KR100203150B1 - 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러에 관한 것으로, 특히 양단이 배기 파이프와 연결되어 배기가스가 이동되는 관으로 이루어져 중간부분이 완만하게 절곡되어 내경이 상대적으로 작아져 소음의 진동주파수를 바꾸어 소음이 제거되게 변환부가 형성된 메인파이프와, 소정의 공진공간이 이루며 상기 메인파이프와 일정간격을 두고 감싸져 배출구쪽에 상호 연결되고 변환부를 통과해 소음의 진동주파수가 변환되어 배출되는 배기가스내에 잔존하는 소음이 다시 제거되게 형성된 공명체임버와, 내부가 중공되어 내부 중심에 위치 고정된 상기 메인파이프와 공명체임버의 외측면 전체가 감싸지게 흡음재로 내설된 외곽케이싱으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 차량의 엔진에서 연소된 후 배출되는 배기가스가 이동되는 메인파이프의 변환부에서 1차로 소음이 제거되고 잔존하는 소음을 다시 2차로 공명체임버에 의해 제거되며 나머지 소음은 흡음재가 재차 제거하여 차량의 배기가스내의 소음 및 진동(N.V.H)등이 최소화시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러

본 발명은 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러에 관한 것으로,특히 배기가스가 이동되는 매인관에서 1차로 소음이 제거되고 잔존하는 소음을 다시 2차로 제거되게 공명체임버가 내설되어 차량의 진동, 소음(N.V.H)등이 저감되므로 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 이용되고 있는 머플러(muffler/ 소음기) 또는 사일런서(silencer)는 엔진의 배기 폴트에서 배출되는 배기가스는 고온(약 600 - 800℃) 및 고압(3 - 5kgf/cm²)이므로 그대로 외부에 방출하면 급격한 가스의 팽창 때문에 폭발음이 발생되고, 또 화재를 일으킬 위험성도 있으므로 이것을 방지하기 위하여 연소가스의 푹음을 작게 저감시켜 배출되도록 하는 것으로, 소음의 수단으로는 배기관 도중에 팽창실을 설치하여 내벽간의 음파반사난 공명(共鳴)현상을 이용하여 소음을 감쇠시켜 가스가 완만한 팽창을 하게 하면서 출력의 손실을 최대 5% 이내로 되도록 배압(back pressure)을 적게 한다. 그리고 발생하는 소음(폭발음)을 감쇠시키기 위하여 흡음재(吸音材/글라스울)를 사용하거나 배기가스를 작은구멍에서 분출시켜 압력과 온도를 저하시켜 음향에너지를 흡수시키고, 또 가스의 통로는 도중에 길이가 다른 2개의 통로에 음파(音波)간의 상호 간섭에 의하여 음향에너지를 작게하는 흡음재(글라스울이 일반적)를 넣는 방법을 취한다.

한편 엔진에서 배출되는 배기가스는 주로 나이트로젠(N₂)으로 구성되어 있으며 카본 모노옥사이드(CO), 카본디옥사이더(CO₂), 수증기(물방울)(H₂O), 산소(O₂), 나이트로젠옥사이드(NOx), 하이드로젠(H₂) 및 연소되지 않은 하이드로카본(HC)등이 함유되어 있고, 이중에서 CO, NOx, HC가 대기의 공기를 오염시키는 유해성 가스이다.

이러한, 일반적인 머플러는 대략 원통형의 철판으로 용접 형성된 외통체와, 상기 외통체 내부에 배기가스의 음파 간섭을 하기 위해 내부공간을 분리하는 다수개의 칸막이와, 상기 칸막이를 관통하여 배기가스 통로가 도중에 길이가 다른 2개의 통로로 나누도록 형성한 배기 파이프와, 상기 칸막이 사이를 연결하는 통로인 중간 연결관으로 구성되어 있다.

상기 머플러는 보통 철판을 원통형으로 용접하여 만들었으며, 그 내부에 다수개의 칸막이를 내설하여 배기가스가 상기 칸막이의 격벽을 지날 때마다 음파의 간섭 및 압력 변동의 감소, 그리고 배기 온도의 저하로 점차 푹음이 감쇠된다.

또한 소음 효과를 높이기 위해 소음기의 저항을 너무 크게하면, 엔진의 푹음은 적어지나, 배기행정에 가해지는 저항 즉 배압이 높아져서 엔진의 출력이 상대적으로 저하되므로 자동차의 사용목적에 따라 설정된 소음기를 장창한다.

상기한 바와 같은 엔진에서 배출되는 배기가스의 소음을 제거하는 종래의 차량용 머플러를 제1도를 참고하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.

상기한 머플러는 일정형상으로 내부가 중공된 외곽케이스(1)와, 상기 외곽케이스(1)의 중앙을 관통해 배기 파이프에 연결되고 중간부분이 절곡되어 내경이 작아져 소음의 진동 주파수가 변화되게 변환부(2a)가 형성된 메인파이프(2)과, 상기 외곽케이스(1)의 중공 내부에 체워져 메인파이프(2)에서 전달되는 소음의 진동주파수를 제거 및 완화시키는 흡음재(3)로 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래 머플러는 메인파이프의 중간부분에 변환부에서 소음의 진동 주파수를 변환시켜 완화되고 다시 흡음재에 의해 소음이 상쇄되지만, 진동주파수가 변환되어 잔존하는 소음이 배기 파이프를 통에 대기중에 배출되므로 차량의 N.V.H 가 떨어지고 소음을 효율적으로 제거하지 못하여 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 저하되는 문제점들이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 배기가스가 이동되는 메인파이프에서 1차로 소음이 제거되고 잔존하는 소음을 다시 2차로 제거되게 공명체임버가 내설되어 차량의 진동, 소음등이 최소화되므로 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래 머플러의 개략 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 서브 소음제거 구조를 갖춘 머플러의 개략 단면도.

