초록 ▼

자동차 타이어의 직진 주행 소음은 타이어 주행방향에 배열되어 있는 트레드 피치수와 타이어 회전수 곱의 정수배로 주파수의 피크를 갖고 있다. 특히, 소음이 큰 타이어는 이 주파수에서의 음압레벨이 타이어 전체의 소음레벨을 지배한다. 이 특정 주파수의 음을 피치소음(pitch noise)이라 부른다. 타이어 트레드 평면은 트레드 패턴이라고 부르는 규칙적인 무늬 형상으로 조각되어 있기 때문에 타이어가 주행할 때, 이트레드 패턴 그루브에 포함된 공기가 접지면 내에서 압축되어 접지면으로 부터 떨어지는 순간 방출하게 된다.
타이어 소음의

자동차 타이어의 직진 주행 소음은 타이어 주행방향에 배열되어 있는 트레드 피치수와 타이어 회전수 곱의 정수배로 주파수의 피크를 갖고 있다. 특히, 소음이 큰 타이어는 이 주파수에서의 음압레벨이 타이어 전체의 소음레벨을 지배한다. 이 특정 주파수의 음을 피치소음(pitch noise)이라 부른다. 타이어 트레드 평면은 트레드 패턴이라고 부르는 규칙적인 무늬 형상으로 조각되어 있기 때문에 타이어가 주행할 때, 이트레드 패턴 그루브에 포함된 공기가 접지면 내에서 압축되어 접지면으로 부터 떨어지는 순간 방출하게 된다.
타이어 소음의 개선책으로 많은 연구가 있지만 피치 배열(pitch variable)이 피치 소음에 대한 대책으로 채택되고 있다. 피치 배열은 패턴을 구성하는 최소 단위인 피치의 길이를 두개 이상의 크기로 나누고 적당히 타이어 원주 방향으로 배열하는 것이다. 이 배열에 의해 일정한 피치로 배열하였을 때 발생하는 하나의 큰 피크를 여러개의 피크로 분산시킬 수 있다. 이것은 소위 백색소음(white noise)에 가깝게 하는 것으로 주파수 변조이론에 의해 설명된다.
본 연구에서는 위와 같은 이론에 준하여 피치/ 패턴 소음 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 기존의 주파수 변조이론을 기초로 한 소음시뮬레이션 프로그램은 단순히 타이어 원주 방향으로 피치 배열에 대한시뮬레이션 결과만을 나타내고 있고 마모 등과 같은 타이어의 제 특성에 대한 영향은 고려하지 못하였으며, 최적의 피치 배열을 찾는데 장시간의 시행착오를 요하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 피치 배열을 할때, 타이어 특성과 제조 과정중 타이어를 가류하는 Mold 제작에 영향을 미치지 않도록 구속조건을 고려하였고, 구속조건 내에서 최적의 피치 배열를 찾고자 하였다.
또한, 타이어 도로소음에 영향을 미치는 타이어의 진동특성을 실험적인 방법으로 조사하였고, 타이어 진동음향 방사에 관한 이론과 실험적인 방법을 통하여 타이어 진동음향 방사 특성을 조사하였다. 타이어 진동음향 방사에 관한 특성을 기초로 타이어 도로소음을 예측하였다.
타이어 도로소음에 관한 예측 프로그램을 개발하여 실제 타이어를 개발하는 단계에서 타이어 설계인자가 미치는 영향을 조사하였다. 타이어 도로소음 예측 프로그램에 대한 결과를 확인하기 위하여 실제 자동차 주행시험을 실시하여 그 효과를 파악하였다.

