KR100423089B1 - 차량용 에어 클리너 - Google Patents

Abstract

차량 흡기 장치에 사용되는 차량용 에어클리너가 개시되어 있다. 상기 에어클리너는 입구와 출구가 형성된 하우징 및 하우징에 내장되는 여과지를 구비한다. 대기중의 공기는 입구와 여과지 및 출구를 통해 엔진으로 제공되고, 엔진의 소음은 공기의 흐름과 반대 방향으로 진행된다. 엔진과 연결되는 흡기 파이프는 상기 출구를 통해 하우징의 내부로 연장되고, 연장된 단부는 단면적이 확장된다. 그리고, 확장된 단부에는 소음을 흡수하는 흡음 부재가 구비되고, 상기 출구에 대향하는 하우징의 내측면에는 곡면 형상을 갖는 오목부가 형성된다. 상기 엔진으로부터 하우징으로 유입되는 소음은 확관된 흡기 파이프에 의해 회절 현상이 방지되고, 상기 오목부에 의해 차량 엔진측으로 반사되고, 흡음 부재에 의해 저감된다. 상기와 같이 에어 클리너 자체에서 차량의 소음을 저감시킬 수 있음에 따라, 별도의 소음 제어 장치를 장착할 필요가 없다.

Description

차량용 에어 클리너{Air cleaner for vehicle}

본 발명은 차량의 흡기 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 에어클리너의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤의 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기 엔진에는 연소실에서 필요로하는 공기를 흡입하기 위한 흡기 장치가 있는데, 상기 흡기 장치는 엔진룸 일측에 고정 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 불순물을 여과하는 에어클리너와, 상기한 에어클리너에 연결되어 있는 서지 탱크와, 상기한 서지 탱크에 연결되어 엔진에 균일하게 공기를 분배하게 되는 흡기 매니폴드로 구성되어 있다.

물론, 상기한 에어클리너와 서지 탱크의 사이에는 연소실로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 드로틀 바디가 설치되어있다.

여기서, 상기한 흡기 장치는 엔진의 피스톤 회전에 따른 흡입력으로 외부 공기를 흡입하게 되는 바, 상기한 흡기는 대단히 높은 고압으로 흡입됨과 아울러 이로 인하여 흡기 장치 내에 소음을 유발하게 된다.

도 1은 종래의 차량용 에어클리너를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 차량용 에어클리너(100)는 전체적으로 밀폐된 원통 형상을 갖는 하우징(110)과, 하우징(110)의 축방향 일측 부위에는 엔진과 연결되는 출구(120)가 형성되어 있고, 원주면 일측에는 공기가 흡입되는 입구(130)가 형성되어 있다. 그리고, 하우징(110)의 내부에는 원통 형상을 갖는 여과지(140)가 장착된다. 하우징(100)의 내측면과 여과지(140) 사이에는 고무 실(150, rubber seal)이 장착되어 흡입된 공기가 여과지(140)를 통해서만 엔진으로 유입되도록 여과지(140)와 하우징(100) 사이를 밀봉한다.

대기 중의 공기는 입구(130), 여과지(140) 및 출구(120)를 통해 차량 엔진으로 유입된다. 이때, 발생되는 소음은 공기의 진행 방향과 반대 방향으로 진행한다. 즉, 상기 차량 엔진으로부터 나오는 소음은 출구(120), 여과지(140) 및 입구(130)를 통해 대기 중으로 배출되는데, 에어클리너(100) 내부에서 여과지(140)를 통과하는 소음이 증가하면 그만큼 차량 외부로 배출되는 소음이 증가하게 된다.

소음의 진행 방향을 상세하게 설명하면, 차량 엔진으로부터 발생된 소음은 에어클리너(100)의 출구(120)를 통해 하우징(110) 내부로 유입되고, 상기 소음의 일부는 출구(120)와 대향하는 하우징(110)의 타측 부위(110a)에 부딪쳐서 반사되고, 나머지 일부는 여과지(140)를 통과하게 된다. 그리고, 타측 부위(110a)로부터 반사된 소음 역시 여과지(140)를 통과하게 된다. 이때, 차량 엔진과 연결된 흡기 파이프를 통해 에어클리너(100)의 하우징(110)으로 유입되는 소음은 급격한 단면적 차이에 의해 회절하게 되고, 상기와 같이 회절된 소음은 여과지(140)를 통해 배출되는 소음을 더욱 크게 한다.

