KR100962791B1

KR100962791B1 - 자동차용 메인 소음기

Info

Publication number: KR100962791B1
Application number: KR1020080066116A
Authority: KR
Inventors: 류진산
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-06-09
Also published as: KR20100005982A

Abstract

본 발명은 배플의 위치 및 공명실의 위치 등을 최적화하여 초기 발진 부밍 증대 및 외부 소음 법규 만족을 도모하면서 스포티 사운드를 구현할 수 있도록 한 자동차용 메인 소음기에 관한 것으로,

종래의 자동차용 메인 소음기는 단순히 파이프 경로 변경 등을 통한 저주파 부밍과 고주파 기류음을 낮추는 것에만 관심을 가지고 있었으며, 아이들(IDLE) 및 저주파 부밍 감소를 위하여 배압 증대를 하게 되고, 이는 출력 저하 등의 악영향을 초래하게 되는 문제가 있었던 바,

본체와; 본체의 내부에 이격 설치되는 4개의 배플과; 상기 각 배플의 전방과 후방에 마련되는 5개의 챔버와; 본체의 일측 상부에 설치되고, 유출단부가 제3챔버에 위치하는 입구파이프와; 본체의 일측 하부에 설치되고, 유입단부가 제1챔버에 위치하는 제1출구파이프와; 본체의 타측 중앙에 설치되고, 유입단부가 제5챔버에 위치하는 제2출구파이프와; 본체의 내부 중앙 하부에 설치되고, 제3챔버 통과부위에 타공부가 마련되며, 일단부가 제1챔버에 위치하고, 타단부가 제5챔버에 위치하는 중간파이프;로 이루어지는 것과,

제1챔버와 제2챔버 사이에 설치되는 제1배플, 그리고 제4챔버와 제5챔버 사이에 설치되는 제4배플에 각각 타공부를 마련하여 제1챔버와 제3챔버, 제5챔버는 각각 확장실 역할을 담당하도록 하고, 제2챔버와 제4챔버는 각각 특정 주파수를 잡는 헬름홀쯔 공명실 역할을 담당하도록 한 것 등을 특징으로 하는 스포티 사운드를 구현하면서도 배압을 저감하여 엔진 출력을 증대할 수 있게 되며, 초기 발진 부밍을 증대할 수 있게 되고, 기주 공명 주파수 파기를 통해 외부 소음 법규를 만족할 수 있게 되며, 구조 단순화, 용량 축소, 이중튜브 삭제를 통해 원가 절감을 실현할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

메인 소음기, 스포티 사운드, 챔버, 입구파이프, 출구파이프, 중간파이프, 배플, 타공부

Description

자동차용 메인 소음기 {a muffler for a vehicle}

본 발명은 자동차용 메인 소음기에 관한 것으로, 더 자세하게는 배플의 위치 및 공명실의 위치 등을 최적화하여 초기 발진 부밍 증대 및 외부 소음 법규 만족을 도모하면서 스포티 사운드를 구현할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 자동차용 메인 소음기는 단순히 파이프 경로 변경 등을 통한 저주파 부밍과 고주파 기류음을 낮추는 것에만 관심을 가지고 있었으며, 아이들(IDLE) 및 저주파 부밍 감소를 위하여 배압 증대를 하게 되고, 이는 출력 저하 등의 악영향을 초래하게 되는 문제가 있었다.

따라서 스포츠카에 있어서는 단순히 소음저감이 아닌 스포티 사운드를 구현할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서 스포티 사운드라 함은 주관적이어서 이를 객관하는 것이 필요하며, 객관화를 위하여 사운드 테이블(TABLE)화하여 스포티 음색을 명확하게 하여야 한다.

도 1 및 도 2는 청음 평가 결과를 바탕으로 스포츠카 차종의 목표 사운드를 확립하는 그래프이다.

도 1 및 도 2와 같이 본 발명이 관계하는 차종에서 추진하는 사운드는 발진 부밍(~3,000RPM)은 100dBC 정도로 크게 하고, 3,000RPM 이하는 100dBC 이하로 추진한다.

도 3에는 스포티 사운드를 구현할 수 있는 메인 소음기의 구성도가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 메인 소음기는 다수의 배플 및 파이프를 통해서 다양한 경로의 유로를 따라 엔진소음이 상쇄하면서 저감되도록 구성되어 있다.

일반적으로 스포티 사운드는 부밍(Booming)이 커지기 때문에 외부소음에 불리하여 이를 개선하기 위하여 외측 튜브(OUT TUBE)에 이중튜브를 추가하게 된다.

