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문제 정의
- 본 연구에서는 럼블 소음에 영향을 주는 인자를 크게 차량과 타이어 측면으로 나누어 알아보았다. 저연비, 저중량 차량 및 타이어가 개발되는 추세에서 럼블 소음의 유입은 증가하였고, 차량의 영향이 크게 작용함을 알 수 있다.
제안 방법
- LRR(저 회전저항) 적용 시 럼블 소음의 영향을 분석하기 위해 럼블 소음 Best(B버전) 와 Worst(C버전) 타이어에 LRR 설계를 적용한 시험 타이어를 설계하였다. LRR 시험타이어에는 LRR 고무를 적용하였으며, 중량 저감 효과를 위해 Cap Tread 게이지를 1mm 감소시켰다.
- LRR(저 회전저항) 적용 시 럼블 소음의 영향을 분석하기 위해 럼블 소음 Best(B버전) 와 Worst(C버전) 타이어에 LRR 설계를 적용한 시험 타이어를 설계하였다. LRR 시험타이어에는 LRR 고무를 적용하였으며, 중량 저감 효과를 위해 Cap Tread 게이지를 1mm 감소시켰다.
- Side부 강성에 대한 럼블 소음 영향을 분석하기 위해 시험타이어 중 조건 #3 인 A와 B, 조건 #4 인 C와 D를 비교하였다. 조건 #3은 Tread부 강성이 큰 경우 Side부 강성 변경에 대한 럼블 소음의 영향을 비교한 것이고, 조건 #4는 Tread부 강성이 작은 경우 Side부 강성 변경에 대한 럼블 소음의 영향을 비교한 것이다.
- Tread부 강성에 대한 럼블 소음 영향을 분석하기 위해 시험타이어 중 조건 #1 인 A와 C, 조건 #2 인 B와 D를 비교하였다. 조건 #1은 Side부 강성이 큰 경우 Tread부 강성에 대한 럼블 소음의 영향을 비교한 것이고, 조건 #2는 Side부 강성이 작은 경우 Tread부 강성에 대한 럼블 소음의 영향을 비교한 것이며, 결과는 Table 4와 같다.
- 시험타이어는 중형차 규격인 215/55R17로 선정하였으며, Table 1 과 같이 타이어 강성을 Tread부와 Side부로 나누어 설계하였다. 교호 작용이 없도록 각 부 별 단일 인자를 사용하였고, Tread부 강성은 벨트 각도 변경으로, Side부 강성은 APEX높이 차이로 설계하였다.
- 동일 시험타이어 4버전, 동일 조건으로 각 3차량에 대해 실차 소음 시험을 하였으며, 차량 별 럼블 소음 수준은 Fig. 2와 같다. 차량에 따른 럼블 소음 우세 순은 ㉰→㉮→㉯이며, 이는 실 측정한 공차중량이 큰 순서와 같다.
- 차량 영향을 알아보기 위해 제조사 및 동일 제조사에서 출시 년도가 다른 중형급 3차종을 선택하였으며, 타이어 영향을 알아보기 위해서는 타이어를 크게 Tread부와 Side부로 나누어 강성 변화를 준 시험타이어를 설계하여, 각 3차종으로 시험하였다. 또한, LRR(저 회전저항) 시험타이어를 설계하여 LRR 타이어에 대한 럼블 소음 영향을 분석하였다.
- 본 연구에서는 효과적인 결과 분석을 위해 대표 분석 인자를 선정하였다. 방법은 시험타이어 4버전 간 럼블 소음 우열을 이용, 상관성을 분석하여 선정한 대표 인자로 결과 분석 및 연구를 진행하는데 큰 영향이 없는지 확인하였다. 대표 분석 인자는 Table 3과 같으며, Rough Asphalt-60KPH 시험 조건에서 전석 소음의 RMS 결과 값으로 선정하였다.
- 본 논문에서는 럼블 소음에 대해 크게 차량 영향과 타이어 영향으로 나누어 시험/ 분석하였다. 차량 영향을 알아보기 위해 제조사 및 동일 제조사에서 출시 년도가 다른 중형급 3차종을 선택하였으며, 타이어 영향을 알아보기 위해서는 타이어를 크게 Tread부와 Side부로 나누어 강성 변화를 준 시험타이어를 설계하여, 각 3차종으로 시험하였다.
- 본 연구에서는 효과적인 결과 분석을 위해 대표 분석 인자를 선정하였다. 방법은 시험타이어 4버전 간 럼블 소음 우열을 이용, 상관성을 분석하여 선정한 대표 인자로 결과 분석 및 연구를 진행하는데 큰 영향이 없는지 확인하였다.