도시된 화살표는 소음의 진행 방향을 나타낸다.

상기와 같이 발생된 소음은 운전자를 쉽게 피로하게 만들고, 이는 대형 사고를 유발시키는 원인으로 작용된다. 따라서, 상기와 같은 소음을 감소시키기 위해 엔진으로부터 발생되는 소음의 특정 주파수를 줄이기 위해 에어클리너와 연결되는 흡기관에 레조네이터(resonator)를 장착하고 있다. 상기 레조네이터 사양은 흡기관의 직경과 상관 관계가 있고, 자체적으로 가지고 있는 체적에 따라 각각 흡수할 수 있는 소음의 주파수 대역이 정해져 있어 보다 넓은 범위의 소음을 흡수할 수 있으려면 다수의 서로 다른 체적을 갖는 레조네이터를 설치해야한다. 그러나, 한정된 엔진룸 공간에서 체적이 큰 레조네이터를 장착하기가 용이하지 않으며, 차량 정비 공간을 확보하기 힘들다는 문제점이 있다. 또한, 다수의 레조네이터를 장착할 경우 차량 제조 비용이 증가한다는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 대기중의 공기를 흡입하여 정화시키는 기능을 갖는 것과 동시에 자체적으로 엔진 소음을 저감시킬 수 있는 구조를 갖는 차량용 에어클리너를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 차량용 에어클리너를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어클리너를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 에어클리너 110, 210 : 하우징

120, 220 : 출구 130, 230 : 입구

140, 240 : 여과지 150, 250 : 고무 실

260 : 흡기 파이프 270 : 오목부

280 : 흡음 부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부 공간을 갖고, 차량 엔진으로 공기를 제공하는 출구가 형성되고, 상기 출구가 형성된 일측 부위와 대향하는 타측 부위의 내측면에는 곡면 형상의 오목부가 형성되고, 다른 타측에는 대기 중의 공기가 흡입되는 입구가 형성된 하우징과,

상기 하우징의 내부 공간에 내장되고, 상기 입구로부터 유입되는 상기 공기를 여과하는 여과지와,

일측 단부가 상기 출구를 통해 상기 하우징의 내부 공간으로 연장되고, 타측단부는 상기 차량 엔진과 연결되어 상기 공기를 상기 차량 엔진으로 제공하고, 상기 일측 단부는 상기 하우징의 내부 공간에서 단면적이 연속적으로 증가되는 흡기 파이프와,

상기 흡기 파이프의 일측 단부에 구비되고, 상기 차량 엔진으로부터 발생되는 소음을 흡수하기 위한 흡음 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 클리너를 제공한다.

일 예로서, 상기 차량용 에어클리너는 상기 하우징의 내측면과 상기 여과지 사이에 구비되고, 상기 입구를 통해 유입되는 상기 공기가 상기 여과지를 통해서만 상기 차량 엔진으로 제공되도록 상기 하우징의 내측면과 상기 여과지 사이를 밀봉하는 부재를 더 포함한다.

따라서, 상기 차량 엔진으로부터 발생되는 소음은 일차적으로 상기 흡음 부재에 의해 제거되고, 상기 하우징의 타측 부위에 형성된 곡면 형상의 오목부에 반사되어 다시 상기 차량 엔진측으로 반사된다. 이에 따라, 상기 차량 엔진의 소음을 감소시키기 위해 별도의 레조네이터를 사용하지 않아도 되며, 상기 레조네이터를 사용하지 않음으로서, 차량 정비 공간을 확보하고, 차량 정비를 용이하게 할 수 있다. 또한, 차량의 제조 원가를 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어클리너를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 에어 클리너(200)는 전체적으로 원통 형상을 갖는 하우징(210)을 구비한다. 하우징(210)의 평면 일측 부위에는 하우징(210)으로 유입된 공기를 차량 엔진(도시되지 않음)으로 제공하기 위한 출구(220)가 형성되어 있고, 출구(220)에는 상기 차량 엔진과 연결되는 흡기 파이프(260)가 연결된다. 하우징(210)의 출구(220)가 형성된 평면 일측 부위에 대향하는 타측 부위(210a)의 내측면에는 곡면 형상을 갖는 오목부(270)가 형성되어 있다. 그리고, 하우징(210)의 원주면에는 대기중의 공기가 유입되는 입구(230)가 형성되어 있다. 또한, 하우징(210)의 내부에는 원통 형상의 여과지(240)가 내장되고, 여과지(240)와 하우징(210)의 내측면 사이에는 고무 실(250)이 장착된다. 여과지(240)는 입구(230)를 통해 유입되는 대기중의 공기에 포함되어 있는 각종 먼지 등을 제거하고, 여과지(250)에 의해 먼지 등이 제거된 상기 공기는 에어클리너(210)의 출구(220) 및 흡기 파이프(260)를 통해 상기 차량 엔진으로 제공된다. 이때 고무 실(250)은 대기중의 공기가 입구(230)로 유입될 때 여과지(240)와 하우징(210)의 내측면 사이를 통과하지 않도록 밀봉 역할을 함으로서 대기중의 공기가 여과지(240)를 통해서만 차량 엔진으로 제공되도록 한다.