Abstract ▼

Among various environmental pollution problem by automobile increase, damage by automobile noise is increasing.
automobile noise is engine, Inhalation·exhaust system, gearbox, various noise source with tire, this study wished to develop a design technology to reduce noise of tire.
Developed ti

Among various environmental pollution problem by automobile increase, damage by automobile noise is increasing.
automobile noise is engine, Inhalation·exhaust system, gearbox, various noise source with tire, this study wished to develop a design technology to reduce noise of tire.
Developed tire pitch/ pattern noise and road noise estimate program to develop design technology of low noise tire, and presented tire noise reduction plan because uses estimate program.
The first year of this study, to present tire pitch/ pattern noise estimate program and reduction plan that is target,
- usual research and investigation about tire noise.
- Investigation for tire noise generation mechanism
- Theoretical background about pitch/ pattern noise generation .
- Pitch/ pattern noise simulation result and investigation .
- Enforced outdoor proving ground experiment etc.. about pitch/ pattern noise.
The second year of this study ,
To present tire pitch/ pattern noise estimate program and reduction plan，
- theoretical background grasping about tire structure rumble .
- arrangement and numerical analysis of structure- borne sound of tire.
- outdoor proving ground examination assessment (present level) about structure- borne sound of tire.
- estimate program development of structure- borne sound of tire .
- Tire design that use estimate program of structure- borne sound of tire.
- Test tire manufacture for reduction of structure - borne sound of tire.
- Enforced out door proving ground examination estimation etc.. for test tire.
Program developed in this study considered constraint so that tire pitch arrangement may not affect in troy manufacture. And did to seek optimum pitch arrangement in constraint . Also, investigated basic dimension and special quality of tire that is used in this study, and section Profile of tire .
This study finding evaluated through outdoor proving ground examination . Wished to uses simulation program and compares predicting result and frequency analysis result saving through outdoor proving ground examination and improves consummativeness of simulation program.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 요약문 ...2
• SUMMARY ...8
• CONTENTS ...10
• 목 차 ...12
• 제1장 서론 ...14
• 제1절 연구의 중요성(필요성) ...14
• 제2절 연구의 목적 ...15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...18
• 제1절 타이어 소음의 발생기구 ...18
• 제2절 종래의 연구에 대한 자료수집 및 분석 ...19
• 제3장 피치/패턴 소음 ...29
• 제1절 피치소음 발생기구에 관한 이론적 배경 ...29
• 제2절 피치소음 시뮬레이션 ...32
• 제3절 패턴 소음 발생기구에 관한 이론적 배경 ...37
• 제4절 피치/패턴소음 시뮬레이션 프로그램 실행 결과 및 고찰 ...46
• 제5절 피치/패턴소음에 관한 실차 실험 ...57
• 제4장 도로소음 ...71
• 제1절 자동차 타이어의 모드 해석 ...76
• 1. 이론적 배경 ...76
• 2. 시뮬레이션 ...85
• 3. 진동실험 및 분석 ...87
• 4. 실험결과 고찰 ...99
• 제2절 자동차 타이어 구조진동 음향기구 해석 ...109
• 1. 타이어를 보로 모델링한 경우 ...109
• 2. 타이어를 링으로 모델링한 경우 ...118
• 제3절 자동차 타이어 도로소음 실험 ...122
• 1. 자동차 타이어 축의 진동 및 실내소음 시험법 모색 ...122
• 2. 도로소음과 타이어 ...126
• 3. 도로소음에 관한 실험결과 ...128
• 4. 자동차 도로소음과 타이어 설계인자 ...129
• 5. 자동차 도로소음(구조진동음) 개선을 위한 타이어 설계지침 ...137
• 제4 절 진동음향방사 예측시뮬레이션 프로그램 ...140
• 1. 시뮬레이션 프로그램의 구성 ...140
• 2. 적용사례 ...144
• 제5장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...149
• 제6장 연구개발결과의 활용 계획 ...150
• 1. 자동차 실차 주행평가에 의한 신제품 개발 ...150
• 2. 자동차 타행 실차시험 평가에 의한 신제품 개발 ...152
• 3. 자동차용 알루미늄 합금 휠과 도로소음과의 관계규명 ...154
• 4. 진동음향방사 예측시뮬레이션 프로그램 ...156
• 제7장 참고문헌 ...163