타이어와 소음
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목 차
1. 차량소음에서 Tire Noise
2. Tire noise & vibration 발생경로 3. Pattern 가진에 의한 소음
4. 노면가진에 따른 소음 5. Tire vibration behavior
6. Radiation by vibrating wall
7. 타이어 진동 / 소음 측정방법
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•
지난 50 년 동안 차량소음저감의 노력으로 Engine, Transmission, 배기소음 등은 감소 되었으나 , 타이어 소음 감소 수준은 상대적으로 미소함 .
•
차량소음에 있어 타이어 소음은 주된 소음원 중의 하나로 인식되고 있음 .
•
Contribution to total noise : 50 % for passenger car, 15-20 % for truck and bus
•
Generating source and contribution rate in tire noise
1. 차량소음에서 Tire Noise
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차량소음의 일반적 특성
(1)현 상 발생주파수 대역 주 진 동 원 공 진 계
Booming Noise
저속 30~60Hz (~50kph) .Engine Torque변동 .차실내 공명 / 차체공진 중속 60~100Hz (50~80kph) .Engine Torque변동
.흡입기음의 투과
.구동계의 비틀림, 굽힘공진 / .배기계공진 .차체 Panel 막진동 / .차실내 공명
고속 100~200Hz(80kph~) .Engine Torque변동 .흡입기음의 투과 .Tire 불균형
.구동계의 비틀림, 굽힘공진 .배기계공진 .차체 Panel 막진동 .차실내 공명
.Engine 보기류 공진 Beat noise 40~200Hz .Engine 폭발주기 고조파와 A/con comp., P/Str’g
pump 등의 회전 고조파의 근접
.Engine 폭발주기 고조파와 Tire 회전 고조파의 근접
.차체공진
Road noise 30~60Hz .노면요철 / .표면이 거친 포장도로 .Tire 공진 / .차체 국부공진 / .차실내 공명 Harshness .노면의 요철 및 단차 /.노면의 홈 및 Hole .Tire 공진 / .Suspension 공진 / .차체공진 Squeal noise 200~10kHz .Brake pad와 Disk의 마찰과 진동
.Shoe와 Drum 마찰과 진동
.Disk 공진 / .Drum / .Suspension
Gear noise 300~15kHz .Gear의 치합음 .T/M Case 공진 / .T/M mounting bracket 공진
Eginge 투과음 300~500Hz .Engine진동, 기계음/연소음 .흡입계/배기계음 / .냉각 Fan음
.Engine structure 및 Moving Part 공진
Noise 100~1000Hz .Tire Pattern .Tire 탄성진동
풍절음 800~5kHz .차체표면 요철부 주위의 공기난류
.Door등 각 틈새로부터 실내유입음 잡소리 300~1500Hz .각종 Trim 장착불량
.회전부위의 Grease 주입불량
.Door, hood, trunk lid 등의 Panel 공진
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Tire+pavement Tire vibration
Vehicle Response Atmospheric Disturbances
Opinion of Populace
Structure Borne Noise
Opinion of Occupants Ride/Road Noise
Air Borne Noise
Vehicle Transmissibility
PTN Noise Pass By Noise
2. Tire noise & vibration 발생경로
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Lab. Test on Smooth Road
1st Harmony
2nd Harmony 3rd Harmony
Pattern 가진 주파수
Field Test on Asphalt Road
3. Pattern 가진에 의한 소음
높이 (Pitch) 크기 (Loudness) 음색 (Timbre) Frequency Decibel
Pitch number Groove shape Pattern shape
3-1. Tire Pattern 과 소음
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단일피치 Variable Pitch
3-2. Tire Pattern 과 소음
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Field Test (Objective Test : 차내)
Asphalt
Asphalt vs Concrete
4. 노면가진에 따른 소음
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5. Tire vibration behavior
Frequency range Behavior Modeling Mode shape
Below 80 Hz spring-mass Spring -mass First four system model Modes
80 -300 Hz elastically Circular Radial support beam Ring model
Over 300 Hz an unbound Cylindrical Radial
plate Shell model
Spring –mass System Elastically Support Beam Cylindrical Shell
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•Kirchhoff-Helmholtz Integral equation
P(X) = [G(X,Y) yP(Y) + G(X,Y)P(Y)] n ds s
∇ ∇ ⋅
∫
6. Radiation by vibrating wall
•Helmholtz Integral equation
P(X) = G(X,Y) y P(Y) n ds s
where G(X,Y) = 0
∇ ⋅
∫
∇
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Tire Modal test
7.1 타이어 진동 측정
7.타이어 진동/소음 측정방법
Vibration Test by Impact Test
Under Non-rotating & Unloaded Condition Vibration Test Under Non-rotating &
Loaded Condition
Tire Frequency Response Function(FRF)
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Tire Harshness test
차량 Shock absorber 특성 타이어 특성
측정 Data : 차량 Sock Absorber 초기 Impact Shock, Damping Ratio
타이어의 초기 Impact Shock, Damping Ratio
1.5m Microphone
0.5m
Tire
Drum
1. Sensor Position
- 차내 : 운전선 Head Rest 위치 - 차외 : 전륜중앙으로 부터 135도, 거리 1.5m, 높이 0.5m
2. Test Speed - 정속
- Coast-down (120 ~ 0 KPH) 3. 분석 System
4. Data
- 요구 속도에서의 OA Level - Spectrum
According to JASO C606, SAE 762015
시험방법
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Microphone 분석 System
Noise Test (Road Noise)
국도 (Asphalt Road) 고속도로(Concrete Road)
# Sensor Position : 전륜 - 운전자 귀에 상응하는 위치 후륜 - 후석 중앙부
# Test 항목 : 국도(Asphalt Road) - 정속주행 or Coast-down
고속도로(Concrete Road) - 정속주행 or Coast-down
시험방법
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unacceptable border
line acceptable
condition noted by
all observers most observers some critical observers trained observers not observed
in tolerable severe very poor poor marginal barely
acceptable fair good very good excellent
Subjective Test (SAE J1060)
Tire Pass-by noise
microphoe microphoe
B’
A
B B’
10m
10m
7.5m
P 7.5m P’
C’
C
Vehicle
Directive 2001/43/EC
-
차량의
Gear를 중립상태로 하고
Engine Off상태로
Coast down시
, 70~90kph속도구간
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References
1. 정승균, 1998, “승용차의 진동소음 평가 및 개선기법”, 한국소음진동공학회지 제8권 제1호 2. 김병삼, 1994, 저소음타이어설계를 위한 모델링 기법에 관한 연구, 전북대학교 박사학위논문
3. B.S. Kim, B.G. Rhee and T.K.Lee, 2006, “An Experimental Study on Sound Radiation Characteristics of Radial Tires for Vehicles, Due to Excitation”, JSME International Journal, Series C, Vol.49, No.3,
pp.873~881
4. B.S.Kim, G.J.Kim and T.K.Lee, 2007, “The identification of tyre induced vehicle interior noise”, Applied Acoustics 68(2007), pp.134~156
5. B.S.Kim, G.J.Kim and T.K.Lee, 2007, “The identification of sound generating mechanisms of tyres”, Applied Acoustics 68(2007), pp.114~133
