뉴세피아 방음 - 트렁크 진동저감을 위한 제진재 시공 테스트 및 소음측정 결과

뉴세피아 트렁크 진동저감을 위한 제진재 시공 테스트 및 소음측정결과

제목은 꽤나 거창하지만 사실 이번 테스트는 출고시 트렁크에 시공된 제진재의 유무에 따른 소음측정 결과에 가깝다고 볼 수 있다.

트렁크의 누수로 인한 녹제거가 완료 되어야 논문에서 시험한 제진재의 시공이 가능하며 현재로서는 그 과정에서 체감한 실내 부밍과 배기소음의 영향을 간단하게나마 소개하는데 의미를 두고 싶다.

테스트에 앞서 방음에 관심있는 운전자들에게 하고 싶은 말은..

흔히 방음시공업자들이나 개인 DIY 사례처럼 트렁크 전체를 제진재(특히 부틸)로 도배하는 것은 그리 효율적이지 않다는 것이다.

효과가 없는 것은 아니지만 적재적소라는 원칙과 진동의 원인, 진동의 전달 그리고 이의 효율적인 제거방법을 고려하지 않은 시공은 단순히 무게의 증가와 비용의 부분적인 낭비에 지나지 않는다는 것에 불과하다.

예전과는 틀리게 요즘에는 인터넷으로 자동차의 진동과 제진설계와 관련된 논문, 시험결과들을 조회할 수 있다.

심지어는 우리가 구할 수 있는 제진재의 진동저감 특성과 관련된 문서들도 볼 수 있다.

이러한 이론적인 배경위에 탑을 쌓아야 자작의 즐거움이 더 의미있고 즐거운 경험이 되지 않을까?

트렁크 방음이 중요한 이유는 여러가지가 있겠지만 내가 고려하는 가장 큰 이유는 자동차의 소음원 중에서 배기시스템이 차지하는 비중이 매우 크기 때문이다.

엔진이 정상적으로 동작을 하게 되면 약 30~40Kg에 해당하는 머플러와 중통, 이와 연결된 부속들이 배기음과 초당 수십회 이상 진동을 하게 된다.

(여기에 손을 대고 그 진동을 느낀다고 상상해 보라)

이러한 낮은 주파수의 진동은 자연스럽게 트렁크를 공진시키고 감쇄와 중첩이 되어 처음과는 다른 변형된 진동을 만들어 내게 된다.

이러한 변형된 진동은 또다시 실내로 전달되어 우리의 귀를 난감하게 만든다.

목적은 진동의 전달과 변형을 최소화하는 것.

1. 이를 위해서 댐핑특성이 좋은 제진재가 필요하며

(제진재료의 진동저감 효과, 제진재료의 점탄성 특성 등의 문서)

2. 이를 어떤 위치에 시공하여야 가장 좋은 효과를 얻을 수 있는가?

(판넬의 진동저감 특성, 판넬의 진동 및 방사, 제진재의 최적설계 등)

스스로 답을 할 수 있어야 좋은, 그리고 만족스러운 DIY가 될 것이다.

아래 이미지는 뉴세피아 트렁크이며  출고시의 아스팔트 제진재가 시공된 가장 큰 부분이다.

(녹 제거 전이라 녹도 많이 보이고 제진재를 제거하기 전의 상태이다.)

바로 제진재의 바로 밑에 머플러가 위치하며 제조사의 실험결과로는 이 부분이 가장 효과가 좋은 위치이기에 이 제진재의 효과를 테스트 하였다.

물론 테스트는 해당 부분의 제진재를 제거한 상태와 녹 제거 후 새로운 제진재로 일부분만 시공한 후 소음측정을 하였다.

소음측정은 실제 측정값이 중요한 것이 아니라 그 변화를 측정하는 것이 중요하기에 스마트폰의 앱을 이용하였으며 실질적으로 실내에서 그 영향을 체감하는 것이 의미가 있기에 실내 네비게이션 거치대 위치에서 측정하였다.

운전석의 귀 위치에서 측정하는 것이 가장 좋겠지만 낮은 주파수의 진동 특성상 위치에 상관 없이 거의 동일한 결과를 얻을 수 있다.

추후 트렁크의 녹을 완전히 제거한 후에 논문의 진동저감에 효율적인 형상과 위치에 제진재를 시공할 예정이다.

한번에 몰아서 시공하기보다는 부분적으로 꼼꼼하게 녹을 제거하고 탈지, 아연도금도막을 정석대로 하여야 하기에 오랜 시간이 걸리게 된다.

당연히 철판 접합부분의 실링도 제거하고 도막형성 후에 다시 실링까지 처리한다.

엔진소음의 공정성?을 위해 바로 몇일전 타이밍벨트와 텐션베어링, 아이들베어링 등의 정품 풀셋을 교환하였으며 추후 이의 교체로 인한 영향은 적어도 수년 이내에는 없을것이다.

마찬가지로 엔진미미라 불리우는 마운트 또한 불과 2014년에 신품으로 모두 교체하였다.

또한 측정환경은 완전히 동일하며 단지 아스팔트 제진재를 부분적으로 시공한 것만 차이가 있다.

시간상으로는 약 하루 정도 차이가 있으며 동일한 장소, 주택가이고 차량이나 사람이 없는 시간에 여러번 측정을 하였다.

