KR100276000B1 - 가변식흡기소음감쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 운전조건에 따라 하나의 공명기의 제원 특성을 가변적으로 변화시키므로서 엔진의 전 운전영역에 걸쳐 흡기소음의 감쇠가 가능한 가변식 흡기소음 감쇠장치를 제공하는데 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 연결관을 통하여 흡기계의 에어덕트에 접속되는 공명기 본체와;

상기 공명기 본체 내에 수용되어 엔진 rpm 에 비례하여 변동하는 파워스티어링 작동용 오일의 공급량에 따라 팽창 또는 수축되므로서 상기 공명기 본체 내의 용적을 가변시키는 벨로우즈통과;

상기 연결관의 입구에 힌지로 회동가능하게 접속되어 회동에 의해 연결관의 개방단면적을 변화시키는 단면적 조절판과;

일단이 상기 벨로우즈통에 고정되고 자유단은 상기 연결관의 일측으로 뻗어있는 로드와;

상기 로드의 자유단에 일단이 고정되고 타단은 상기 연결관의 내벽을 관통하여 그 하부측에 위치하는 상기 단면적 조절판에 고정되어 상기 로드의 승하강에 의해 상기 단면적 조절판을 회동시키도록 견인되는 연결 와이어와;

를 포함하여 구성된 것을 특지으로 한다.

Description

가변식 흡기소음 감쇄장치

본 발명은 엔진의 운전 조건에 따라 가변되어 다양한 흡기 소음 주파수를 감쇄시킬 수 있는 가변식 흡기소음 감쇄장치에 관한 것이다.

엔진을 운전하는 데에는 연료에 대하여 14.7배 정도의 많은 공기를 필요로 하며, 이 연소용 공기는 에어크리너와 서지탱크 및 흡기매니폴드를 포함하는 흡기계를 외부로부터 도입되어진다.

엔진이 시동되어 실린더내에 부압형성에 의해 외부 공기가 흡기계를 통하여 들어오면 흡기계의 구조 및 저항에 따라 흡기소음이 발생하게 되며, 이 흡기소음은 안락한 운전을 방해하는 요인이 되므로 흡기소음을 제거하기 위하여 통상 에어크리너 부근의 에어덕트에 공명기를 접속하여 흡기소음을 감쇄하고 있다.

이 공명기는 일정체적을 갖고 있는 용기로서 감쇄시키고자 하는 흡기소음 주파수(Wo)와 공명기의 제원과의 관계는 다음과 같다.

여기서, C: 음속(15℃에서 344㎧)

S: 공명기의 입구 단면적

L: 공명기입구의 유효길이로서 실제 목길이 + 1.5×입구넓이의 상 당 반지름

V: 공명기 용적 이다.

상기 식에서 알 수 있는 바와같이 공명기의 제원이 결정되면 이때 감쇠시킬 수 있는 흡기 소음 주파수(W₀)는 일정치로 계산되며, 흡기소음 주파수(W₀)는 차량 엔진의 rpm 에 비례하는 관계를 가진다.

즉, 차량엔진 rpm 이 증가하면 엔진의 흡기부압이 커지고 이에따라 흡기유속이 증가하면서 소음 발생도 커지게 되는 것이다.

따라서, 하나의 제원을 갖는 공명기로는 일정 rpm 운전 조건하에서만 흡기소음 감쇠효과가 있기 때문에 종래 다양한 rpm 운전 조건에서의 흡기소음 감쇠를 위하여 각기 다른 제원을 갖는 복수개의 공명기를 사용하게 되었다.

그러나, 복수개의 공명기를 설치하는 것은 구조가 복잡하고, 설치비용이 많이 들어 비경제적이며, 특히 엔진중의 공간을 협소하게 만들므로 레이아웃성이 나빠 그다지 바람직한 방법은 아니라는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안한 것으로서, 그의 목적으로 하는 것은 운전조건에 따라 하나의 공명기의 제원 특성을 가변적으로 변화시키므로서 엔진의 전 운전영역에 걸쳐 흡기소음의 감쇠가 가능한 가변식 흡기소음 감쇠장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여

연결관을 통하여 흡기계의 에어덕트에 접속되는 공명기 본체와;

상기 공명기 본체 내에 수용되어 엔진 rpm 에 비례하여 변동하는 파워스티어링 작동용 오일의 공급량에 따라 팽창 또는 수축되므로서 상기 공명기 본체 내의 용적을 가변시키는 벨로우즈통과;

상기 연결관의 입구에 힌지로 회동가능하게 접속되어 회동에 의해 연결관의 개방단면적을 변화시키는 단면적 조절판과;

일단이 상기 벨로우즈통에 고정되고 자유단은 상기 연결관의 일측으로 뻗어있는 로드와;

상기 로드의 자유단에 일단이 고정되고 타단은 상기 연결관의 내벽을 관통하여 그 하부측에 위치하는 상기 단면적 조절판에 고정되어 상기 로드의 승하강에 의해 상기 단면적 조절판을 회동시키도록 견인되는 연결 와이어와;

를 포함하여 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가변식 흡기소음 감쇄장치를 나타내는 도면

※도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 공명기 본체

2 : 연결관

3 : 에어덕트

4 : 벨로우즈통

5 : 펌프

8 : 로드

9 : 힌지

10 : 단면적 조절판

11 : 와이어

12 : 압축 스프링

이하, 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 의한 가변식 흡기소음 감쇠장치를 나타내는 도면으로, 도면에 있어서 부호 1 은 공명기 본체이다.

상기 공명기 본체(1)는 목부분인 연결관(2)을 통해 흡기계의 에어덕트(3)에 접속되며, 공명기 본체(1) 내에는 주름이 많은 벨로우즈통(4)이 수용되어 있다.

