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즐거운 운전을 좌우하는 소리:
자동차 소음 vs 듣기 좋은 엔진음2014/10/01by 현대·기아

귀를 즐겁게 하는 두 가지 노력
소음 차단과 최적의 사운드 디자인

안락한 주행에 소리도 중요한 요소입니다. 정숙한 자동차를 만들기 위한 노력, 궁금하지 않으신가요

| 안락한 주행에 소리도 중요한 요소입니다. 정숙한 자동차를 만들기 위한 노력, 궁금하지 않으신가요



모든 소리는 상대적입니다. 나에게 기분좋게 들리는 음악도 그 음악을 싫어하는 사람에겐 소음처럼 들릴 수 있으며, 한여름 매미 소리도 수업 중인 학생들에게는 공부를 방해하는 소음일 뿐입니다. 그래서 자동차 소리는 그것을 발생시키는 원인과 듣는 사람의 감성, 그것이 만들어지고 퍼지는 공간의 크기와 배치, 이를 흡수하고 막아주는 장치 등을 고려해 창조되고 있습니다.



쉿! 조용한 차를 만드는 기술

출처를 알 수 없는 잔소음, 고통으로 다가옵니다
| 출처를 알 수 없는 잔소음, 고통으로 다가옵니다

외부와 차단된 자동차 안에서 장시간 운전을 하다 보면 작은 소음도 크게 느껴지고, 출처를 알 수 없는 잔소음은 운전자와 탑승자에게 큰 고통으로 다가옵니다. 부품 사이의 미세한 마찰음, 노면에서 전해오는 투과음 등 운전자를 괴롭히는 소음은 예상치 못한 곳에서 자동차 구석구석을 요리조리 도망다니며 발생하고 있습니다. 소음차단은 개발자들 사이에서 흔히 ‘소음을 잡는다’라고 표현될 만큼 개발 초기단계부터 마지막까지 지속적인 집중력을 요하는 기술입니다.

동양문화권의 경우 상대적으로 정숙성에 대한 시장요구가 서양에 비해 더 높습니다. 정숙함은 곧 고급스러움을 뜻하고, 잘 만들어진 자동차를 의미합니다. 감성품질이 강화됨에 따라 최근 듣기 좋은 소리를 만드는 작업이 부각되고 있지만, 신경에 거슬리는 소음을 최대한 줄이는 것은 여전히 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능의 관건입니다.

따라서 수많은 부품 중에서도 엔진, 타이어, 현가계 등 지속적인 움직임이 있는 부품에서 진동이 일어나지 않도록 기초설계를 튼튼히 하고, 노면과 차체 밖으로부터 전달되는 외부 소음을 차단하는 것이 중요합니다. 직진, 후진, 좌회전, 우회전, 사방으로 달릴 수 있는 자동차의 구조물이 바람과 만나 낼 수 있는 작은 소리 하나까지 놓치지 않아야 비로소 정숙한 자동차가 완성됩니다.



테스트하기 위한 무향실
| 테스트하기 위한 무향실

최근에는 전체 차량 설계 선행단계에서부터 소음을 유발하는 인자들을 제거하고 각 부문의 NVH를 고려한 설계를 진행하고 있습니다. 소음 발생의 원인은 그대로 두면서 무조건 소리를 덮으려 흡차음재를 많이 적용하는 것이 능사는 아니기 때문입니다. 또한 흡차음재를 과도하게 적용하면 가격 경쟁력이 떨어지고, 차체가 무거워져 연비 효율이 낮아질 수 있습니다.

때문에 현대·기아차에서는 다년간 쌓아온 노하우를 통해 소음의 원인부터 차근차근 해결해나가는 흡차음재 다이어트를 실시하고 있습니다. 더불어 운전자들이 가장 많이 사용하는 실사용 영역에서 발생하는 소음들을 줄이기 위해 차체에 불필요한 홀을 줄이고 구조를 개선하는 노력도 함께 기울이고 있습니다.


엔진 마운팅, 흡차음재, 차체소음 저감 기술

현대·기아차는 NVH성능을 강화하기 위해 개발에 개발을 거듭해왔습니다. 먼저 자동차에서 가장 큰 소음을 발생시키는 엔진을 고정하는 부분을 세심히 고려해 절연하는 관성지지 방식의 3점식 엔진마운팅 시스템을 적용하고 있습니다. 엔진에서 발생하는 토크 변동에 의해 회전하게 되는 축(Torque Roll Axis) 상에 엔진·티엠 마운팅을 설치하고 엔진 중심부 하단에 전후방향으로 설치한 토크롤 마운트를 통해 진동을 절연하는 구조입니다.

엔진 마운팅 외에도 자동차의 바닥에서 들려오는 로드 노이즈, 차체의 외부에서 불어오는 바람에 의한 윈드 노이즈 등 다양한 소음을 차단하기 위해 미러 등 차량 외부 부품의 형상을 다듬거나 요소마다 적절한 흡차음재를 적용합니다. 특히 차체 하단부에서 전달되어 오는 노면 전달 소음을 줄이기 위해 차량 실내에 흡음형 카펫을 개발해 적용하고 있습니다.