 

게시된 측정 결과는 거의 대동소이하며 그중 평균치에 가까운 이미지를 하나씩 선정하였다.

순정 아스팔트 제진재 제거 후 소음 측정값

실내 대쉬보드 스마트폰 거치대에서 측정

트렁크 내장제가 없는 상태

스페어 타이어

시동 후 아이들이 정상적인 상태가 되기까지 약 5분 후에 측정.

정차중(통상 20~50Hz)

요즘의 중형차들에 비하면 몹시 참담한 수준이다.

일부 중형차는 정차중 40데시벨 이하까지 측정된 동영상을 본 기억이 있다.

차종이나 샷시의 설계 기술, 시대적 배경 등이 많이 차이가 나기에 이를 비교하는 것은 아니며 단지 목표치를 설정하고 시공방향을 잡아나갈 생각에서 적어 본다.

최대 65 데시벨까지 올라가며 최소값으로는 52데시벨

측정을 위해 시동을 걸고 앉아 있는 10여분 동안 운전자를 괴롭히는 우웅~~하는 부밍음에 귀가 얼얼하다.

이 부밍음이 중요한 것인데 순정 제진재가 비록 많이 시공되어 있지 않았어도 제거되기 전에는 거의 들리지 않던 소음이다.

동일 부분에 아스팔트 제진재 시공 후 소음 측정값

실내 대쉬보드 스마트폰 거치대에서 측정

트렁크 내장제가 없는 상태

스페어 타이어

시동 후 아이들이 정상적인 상태가 되기까지 약 5분 후에 측정.

정차중(통상 20~50Hz)

놀랍게도 제진재를 소량 시공한 것만으로 실내에서 체감이 가능하며 수치적으로도 최대 57, 최소 48 데시벨까지 소음이 줄어들었다.

가장 큰 소득은 부밍음이 상당히 줄어들었는데 시공 후에는 전혀 멍멍하지 않게 되었다.

(공진주파수의 저감효과 )

머플러가 위치한 부분과 트렁크 판넬의 진동에너지 분포도를 참고하여 제진재를 시공하고 트렁크 내장제를 모두 장착한다면 실내로 유입되는 소음을 상당부분 제거할 수 있으리라 생각된다.

트렁크 판넬의 진동에너지 분포도는 천상 다른 차량의 내용을 참조하여야겠지만 다행스럽게도 대부분의 자동차는 트렁크의 형상이나 모양이 유사하여 전혀 동떨어진 시공이 되지는 않을것 같다.

[변형에너지 분포도를 보면 어떤 부분에 제진을 하여야할지 방향이 보인다. 자신의 차량에 100% 동일하지는 않겠지만 루프가 저렇게 생기지 않은 승용차가 얼마나 되던가?]

시공내역

손으로 두드려 진동이 심한 부분을 고려하여 더 넓게 시공하였으며 동일한 재질과 두께의 아스팔트 제진재이다.

붉은 사각형 아래에도 시공을 하여야 하나 아래쪽은 녹제거가 덜 된 부분이 있어 시공을 일부만 하고 테스트 하였다.

이 정도의 간단한 시공만으로 소음이 크게 줄어들었으며 추후 녹제거 후 적절한 위치에 제진재를 시공, 내장제를 장착한다면 최대 30대의 데시벨까지 진입할 수 있지 않을까 희망을 가져본다.

물론 정차중의 소음이며 주행중의 소음은 또 별개의 얘기가 되겠다.

주행소음은 더 폭넓은 부분의 여러 다른 소음원의 전달을 차단하여야 하기에 당분간은 좀 먼 얘기가 될것이다.

사용된 제진재는 쉐보레?의 순정 제진재이며 열풍기로 접착면을 녹여 접착부분의 공기를 거의 제거하면서 눌러서 시공하였다.

[대표적인 비구속 점탄성 제진재 - 아스팔트 제진재는 내부마찰에 의한 에너지 발산이 크고 점성과 탄성을 동시에 가지고 있다. ]

흔히 사용하는 알루미늄이 붙은 부틸 제진재는 사용성은 좋지만 대부분의 논문에서도 다루어지지 않으며 그 효과에 대해서 시험결과도 없고 적절한 것인지조차 쉽게 판단하기 어렵다.

무엇보다도 확실한 제진재가 있는데 굳이 모험을 해야할 필요가 있을까?

물론 효과가 전혀 없진 않을것이다.

관성의 법칙이라고 해야하나? 자체 무게로 인하여 진동제어에 유리할 수는 있지만 진동저감을 위한 점탄성 재료의 특성에 관련된 문서를 읽다보면 그리 적절해 보이는 재료인지 판단할 수 없다.

막말로 철판에 껌만 넓게 붙여도 소리가 틀려지지만 이것이 적절해 보이는 재료가 아닌 것처럼 말이다.

10만원을 투자하여 20만원의 효과를 얻는 것이 효율적... 이라는 얘기를 하고 싶은 것이 아니다.

10만원을 투자하여 20만원의 효과를 얻는 것이 더 재미있다는 것이다.

그래서 스스로 판단할 수 있는 공부가 병행되어야 하고 그것이 효과를 얻을때 자신도 모르게 손에 목장갑을 끼고 차를 둘러보게 되는것 같다.