클러치가 빠른 기어박스에서 아이들 시 소음 문제를 어떻게 해결하는가?

자동차 공학은 공학의 한 분야로서, 자동차의 성능을 향상시키거나 사용자의 주행 경험을 개선하기 위한 방법을 끊임없이 모색하고 있습니다. 또한 차량에는 차량의 품질을 결정짓는 중요한 요소인 별도의 부문이 존재하며, 이를 소음 진동 가혹성(NVH: Noise Vibration Harshness)이라고 합니다. 고속 변속기를 탑재한 고성능 차량은 일반적으로 차량이 의도한 감각과 반대되는 높은 아이들 시 소음으로 악명이 높습니다. 이 글에서는 클러치가 어떻게 고속 변속기의 아이들 시 소음 문제를 완화할 수 있는지에 대해 살펴보고, 고속 변속기와 클러치의 작동 원리, 각도와 토크가 보조 샤프트에 미치는 진동 충격, 그리고 클러치 아이들 댐퍼의 사용에 대해 설명합니다.

특정하게 고속 변속기의 작동 원리는 이 연구 논문의 해당 부분에서 사용됩니다.

빠른 기어박스는 주로 더 빠른 기어 변속과 더 많은 파워 및 가속을 위해 사용되며, 이는 레이싱과 고속 주행에 필수적입니다. 빠른 기어박스의 핵심은 반복적으로 짧은 기어 변속 시간을 달성할 수 있다는 점이며, 이는 차량에 대한 토크 제어를 증가시킵니다. 일반적으로 빠른 기어박스는 대부분의 전통적인 수동 변속기의 H 패턴과 다른 시퀀셜 변속 시스템을 가지고 있습니다. 이 시퀀셜 변속 시스템은 운전자가 두 번째 기어로 또는 첫 번째 기어로 부드럽고 빠르게 변속하여 파워가 지속적으로 전달되도록 합니다.

빠른 기어 박스의 구성 요소에는 입력 샤프트, 출력 샤프트 및 기어가 포함됩니다. 엔진이 입력 샤프트에 전력을 공급하면 기어 트레인의 여러 기어 비율이 이 전력을 출력 샤프트로 변환하며, 이는 차례로 바퀴를 회전시킵니다. 그러나 차량이 유휴 상태일 때, 엔진이 더 집중적으로 작동하고 차량이 움직이지 않으면 부하가 없기 때문에 기어 박스에서 진동과 소음이 분명히 느껴지고 들릴 수 있습니다.

빠른 기어 박스 보조 샤프트의 진동에 영향을 미치는 각도와 토크

빠른 기어 박스에서 사용되는 보조 샤프트는 직선성과 무게 균형 측면에서 전달 샤프트를 유지하는 데 도움을 줍니다. 이는 파워플랜트가 유휴 상태일 때 진동에 민감하며, 특히 샤프트를 균형 있게 유지하기 위한 최소한의 부하가 필요합니다. 이러한 이해를 바탕으로 각도와 토크와 같은 요소들이 이러한 진동에 영향을 미친다는 것이 알려져 있습니다.

각도: 보조 샤프트의 기울기 각도는 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 경우 각도가 너무 가파르거나 정렬되지 않으면 진동이 증가하기 때문에 위험합니다. 예를 들어, 선호하는 헤드 각도에서 2도의 변화는 진동 진폭을 10% 증가시켜 고속 회전 시 큰 소음으로 이어질 수 있습니다.

토크: 보조 샤프트에서 고려된 부하량은 적용된 토크에 의해 발생합니다. 저속 상태에서는 토크가 낮아 보조 샤프트의 변속기 내부 고유 진동을 억제하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 20N.m 미만의 토크를 가진 보조 샤프트는 진동할 수 있으며 이러한 진동은 저속 소음으로 들릴 수 있지만 최적 성능에서는 토크가 이러한 소음을 제거합니다.

클러치 아이들 댐퍼의 작동 원리

클러치 아이들 댐퍼는 specifically 개발되었으며 진동과 소음이라는 두 가지 문제를 해결하기 위해 설계되었습니다. 아이들링 중 발생하는 엔진에서 변속기로 전달되는 토크 진동을 흡수하고 감쇠시키는 것이 댐퍼의 역할입니다. 이를 통해 변화를 완화하고, 그로 인한 소음을 줄일 수 있습니다.

그것들은 기어드 휠의 클러치 어셈블리 일부로 스프링과 마찰 재료를 가지고 있습니다. 엔진이 아이들 상태로 작동하고 클러치가 고정되면, 스프링은 팽창과 수축을 통해 토크 진동을 흡수하며, 마찰 재료는 에너지를 열로 바꿔서 진동을 감소시킵니다.

아이들 속도에서 발생하는 비정상적인 소리를 클러치를 통해 어떻게 해결할 것인가?

클러치를 사용하는 빠른 기어박스에서 그림자 소음 문제를 다룰 때, 엔지니어는 각도와 토크 파라미터 설정에 있어 타협하지 않는 접근이 필요합니다. 클러치 아이들 댐퍼를 장착하면 보조 샤프트의 진동을 줄여 소음을 감소시킬 수 있습니다.

최적의 각도: 보조 샤프트의 각도 조정은 0.5도 이내의 범위로 이루어져 운영 중 발생할 수 있는 편차와 소음을 피하고 줄이는 데 도움이 됩니다.

적절한 토크: 25 Nm를 초과하는 아이들 토크가 권장되며, 이는 보조 샤프트의 안정성을 증가시켜 루머로부터 보호합니다. 이 최대값은 클러치 아이들 댐퍼가 장착된 경우, 가장 작은 비틀림 방해 요소 외에는 거의 모든 것이 감쇠되어 청각적으로 인식되지 않도록 합니다.

결론적으로, 고속 기어박스에서의 아이들 소음 문제를 해결하기 위해서는 각도와 토크가 클러치, 벨트 풀리, 그리고 상부 덮개 요소들의 감쇠 작용과 어떻게 서로 상호작용하는지 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 매개변수들을 적절히 조정하고 적합한 감쇠기를 적용하면 고출력 차량의 NVH 성능을 향상시키고 더 나은 아이들 상태의 NVH 특성을 제공할 수 있습니다.