- 상관성 분석 방법은 강성 별 시험타이어 4버전의 차량에 따른 실차 평가 결과를 이용하여, 럼블 개선시 그 외 소음의 변화(유입 증가 및 감소)를 비교하고, 시험타이어 4버전 간 럼블 소음 우열과 그 외 소음의 우열을 비교하는 방법으로 하였다.
- 본 논문에서는 럼블 소음에 대해 크게 차량 영향과 타이어 영향으로 나누어 시험/ 분석하였다. 차량 영향을 알아보기 위해 제조사 및 동일 제조사에서 출시 년도가 다른 중형급 3차종을 선택하였으며, 타이어 영향을 알아보기 위해서는 타이어를 크게 Tread부와 Side부로 나누어 강성 변화를 준 시험타이어를 설계하여, 각 3차종으로 시험하였다. 또한, LRR(저 회전저항) 시험타이어를 설계하여 LRR 타이어에 대한 럼블 소음 영향을 분석하였다.
대상 데이터
- 시험 차량은 중형급 총 3차종으로 A사의 2004년과 2009년 모델, B사의 2010년 모델로 선정하였으며, 시험 노면 및 주행 속도는 소음 평가 주 항목인 Rough Asphalt - 60KPH 와 Smooth Asphalt - 80KPH 로 하였다. 소음은 운전석 오른쪽 귀와 후석 중앙 귀 높이에서 계측하였고, 계측에 사용한 장비는 LMS사의 PIMENTO를 사용하였다.
- 시험 차량은 중형급 총 3차종으로 A사의 2004년과 2009년 모델, B사의 2010년 모델로 선정하였으며, 시험 노면 및 주행 속도는 소음 평가 주 항목인 Rough Asphalt - 60KPH 와 Smooth Asphalt - 80KPH 로 하였다. 소음은 운전석 오른쪽 귀와 후석 중앙 귀 높이에서 계측하였고, 계측에 사용한 장비는 LMS사의 PIMENTO를 사용하였다.
- 시험타이어는 중형차 규격인 215/55R17로 선정하였으며, Table 1 과 같이 타이어 강성을 Tread부와 Side부로 나누어 설계하였다. 교호 작용이 없도록 각 부 별 단일 인자를 사용하였고, Tread부 강성은 벨트 각도 변경으로, Side부 강성은 APEX높이 차이로 설계하였다.
성능/효과
- 동일 타이어에서도 차량에 따라 럼블 소음 수준은 큰 차이를 보이며, 차량 자체의 럼블 소음이 양호하면 타이어에 대한 성능 차이도 크지 않음을 알 수 있다. 또한, 럼블 소음 저감을 위한 타이어 강성 설계 방향은 차량과 무관하게 동일함을 보이나, 효과적인 럼블 저감을 위해 타이어에서 변경해야 할 강성 설계 부분(Tread 및 Side부)은 다름을 보여준다.
- 럼블과 부밍, 공명음의 관계를 종합하면, 럼블과 부밍은 유사관계이고, 럼블과 공명음은 Trade-off 관계이다. 따라서, 부밍과 공명음도 Trade-off 관계라 할 수 있겠다.
- 실선 양방향 화살표는 Side부 강성 변경에 대한 소음 차이 정도를, 점선은 Tread부 강성 변경에 대한 소음 차이 정도를 보여준다. 양방향 화살표 점선과 실선의 길이 비교로 타이어 각 부의 강성 변경에 대한 럼블 소음 개선 정도를 비교할 수 있으며, 차량 별 럼블 소음 개선에 지배적인 타이어 강성 인자를 도출할 수 있다. ㉮와 ㉯차량은 Tread부 강성 변경에 대한 럼블 소음의 개선 정도가 크며, ㉰차량은 Side부 강성 변경에 대한 럼블 소음의 개선 폭이 크다.
후속연구
- 차량 별 럼블에 지배적인 타이어 강성 인자가 상이하여 효과적인 럼블 개선을 위해서는 차량에 따라 변경해야 할 타이어 강성 인자를 적절하게 선정하는 것이 중요하다. 또한, 럼블은 공명음과 Trade-off 관계로 공명음 유입이 증가되지 않는 범위에서의 럼블 개선 및 지속적인 연구가 필요하다.
- 이 또한, 차량에 큰 차이를 보이지 않는다. 본 연구의 시험타이어는 강성 변화를 크게 한 타이어로 실 타이어 개발 시 럼블 소음 개선은 공명음 유입을 증가시키지 않는 범위에서의 설계 및 연구가 필요함을 말해주고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.