하우징(210)의 출구(220)에 연결된 흡기 파이프(260)의 일측 단부(260a)는 출구를 통해 하우징(210)의 내부로 연장되고, 연장된 흡기 파이프(260)의 일측 단부(260a)는 직경이 증가되는 구조를 갖는다. 즉, 흡기 파이프(260)는 일측 단부(260a)가 하우징(210)의 내부에서 확관되어 있는데, 이는 차량 엔진으로부터 발생된 소음이 하우징(210)의 내부로 유입될 때 급격한 단면적 차이에 의해 회절되지 않도록 하기 위함이다.

그리고, 차량 엔진으로부터 발생된 소음은 하우징(210)의 내부로 유입되어 곡면 형상의 오목부(270)에 의해 다시 차량 엔진 방향으로 반사된다. 따라서, 차량 외부로 배출되는 소음이 저감된다.

또한, 하우징(210)의 내부로 연장되어 있는 흡기 파이프(260)의 일측 단부에는 흡음 부재(280)가 구비되고, 상기 차량 엔진으로부터 하우징(210)의 내부로 유입되는 소음은 흡음 부재(280)에 의해 저감된다.

도시된 화살표는 소음의 진행 방향을 나타낸다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 차량 엔진과 연결되는 에어클리너의 출구에 대향하는 내측면을 곡면 형상을 갖는 오목부로 형성하고, 상기 차량 엔진과 연결되는 흡기 파이프의 일측 단부를 상기 에어클리너의 하우징 내부로 연장시켜 확관하고, 확관된 일측 단부에 소음을 흡수할 수 있는 흡음 부재를 설치함으로서, 상기 차량 엔진으로부터 발생되는 소음은 일차적으로 상기 흡음 부재에 의해 제거되고, 상기 하우징에 형성된 곡면 형상의 오목부에 반사되어 다시 상기 차량 엔진측으로 반사된다. 이에 따라, 상기 차량 엔진의 소음을 감소시키기 위해 별도의 레조네이터를 사용하지 않아도 되며, 상기 레조네이터를 사용하지 않음으로서, 차량 정비 공간을 확보하고, 차량 정비를 용이하게 할 수 있다. 또한, 차량의 제조 원가를 절감할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 내부 공간을 갖고, 차량 엔진으로 공기를 제공하는 출구가 형성되고, 상기 출구가 형성된 일측 부위와 대향하는 타측 부위의 내측면에는 곡면 형상의 오목부가 형성되고, 다른 타측에는 대기 중의 공기가 흡입되는 입구가 형성된 하우징;

   상기 하우징의 내부 공간에 내장되고, 상기 입구로부터 유입되는 상기 공기를 여과하는 여과지;

   일측 단부가 상기 출구를 통해 상기 하우징의 내부 공간으로 연장되고, 타측단부는 상기 차량 엔진과 연결되어 상기 공기를 상기 차량 엔진으로 제공하고, 상기 일측 단부는 상기 하우징의 내부 공간에서 단면적이 연속적으로 증가되는 흡기 파이프; 및

   상기 흡기 파이프의 일측 단부에 구비되고, 상기 차량 엔진으로부터 발생되는 소음을 흡수하기 위한 흡음 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 클리너.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 내측면과 상기 여과지 사이에 구비되고, 상기 입구를 통해 유입되는 상기 공기가 상기 여과지를 통해서만 상기 차량 엔진으로 제공되도록 상기 하우징의 내측면과 상기 여과지 사이를 밀봉하는 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.