이 밖에도 현대·기아차는 차체에서 소음이 전달되는 기본 통로를 처음부터 다시 재검토하며 소음차단을 위한 기본기를 다졌습니다. 차량의 뼈대인 차체에는 부품 간의 조립과 연결을 위해 뚫어놓은 수백 개의 구멍들이 있습니다. 이런 차체에 뚫린 구멍들을 통해 소음이 전달되기 때문에 최대한 구멍의 수와 크기를 줄이기 위한 노력을 거듭했습니다. 결과적으로 설계 담당자와 조립 부서들이 협의를 거쳐 차체의 구멍 하나하나의 용도와 형태, 위치를 조정해 차체에서 발생할 수 있는 소리까지 최소화할 수 있었습니다.
 




즐거운 소리를 만드는 기술

좋은 화음은 좋은 기억을 남깁니다. 자동차도 마찬가지겠죠
| 좋은 화음은 좋은 기억을 남깁니다. 자동차도 마찬가지겠죠

청각의 기억효과는 생각보다 영향력이 큽니다. 길을 걷다 카페에서 흘러나오는 노랫소리가 추억 속으로 우리를 안내하는 것처럼 말입니다. 청각으로 인식된 기억은 시각보다 더 깊게 남습니다. 자동차 선택에서도 청각적인 요소는 중요한 역할을 합니다. 이것이 자동차에서 발생하는 각종 소리를 좋은 화음으로 창조해내야 하는 이유입니다.

자동차의 소리를 디자인한다는 것은 최근 들어 감성품질이 중요해짐에 따라 대두된 기술로, 이제까지 소리 디자인 분야는 다소 초보적인 수준에 머물렀던 것이 사실입니다. 즉 단순히 듣기 싫은 음을 배제한 엔진 사운드나 배기음, 경고음, 작동음 등의 소리를 만들었던 것입니다. 하지만 차량에서 발생하는 소리는 생각보다 많습니다. 문을 여닫는 소리부터 방향지시등 소리, 선루프를 여닫는 소리 등. 이처럼 자동차에서 발생하는 다양한 소리에 대해 과거에는 단순히 듣기 싫은 소리를 제거하는 것에 그쳤지만 현재는 좋은 소리를 설계하는 단계에 와 있습니다.
자동차 소리를 창조하는 과정은 작곡·편곡 과정과 닮았습니다. 먼저 소비자의 선호도를 파악해 ‘목표음’을 정합니다. 이때 자동차에서 나는 모든 소리를 분석하고 새로이 디자인하는 게 기본인데, 이는 화음적인 요소를 살리고 불협화음적 요소를 줄여 최대한 좋은 소리를 뽑아내기 위해서 입니다. 목표음을 구현하는 방법도 진화하고 있습니다.

특히 운전할 때 발생하는 소음을 줄여주는 ‘능동제어 소음저감기술(ANC, Active Noise Control)’과 진동을 줄여주는 ‘능동제어마운트(ACM, Active Control Mount)’가 주목받고 있습니다. ANC는 항공기, 잠수함 등에 쓰이는 첨단 기술로, 일명 ‘소리로 소음을 잡는 기술’입니다. 실내에 장착된 센서가 소음을 실시간 모니터링하고 문에 달린 스피커로 이 소음의 반대 위상을 가진 음파를 쏴서 소음을 없앱니다.

이렇게 하면 주행 시 엔진 소음을 10~20데시벨(dB)가량 줄일 수 있습니다. 능동제어 기술을 활용해 엔진음을 디자인하기도 합니다. 현대·기아차가 국내 최초로 개발해 상용화 테스트 마무리 단계에 있는 주행음 구현기술(ASD, Active Sound Design) 덕분입니다. 엔진과 흡배기음, 차량성능에 걸맞은 소리를 기존 엔진음에 보태 차량에 어울리는 기분 좋은 주행감성을 선사합니다.

더 나은 소리가 들리는 도시를 위해, 자동차 NVH성능을 강화합니다

| 더 나은 소리가 들리는 도시를 위해, 자동차 NVH성능을 강화합니다



현대기아차 Sound Design 공모전 

2012년과 2013년 현대·기아차 기술 연구소는 사운드 디자인 전문가 및 일반인을 대상으로 ‘현대·기아차 Sound Design 공모전’을 진행했습니다. 현대차와 기아차가 격년 주기로 개최하는 이 공모전의 최종 발표회 현장에서는 이제껏 자동차연구소에서 만나보기 어려웠던 실용음악과 교수, 작곡가 등 국내 음향 및 자동차 사운드 개발 전문가들이 나란히 심사위원석에 앉았습니다.

국내 최초로 개최된 이 공모전은 자동차와 소리에 관심이 많은 일반인들에게 자동차에 실제 적용되는 소리를 직접 디자인해볼 수 있는 기회를 제공하고, 관련 우수 인재를 조기 발굴하는 한편, 미래 자동차의 감성품질을 좌우하는 소리 디자인의 중요성을 널리 알리는 계기가 됐습니다. 
 





노란색 물감과 파란색 물감을 섞으면 녹색 물감이 되고, 빨간색·파란색·녹색 빛을 합치면 흰색 빛이 되기도 합니다. 소리 역시 마찬가지로 서로 다른 소리를 섞으면 더 작거나 큰 소리, 혹은 듣기 불편하거나 편안한 소리로 바뀌게 됩니다. 이렇게 서로 조화를 이뤄 듣기 싫은 소리에서 마음을 사로잡는 소리로 변화 될 수 있는 ‘소리, 사운드’의 본질을 이해하는 현대·기아차는 누구나 편안함을 느끼는 최적의 NVH를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 




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