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[경제] 자동차 게재 일자 : 2019년 05월 14일(火)
소음은 죽이고 소리는 살려라
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- 달리는 車를 서재처럼 … ‘NVH’ 억제 설계

이중접합 차음 유리… 풍절음↓
뒷좌석아래 소음흡수 이중패널

19인치 타이어에 中空 흡음 휠
구멍속 공기 진동이 소음 감쇄

엔진에 격벽 세우고 고무 밀봉
스피커로 소음 죽일 소리 송출

門여닫기·버튼 조작음까지 연구
音 덧입혀 역동적 엔진음 구현도


엔진음, 배기음 같은 ‘소리’는 자동차 운전에 감성을 더해주는 매력 포인트다. 우렁찬 배기음을 전면에 내세우는 브랜드도 있고, 소프트웨어를 활용해 실내에 스포츠카의 엔진음을 들려주는 기능까지 나오고 있을 정도다. 하지만 ‘소음’은 전혀 다른 문제다. 안락한 실내 공간을 만들어내기 위해서는 개발 단계부터 이른바 ‘NVH(Noise·Vibration·Harshness)’를 최대한 억제할 수 있는 정교한 설계와 완벽한 조립이 필수적이다. 결국 ‘소음과의 전쟁’은 자동차의 품격을 높이기 위한 싸움이다.

자동차 운행 중에 발생하는 소음은 크게 3가지다. 차가 빠른 속도로 달리면서 공기와 접촉해 발생하는 ‘풍절음’, 타이어가 도로와 접촉하면서 발생하는 ‘노면 마찰음’, 그리고 엔진에서 발생하는 ‘엔진 소음’ 등이다. 각각의 요소별로 발생하는 소음을 줄이기 위한 설계와 기술, 부품 적용이 NVH 기술의 핵심이다. 예를 들어 제네시스 브랜드의 플래그십모델 G90(지-나인티)는 서재 수준의 정숙성을 구현하기 위해 다양한 기술과 소재를 사용하고 있다. 소음과의 전쟁에서 메르세데스-벤츠 S클래스, 아우디 A8 등 독일 명차와 맞설 수 있는 경쟁력을 갖추기 위해서다.

◇풍절음을 막아라 = 사실 차 안으로 들어오는 소음을 줄이는 가장 단순하면서도 핵심적인 방법은 흡차음재를 많이 쓰는 것이다. 풍절음이 가장 많이 유입되는 곳은 역시 문이다. 이에 차의 문 부분에 ‘3중 실링 웨더스트립(차 문 테두리에 쓰는 고무재질 부품) 구조’를 적용한다. G90의 경우 국산차 최초로 모든 유리에 이중 접합 차음유리를 사용, 이전 대비 3㏈ 이상 소음을 줄였다.

공기와의 마찰을 통해 발생하는 미세 진동과 고주파 소음이 발생하는 주요 부위에는 신슐레이트(Thinsulate) 소재 같은 흡차음재를 대거 적용하게 된다. 이와 함께 외부 공기가 유입되는 환기부에도 흡차음재를 보강, 미세한 틈으로 유입될 수 있는 작은 소음을 차단한다. 그러면서도 혼탁해진 실내 공기는 실외로 잘 빠져나갈 수 있도록 최적의 환기 구조를 구현하는 게 중요하다.

◇노면 소음과 엔진소음 유입 차단 기술 = 주행 중 노면과의 마찰로 인해 발생하는 소음을 차단하는 데는 타이어와 휠(Wheel)의 구조, 차체의 구조가 중요한 역할을 한다. 자동차 하부에서 발생하는 노면 소음은 주로 저주파 소음이다. 자동차업계에 따르면 노면 소음을 차단하기 위해서는 밀도가 높은 폴리우레탄 재질 흡차음재를 쓰는 게 효과적이다. 뒷좌석 하단에 이중 패널 구조를 적용하고, 그 사이에까지 흡차음재를 붙여 외부 소음이 전달되는 경로를 막는다.

타이어가 노면과 직접 접촉하면서 발생하는 소음을 최소화하기 위해서는 중공(中空·가운데가 비어 있는 형태) 구조로 ‘공명 흡음’ 기능을 갖춘 휠이 효과적이다. 공명 흡음이란 구멍 뚫린 공명실로 소리가 들어갈 때 공명 주파수 부근에서 구멍 부분 공기가 심하게 진동, 그 마찰열로 소리 에너지가 감쇄되는 현상을 말한다. G90의 경우 19인치 휠에 국산차 최초로 중공 흡음 휠을 적용, 타이어 공명음을 4㏈가량 낮췄다.

엔진 소음을 줄이기 위해서도 다양한 공법과 기술이 활용된다. 엔진소음 이중 차단을 위해 엔진 주변으로 흡음재가 부착된 격벽을 설치하고, 후드와 격벽 간 단차를 없애도록 고무 소재 실링을 적용한 ‘원턴실링 구조’는 실내로 유입되는 엔진소음을 줄인다. ‘액티브 노이즈 컨트롤(ANC)’은 엔진소음을 줄이는 첨단 기술이다. 엔진에서 발생하는 소음을 차 안의 마이크가 인식, 스피커를 통해 반대 위상의 음원을 만들어 내보내는 것이다. 엔진 소음을 상쇄시켜 소음이 발생하지 않는 것과 같은 효과를 내는 방식이다.

◇좋은 소리는 더 강화=듣기 싫은 소음을 줄이는 NVH 기술과 함께 주행 감성을 높여주는 소리는 더욱 강조하는 사운드 디자인(Sound Design) 기술도 발전하고 있다. 경기 화성시 현대·기아차 남양연구소 ‘사운드디자인 리서치랩’은 ‘NVH 시뮬레이터 룸’을 갖추고 실제 주행과 같은 환경을 가상으로 구현, 각종 사운드와 진동을 테스트한다. 이를 토대로 소음은 최소화하고, 반대로 차의 특색에 맞는 좋은 소리는 오히려 강화하기도 한다. 실제로 제네시스 G70, 기아차 스팅어, 현대차 벨로스터 등에는 액티브 사운드 디자인(ASD) 시스템이 탑재돼, 기존 엔진음에 새로운 소리를 덧입혀 풍부하고 역동적인 엔진음을 구현하고 있다. 이뿐만 아니라 문을 여닫을 때 나는 소리, 버튼을 조작할 때 나는 소리와 각종 알림음까지 차 안에서 발생하는 모든 소리와 진동의 주파수를 연구하고 있다.

김성훈 기자 tarant@munhwa.com
e-mail 김성훈 기자 / 경제산업부 / 차장 김성훈 기자의 다른 기사보기
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