등가 보 모델링 방법을 이용한 차량 배기계의 벨로우즈 동특성 예측

홍진호; 김용대; 이남영; 이상우

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홍진호 (현대자동차)
김용대 (현대자동차)
이남영 (현대자동차)
이상우 (현대자동차)

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배기계는 엔진 및 현가계와 함께 차량의 주요 가진원 중의 하나이다. 배기계는 엔진과 직접적으로 연결된 시스템으로서 차체와의 연결 마운트를 통하여 엔진 구동 시의 진동을 차체로 전달한다. 따라서 배기계로부터 전달되는 진동을 저감하기 위해서는 배기계 진동특성을 예측해야 하고, 배기계의 주요부품인 벨로우즈의 정확한 특성을 묘사해야 한다. 그러나 벨로우즈는 복잡한 형상으로 인하여 특성을 예측하는 데에 어려움이 있었다. 설계 단계에서 벨로우즈에 대한 등가 변환 이론이 적용되었지만, 구간에 따라 주름의 크기가 달라지는 차량용 벨로우즈에 적용하기에는 부족함이 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석기법을 이용하여 차량용 벨로우즈의 모델링 기법을 제시하고, 그 정확성을 실험결과와 비교하여 입증하였다.

The exhaust system is one of the major sources of vibrations, along with the suspension system and engine. When the exhaust system is connected directly to the engine, it transfers vibrations to the vehicle body through the body mounts. Therefore, in order to reduce the vibrations transmitted from the exhaust system, the vibration characteristics of the exhaust system should be predicted. Thus, the dynamic characteristics of the bellows, which form a key component of the exhaust system, must be modeled accurately. However, it is difficult to model the bellows because of the complicated geometry. Though the equivalent beam modeling technique has been applied in the design stage, it is not sufficiently accurate in the case of the bellows which have complicated geometries. In this paper, we present an improved technique for modeling the bellows in a vehicle. The accuracy of the modeling method is verified by comparison with the experimental results.

#벨로우즈(Bellows) #등가 보(Equivalent beam) #유한요소해석(Finite element analysis)