풀리(3) 일단의 테두리까지 덮는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 캐비티(17)의 입구를 막는 역할의 단차부(15)가 캐비티(17)의 입구 뿐만 아니라, 그와 인접한 부분까지 막게 됨으로써, 캐비티(17)에서 발생된 음파가 반경방향으로 발산되는 것을 원천적으로 차단하게 된다.
반면, 상기 단차부(15)는 상기 벨트풀리(3) 일단의 테두리와 반경방향으로 소정 간극(g)을 두어 형성될 수 있다.
즉, 상기 캐비티(17)의 반경방향에 단차부(15)를 두어 음파가 외부로 발산되는 것을 차단하면서도, 벨트풀리(3) 일단의 테두리와 단차부(15)가 서로 접촉하지 않도록 형성하여 이들의 간섭에 의해 마찰소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 단차부(15)는 토셔널진동댐퍼(7)에 형성될 수 있는 것으로, 바람직하게는 토셔널진동댐퍼(7)의 이너셔링(13)에 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 토셔널진동댐퍼(7)의 원주방향을 따라 이너셔링(13)이 결합되는데, 상기 이너셔링(13)은 적절한 관성력으로 엔진의 토셔널진동을 저감하는 역할의 질량체일 수 있다. 참고로, 상기 이너셔링(13)의 내측에는 댐퍼러버(11)가 마려되고, 상기 러버의 내측에는 댐퍼허브(9)가 마련되어, 상기 댐퍼허브(9)가 상기 풀리 디커플러(5)에 결합되는 구조가 된다.
그리고, 상기 벨트풀리(3)와 마주하는 상기 이너셔링(13)의 일면에는 상기 벨트풀리(3)를 향하여 돌출된 형상으로 단차부(15)가 단차지게 형성이 된다.
즉, 상기 단차부(15)가 상기 이너셔링(13) 상에 단차진 형상으로 형성되고, 이 단차진 부분이 상기 캐비티(17)의 반경방향에 위치하게 됨으로써, 캐비티(17)에서 발생되는 음파가 캐비티(17)의 외부로 발산되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 단차부(15)가 상기 이너셔링(13)에 일체로 형성됨으로써, 단차부(15)를 구비하기 위한 별물 부품이 필요치 않아, 제품을 간소화시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 캐비티(17)의 반경방향으로 단차부(15)를 둠으로써, 캐비티(17) 내에서 발생한 음파가 단차부(15)에 막혀 캐비티(17)의 외부로 발산되지 못하게 되는바, 벨트풀리 시스템에서의 공명 특성이 변화하게 되고, 이에 엔진계에 이상 소음이 발생하는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 벨트풀리 시스템
3 : 벨트풀리
5 : 풀리 디커플러
7 : 토셔널진동댐퍼
9 : 댐퍼허브
11 : 댐퍼러버
13 : 이너셔링
15 : 단차부
17 : 캐비티

Claims (7)

  1. 벨트풀리와 토셔널진동댐퍼가 마주하는 부분에 조성된 캐비티를 그 반경방향에서 막는 형상으로 단차부가 마련된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨트풀리의 축방향으로 상기 토셔널진동댐퍼가 결합되고;
    상기 토셔널진동댐퍼에 상기 벨트풀리를 향하여 상기 단차부가 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 캐비티가 상기 벨트풀리 일단의 테두리를 포함하는 축방향 일면과, 이와 마주하는 토셔널진동댐퍼 사이에 형성되고;
    상기 단차부가 상기 캐비티의 입구를 덮는 형상으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 단차부가 상기 벨트풀리 일단의 테두리까지 덮는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 단차부는 상기 벨트풀리 일단의 테두리와 반경방향으로 소정 간극을 두어 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 토셔널진동댐퍼의 원주방향을 따라 이너셔링이 결합되고;
    상기 이너셔링의 일면에 상기 벨트풀리를 향하여 돌출된 형상으로 단차부가 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨트풀리에 풀리 디커플러가 결합되고;
    상기 풀리 디커플러에 토셔널진동댐퍼가 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진의 벨트풀리 시스템.
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