상기 벨로우즈통(4)의 내용적은 가변되며, 예를들어 바람을 불어넣는 정도에 따라 크기가 달라지는 풍선처럼 파워스티어링 작동용 오일의 유입량 변화에 의해 팽창 또는 수축한다.

이에따라 도시된 것과 같이 파워스티어링 펌프(5)로 부터 압송되는 오일이 핸들 작동용으로 공급되는 것과 동시에 감압밸브(6)를 통해 벨로우즈통(4) 내에 유입된 후 다시 리턴라인(7)을 통해 펌프(5) 측으로 빠져나가게 된다.

상기 벨로우즈통(4)의 상면에는 플라스틱재 로드(8)의 일단이 고정되고, 그 로드(8)의 타측 자유단은 상기 연결관(2)의 측면 중앙근처에 위치하도록 뻗어있다.

그리고, 상기 연결관(2)의 공명기 본체(1) 내에 위치하는 개방단부(입구부)에는 힌지(9)에 의해 회동가능하게 단면적 조절판(10)이 장착되어 있으며, 그 단면적 조절판(10)의 단면적은 연결관(2)의 단면적보다는 작으며, 그의 형상은 연결관(2)의 단면적과 같은 원판의 일부를 절단하여 없앤 형상, 예를들면 한입 베어먹은 호떡과 같은 형상이다.

상기 단면적 조절판(10)에는 연결와이어(11)의 일단이 고정되고, 연결와이어(11)의 타단을 상부측의 연결관(2)의 벽면을 관통하여 로드(8)의 자유단에 고정되어 있다.

그리고, 상기 와이어(11)의 관통지점과 단면적 조절판(10)의 고정점 사이의 와이어(11)에는 압축 스프링(12)이 끼워져 있어 단면적을 감소시키는 방향으로 조절판(10)을 탄발한다.

이하에 본 발명의 작동과정에 대하여 설명한다.

엔진이 가동되면 파워스티어링 펌프(5)가 가동되어 작동오일을 압속하게 되며, 펌프(5)의 가동력은 엔진 rpm 에 비례하므로 엔진의 rpm 이 증대되면 벨로우즈통(4) 내에 유입되는 오일량이 팽창하게 된다.

벨로우즈통(4)이 팽창되면 공명기 본체(1)내의 용적(V)이 감소되며, 로드(8)가 팽창함과 함께 상승하여 연결와이어(11)를 견인하게 되어 와이어끝에 고정된 단면적 조절판(10)은 힌지(9)를 중심으로 점선도시상태와 같이 회동하게 된다.

이에따라 연결관(2)의 개방단면적(S)은 증대되는 것이다.

앞서 종래기술에서 설명하였듯이 감쇠하고자 하는 소음주파수(W₀)는 엔진 rpm 에 따라 증가되므로 공명기 본체(1)의 내용적(V)은 감소되고 단면적 S 는 증가되어야 관계식을 만족하므로 상기 작동에 따라 해당 rpm 에서의 최적의 소음감쇠 효과를 가져오게 되는 것이다.

그러나, 만일 상기한 rpm 조건에서 반대로 하강하게 되면 벨로우즈통(4)은 수축하여 공명기의 내용적을 확대시키고 단면적 조절판(10)은 개방 단면적을 감소시키게 되어 낮은 소음주파수에 맞추어 공명기의 제원이 최적으로 튜닝되어지게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 공명기 본체 내에 엔진 rpm 에 비레하여 오일 송출량이 변하는 파워스티어링 작동 오일 공급량에 의해 팽창 또는 수축되는 벨로우즈통을 내장하고 벨로우즈통의 팽창과 수축에 연동하여 연결관의 입구단면적을 변화시키는 단면적 조절판을 구비하는 것에 의해서 엔진의 전 운전영역에 걸쳐 흡기소음 주파수에 튜닝되도록 공명기 용적과 연결관 입구 단면적이 가변되므로서 흡기계의 소음을 크게 감소시키게 되는 효과가 있으며, 그 구조가 간단하고 설치면적이 작게 소요되어 경제성이 높고 엔진룸의 효율적 이용이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 연결관을 통하여 흡기계의 에어덕트에 접속되는 공명기 본체와;

   상기 공명기 본체 내에 수용되어 엔진 rpm 에 비례하여 변동하는 파워스티어링 작동용 오일의 공급량에 따라 팽창 또는 수축되므로서 상기 공명기 본체 내의 용적을 가변시키는 벨로우즈통과;

   상기 연결관의 입구에 힌지로 회동가능하게 접속되어 회동에 의해 연결관의 개방단면적을 변화시키는 단면적 조절판과;

   일단이 상기 벨로우즈통에 고정되고 자유단은 상기 연결관의 일측으로 뻗어있는 로드와;

   상기 로드의 자유단에 일단이 고정되고 타단은 상기 연결관의 내벽을 관통하여 그 하부측에 위치하는 상기 단면적 조절판에 고정되어 상기 로드의 승하강에 의해 상기 단면적 조절판을 회동시키도록 견인되는 연결 와이어와;

   상기 연결와이어의 관통지점과 단면적 조절판의 고정점 사이의 연결와이어에 끼워져 단면적 조절판이 연결판 단면적을 감소시키는 방향으로 탄발하는 압축스프링;

   을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 가변식 흡기소음 감쇠장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단면적 조절판의 단면적은 상기 연결관의 단면적보다 작은 것을 특징으로하는 가변식 흡기소음 감쇄장치.
3. 제 3 항에 있어서, 상기 단면적 조절판은 연결관과 같은 단면적을 갖는 원판의 일부분을 절단하여 제거시킨 것임을 특징으로하는 가변식 흡기소음 감쇄장치.

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