2-5 바운스계의 진동 특성

-- 여기서  말하고자 하는 것은 자동차의 댐퍼의 감쇠력은 그냥 주먹구구식으로 설정되는 것이 아니라 자동차의 무게와 스프링의 정수에 따라서 정해진 범위 안에서 설정된다는 것이다.

 

바운스계(상하동계)의 튜닝방법에 관해서는 다음에 상세하게 서술하겠지만 여기서는 기초적인 바운스계 진동과 승차감에 관해서 언급해 둔다.

 

감쇠의 비율을 나타내는 감쇠계수비 식 ζ (= C / Cc)은 스프링 ~ 쇼크압쇼바 ~ 중량 등의 바운스에 따라 아래 식으로 구할 수 있는 지수이다.

 

 

위 식에서 C = C* / Vp

W  = 바퀴하중

k    = 스프링 정수

C   = 점성 감쇠계수

C* = 쇼크업소버 감쇠력 (신측, 압측의 평균)

Vp = 피스톤 속도 (0.3m/sec)

Cc = 임계 감쇠계수  =         

 

점성 감쇠계수가 이 임계 감쇠계수 이상으로 되면 무주기 운동이 된다.                           

 

우선 처음에는 스프링 아래를 생각하지 않고 아래 그림 왼쪽과 같이 간단한 자유도계 진동모델로 생각하면 아래 그림 오른쪽처럼 된다.

즉 감쇠계수비 (C/Cc)가 크면 스프링 상 공진부근의 제진효과는 크지만 공진점을 넘은 영역에서 그 제진효과는 역전한다.

 

다음으로 2 자유도 모델(아래 그림 왼쪽)로 생각하면 아래 그림 오른쪽 그리고 저 아래 그림 왼쪽처럼 되고 감쇠계수C를 증가시킨다. (즉C/Cc를 높인다)면 스프링 상 공진점 부근의 진동가속도는 감소하지만 그 외의 영역에서는 진동가속도는 증가하고 있다. 그래서 C/Cc에는 바람직한 적정영역이 있고 일반적으로 30~50%이다.

 

 

한편 감쇠계수비 (=C/Cc)는 진동의 감쇠의 비율을 나타내는 지수이다.

 

아래 그림 오른쪽에서 B/A = b/a, C/B = c/b의 경우 절대치 레벨은 다르지만 감쇠계수비(댐핑 ratio)는 동일하게 된다. 그래서 진동의 절대치 레벨을 포함함 지수는 아니기 때문에 승차감을 고려한 경우에는 절대치 레벨도 고려할 필요가 있다. 감쇠력이나 스프링 정수와 같이 절대치의 파라메타가 진동의 절대치 레벨에 영향을 주기 때문에 주의가 필요하다.  

 

 

 

C/Cc는 위의 식에서도 분명하듯이 스프링~쇼크업소버 중량 등의 밸런스에 따라서 결정되는 지수이다. 그래서 스프링에 대한 쇼크업소버의 바람직한 밸런스도 C/Cc의 바람직한 존에서 결정되어진다.

 

 

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