전문 차량 NVH 테스트 공급 업체로서, 차량의 NVH (소음, 진동 및 가혹함) 성능을 결정하는 데 엔진이 얼마나 중요한지를 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 테스트 중에 엔진과 차량 NVH 성능의 복잡한 관계를 탐구하여 다양한 요소와 그 의미를 탐구합니다.
엔진 연소 공정 및 NVH
엔진 내의 연소 과정은 주요 소음 및 진동의 주요 원인입니다. 공기 - 연료 혼합물이 실린더에서 점화되면 압력이 급격히 증가합니다. 이 압력 상승은 엔진 블록 및 기타 구성 요소가 진동을 일으킬 수있는 기계적 힘을 생성합니다. 그런 다음 이러한 진동은 엔진 장착을 통해 차량 섀시 및 궁극적으로 객실로 전송됩니다.
테스트하는 동안 연소 압력 곡선을 면밀히 모니터링합니다. 노크 또는 사전 점화와 같은 불규칙한 연소는 압력이 급격히 급증하여 소음이 증가하고 가혹한 진동을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 노크는 공기 - 연료 혼합물이 실린더에서 조기에 폭발하는 현상입니다. 이것은 뚜렷한 금속성 "노크"소리와 중요한 진동을 일으킬 수 있습니다. 높은 정밀 센서를 사용하여 연소 과정을 분석함으로써 이러한 문제를 조기에 식별하고 해결할 수 있습니다.
엔진 회전 구성 요소 및 진동
크랭크 샤프트, 피스톤 및 캠 샤프트를 포함한 엔진의 회전 구성 요소도 NVH 성능에 큰 영향을 미칩니다. 이 구성 요소는 고속으로 작동하며 상당한 관성력이 적용됩니다. 이 회전 부품의 불균형은 진동으로 이어질 수 있습니다.
예를 들어, 크랭크 샤프트의 균형이 올바르게 균형을 잡지 않으면 회전 할 때 불균형 원심력이 생성됩니다. 이 힘으로 인해 엔진이 진동하여 차량 전체에서 느낄 수 있습니다. 테스트하는 동안 동적 밸런싱 머신을 사용하여 회전 구성 요소가 허용 가능한 균형 한계 내에 있는지 확인합니다. 또한 엔진과 차량의 차체의 다양한 위치에 배치 된 가속도계를 사용하여 진동을 측정합니다. 이러한 측정은 진동의 소스와 심각성을 진단하는 데 도움이됩니다.
엔진 마운트 및 NVH 분리
엔진 마운트는 차량의 나머지 부분에서 엔진의 진동을 분리하는 데 중요한 역할을합니다. 그들은 엔진에서 생성 된 진동을 흡수하고 약화 시키도록 설계되었습니다. 고무 마운트, 유압 마운트 및 활성 마운트를 포함하여 다양한 유형의 엔진 마운트가 있습니다.
고무 마운트는 가장 일반적인 유형이며 비교적 저렴합니다. 그들은 고무의 탄성 특성을 사용하여 진동을 흡수함으로써 작동합니다. 그러나 다른 주파수에서 진동을 약화시키는 능력 측면에서 제한이 있습니다. 반면에 유압 마운트는 유체가 채워진 챔버를 사용하여 더 나은 진동 분리를 제공합니다. 그들은 다른 엔진 작동 조건에 적응할 수 있으며 진동을 줄이는 데 더 효과적입니다. 활성 마운트는 전자 제어 시스템을 사용하여 실제 시간으로 강성을 조정하여 최상의 NVH 분리를 제공합니다.
테스트하는 동안 엔진에서 차량 섀시로의 진동 전송을 측정하여 엔진 마운트의 성능을 평가합니다. 또한 다른 하중 조건과 엔진 속도에서 마운트를 테스트하여 효과를 보장합니다. 엔진 마운트가 제대로 작동하지 않으면 객실의 소음과 진동이 증가 할 수 있습니다.
배기 시스템 및 소음 방출
배기 시스템은 차량 NVH 성능의 또 다른 중요한 요소입니다. 배기 가스가 엔진을 종료함에 따라 높은 속도 가스 흐름과 압력 변동을 생성하여 소음을 생성 할 수 있습니다. 배기 시스템은 머플러 및 공진기를 사용 하여이 노이즈를 줄이기 위해 설계되었습니다.
머플러는 일련의 챔버와 배플을 사용하여 음파를 반사하고 흡수하여 작동합니다. 반면에 공진기는 원치 않는 노이즈를 취소하기 위해 특정 주파수로 조정됩니다. 테스트하는 동안 배기 시스템을 따라 다른 위치에 배치 된 마이크를 사용하여 배기 노이즈 레벨을 측정합니다. 또한 배기 노이즈의 주파수 스펙트럼을 분석하여 지배적 주파수를 식별하고 머플러 및 공진기의 설계를 최적화합니다.
흡기 시스템 및 소음 생성
엔진의 흡기 시스템은 또한 차량 NVH에 기여할 수 있습니다. 엔진이 공기로 끌어 올리면 흐름 노이즈가 발생합니다. 이 노이즈는 흡기 매니 폴드, 에어 필터 및 스로틀 바디의 설계에 영향을받을 수 있습니다.
제대로 설계되지 않은 흡기 시스템은 난류 흐름을 유발하여 노이즈를 증가시킬 수 있습니다. 예를 들어, 공기 필터가 막히거나 흡입 매니 폴드에 뾰족한 구부러지면 공기의 부드러운 흐름을 방해하고 노이즈를 생성 할 수 있습니다. 테스트하는 동안 흐름 시각화 기술 및 음향 측정을 사용하여 흡기 시스템의 성능을 평가합니다. 그런 다음 설계를 개선하여 섭취 소음을 줄일 수 있습니다.
NVH에 대한 엔진 기술의 영향
엔진 기술의 발전은 NVH 성능에 큰 영향을 미쳤습니다. 예를 들어, 직접 분사 엔진의 개발로 인해보다 정확한 연료 전달이 발생하여 연소 공정을 개선하고 소음 및 진동을 줄일 수 있습니다. 반면에 하이브리드 및 전기 엔진은 전통적인 내연 기관에 비해 훨씬 조용하고 부드러운 작동을 제공합니다.
하이브리드 차량에서 전기 모터는 가속 중에 엔진을 지원하여 엔진의 하중을 줄이고 진동을 최소화 할 수 있습니다. 전기 자동차에는 내연 기관이 없으므로 기본 엔진 소음 및 진동의 원인이 제거됩니다. 그러나 전기 모터에 의해 생성 된 노이즈 및 전력 전자 장치와 같이 여전히 NVH와 관련된 도전에 직면 해 있습니다.
엔진 - 차량 통합에 대한 NVH 테스트의 중요성
NVH 테스트는 엔진을 차량의 나머지 부분과 완벽하게 통합하는 데 필수적입니다. 이를 통해 차량 개발 프로세스 초기에 NVH 문제를 식별하고 해결할 수있어 장기적으로 시간과 비용을 절약 할 수 있습니다.
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참조
- Gillespie, TD (1992). 차량 역학의 기초. 자동차 엔지니어 협회.
- Singh, R. (2007). 기계적 진동. John Wiley & Sons.
- Crocker, MJ (ed.). (2007). 소음 및 진동 제어 핸드북. John Wiley & Sons.