제3도는 제2도에 표시된 A - A 선 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 메인파이프 11 : 변환부

20 : 공명체임버 21 : 공진공간

22 : 서브파이픔 30 : 외곽케이스

31 : 흡음재

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양단이 배기 파이프와 연결되어 배기가스가 이동되는 관으로 이루어져 중간부분이 완만하게 절곡되어 내경이 상대적으로 작아져 소음의 진동주파수를 바꾸어 소음이 제거되게 변환부가 형성된 메인파이프와, 소정의 공진공간이 이루며 상기 메인파이프와 일정간격을 두고 감싸져 배출구쪽에 상호 연결되고 변환부를 통과해 소음의 진동주파수가 변환되어 배출되는 배기가스내에 잔존하는 소음이 다시 제거되게 형성된 공명체임버와, 내부가 중공되어 내부 중심에 위치 고정된 상기 메인파이프와 공명체임버의 외측면 전체가 감싸지게 흡임재로 내설된 외곽케이싱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 있어서는 차량의 엔진에서 연소된 후 배출되는 배기 가스가 이동되는 메인파이프의 변환부에서 1차로 소음이 제거되고 잔존하는 소음을 다시 2차로 공명체임버에 의해 제거되며 나머지 소음은 흡음재가 재차 제거하여 차량의 배기가스내의 소음 및 진동(N.V.H)등이 최소화시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.

[실시예]

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바랍직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 제2도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 서브 소음제거 구조를 갖춘 머플러의 개략 단면도이고, 제3도는 제2도에 표시된 A - A 선 단면도를 각각 도시하고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 머플러는 양단이 배기 파이프와 상호 연결되어 배기가스가 이동되는 관으로 이루어져 중간부분이 완만하게 절곡되어 내경이 상대적으로 작아져소음의 진동주파수를 바꾸어 소음이 제거되게 변환부(11)가 형성된 메인파이프(10)와, 소정의 공진공간(21)이 이루어져 상기 메인파이프(10)와 일정간격을 두고 감싸져 배출구쪽에 상호 연결되고 변환부(11)를 통과해 소음의 진동주파수가 변환되어 배출되는 배기가스내에 잔존하는 소음이 다시 제거되게 형성된 공명체임버(20)와, 내부가 중공되어 내부 중심에 위치 고정된 상기 메인파이프(10)와 공명체임버(20)의 외측면 전체가 감싸지게 흡음재(31)가 내설된 외곽케이스(30)으로 구성되어 있다.

여기서 공명체임버(20)는 내/외통이 상호 연결되고, 그 사이에 소정의 공진공간(21)이 형성된 원통형의 관으로 이루어져 상기 공진공간(21)의 일측과 상기 메인파이프(10)의 배출구쪽에 상호 연결되어 잔존 소음을 공진공간(21)에 유입되게 서브파이프(22)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러는 다음과 같이 작동되어 소음이 제거된다.

엔진의 연소실에서 연소된 후 배기파이프를 통해 배출되는 배기가스가 먼저 머플러의 메인파이프(10)를 통해 이동되고 중간부분의 변환부(11)에 의해 소음의 진동주파수가 변환되면서 1차로 소음이 감쇠되고 다시 배출구쪽으로 빠져나오는 배기가스내에 잔존하는 소음의 진동주파수가 서브파이프(22)를 통해 공명체임버(20)의 공진공간(21)내에 유입되어 2차로 재차 소음이 상쇄되어 제거된다.

또한 1, 2차로 반복해서 상쇄된 소음이 외곽케이스(30)에 내설된 흡음재(31)에 의해 진동 및 소음이 흡수 제거된다.

따라서 엔진의 배기가스에 의해 발생되는 소음을 극소화시켜 차량의 N.V.H를 향상시킨다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 차량의 엔진에서 연소된 후 배출되는 배기가스가 이동되는 메인파이프의 변환부에서 1차로 소음이 제거되고 잔존하는 소음을 다시 2차로 공명체임버에 의해 제거되며 나머지 소음은 흡음재가 재차 제거하여 차량의 배기가스내의 소음 및 진동(N.V.H)등이 최소화시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 양단이 배기 파이프와 연결되어 배기가스가 이동되는 관으로 이루어져 중간부분이 완만하게 절곡되어 내경이 상대적으로 작아져 소음의 진동주파수를 바꾸어 소음이 제거되게 변환부가 형성된 메인파이프와; 소정의 공진공간이 이루며 상기 메인파이프와 일정간격을 두고 감싸져 배출구쪽에 상호 연결되고 변환부를 통과해 소음의 진동주파수가 변환되어 배출되는 배기가스내에 잔존하는 소음이 다시 제거되게 형성된 공명체임버와; 내부가 중공되어 내부 중심에 위치 고정된 상기 메인파이프와 공명체임버의 외측면 전체가 감싸지게 흡음재로 내설된 외곽케이싱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서브 소음제거 구조를 갖춘 차량의 머플러.

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