또한 최근 원가절감을 위하여 메인 소음기 용량을 진동/소음(NVH) 및 배압 만족하는 한에서 최소화가 필요하게 되며, 이를 위하여 메인 소음기 구조의 최적화가 필요하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 초기 발진 부밍 증대할 수 있도록 하고, 외부 소음 법규를 만족할 수 있도록 함은 물론 배압을 저감하여 엔진 출력을 증대시킬 수 있도록 하는 자동차용 메인 소음기 를 제공하는 데에 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 메인 소음기는 본체와; 본체의 내부에 이격 설치되는 4개의 배플과; 상기 각 배플의 전방과 후방에 마련되는 5개의 챔버와; 본체의 일측 상부에 설치되고, 유출단부가 제3챔버에 위치하는 입구파이프와; 본체의 일측 하부에 설치되고, 유입단부가 제1챔버에 위치하는 제1출구파이프와; 본체의 타측 중앙에 설치되고, 유입단부가 제5챔버에 위치하는 제2출구파이프와; 본체의 내부 중앙 하부에 설치되고, 제3챔버 통과부위에 타공부가 마련되며, 일단부가 제1챔버에 위치하고, 타단부가 제5챔버에 위치하는 중간파이프;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 제1챔버와 제2챔버 사이에 설치되는 제1배플, 그리고 제4챔버와 제5챔버 사이에 설치되는 제4배플에는 각각 타공부가 마련되며, 제1챔버와 제3챔버, 제5챔버는 각각 확장실 역할을 담당하게 되고, 제2챔버와 제4챔버는 각각 특정 주파수를 잡는 헬름홀쯔 공명실 역할을 담당하게 된다.

본 발명에 있어서 제1출구파이프의 제4챔버 통과부위 및 제2출구파이프의 제2챔버 통과부위에 타공부가 형성되어 기주 공명 주파수를 파기하는 역할을 하게 된다.

본 발명에 의하면 스포티 사운드를 구현하면서도 배압을 저감(예를 들면10KPa 정도 저감)하여 엔진 출력을 증대(예를 들면 4~5PS 증대)할 수 있게 된다.

또한 초기 발진 부밍을 증대할 수 있게 되고, 기주 공명 주파수 파기를 통하여 외부 소음 법규를 만족할 수 있게 되며, 구조 단순화, 글라스울(G/WOOL) 삭제, 용량 축소, 이중튜브 삭제를 통해 원가 절감을 실현할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에는 본 발명의 한 실시예의 구성도가 도시되어 있다.

본 발명의 자동차용 메인 소음기(100)는 본체(10)와; 본체(10)의 내부에 이격 설치되는 4개의 배플(21)(22)(23)(24)과; 상기 각 배플(21)(22)(23)(24)의 전방과 후방에 마련되는 5개의 챔버(31)(32)(33)(34)(35)와; 본체(10)의 일측 상부에 설치되고, 유출단부가 제3챔버(33)에 위치하는 입구파이프(40)와; 본체(10)의 일측 하부에 설치되고, 유입단부가 제1챔버(31)에 위치하는 제1출구파이프(51)와; 본체(10)의 타측 중앙에 설치되고, 유입단부가 제5챔버(35)에 위치하는 제2출구파이프(52)와; 본체(10)의 내부 중앙 하부에 설치되고, 제3챔버(33) 통과부위에 타공부(70a)가 마련되며, 일단부가 제1챔버(31)에 위치하고, 타단부가 제5챔버(35)에 위치하는 중간파이프(70);로 이루어진다.

본 발명에 있어서 제1챔버(31)와 제2챔버(32) 사이에 설치되는 제1배플(21), 그리고 제4챔버(34)와 제5챔버(35) 사이에 설치되는 제4배플(24)에는 각각 타공부(21a)(24a)가 마련된다.

그리고 제1출구파이프(51)의 제4챔버(34) 통과부위 및 제2출구파이프(52)의 제2챔버(32) 통과부위에 타공부(51a)(52a)가 형성된다.

본 발명에 있어서 입구파이프(40)를 통해 본체(10) 내부 중앙의 제3챔버(33)로 유입되는 배기가스는 제3챔버(33) 통과부위에 타공부(70a)가 마련된 중간파이프(70)를 통해 제1챔버(31)와 제5챔버(35)로 유도된 후 제2출구파이프(52) 및 제1출구파이프(51)를 통해 외부로 배출된다.

따라서 본 발명의 자동차의 메인 소음기(100)에 있어서는 배기가스 배출 경로 단순화로 발진 부밍 증대 및 배압 저감, 출력 증대 효과를 기대할 수 있게 된다.(예를 들면 초기 발진 부밍 10dBC 증대, 배압 4.1KPa 저감, 출력 1~2PS 증대)

참고적으로 스포티 사운드의 경우 배기기여는 3000RPM이하에서 기여하고, 스포티 사운드 구현을 위하여 1500RPM 이하는 108dBC 수준이다.

본 발명에 있어서 중간파이프(70)의 일단부와 제1출구파이프(51)의 유입단부가 위치하는 제1챔버(31), 입구파이프(40)의 유출단부가 위치하는 제3챔버(33), 그리고 중간파이프(70)의 타단부와 제2출구파이프(52)의 유입단부가 위치하는 제5챔버(35)는 각각 확장실 역할을 담당하게 된다.

또한 타공부(21a)가 형성된 제1배플(21)을 경계로 제1챔버(31)와 분리된 제2 챔버(32), 그리고 타공부(24a)가 형성된 제4배플(24)을 경계로 제5챔버(35)와 분리된 제4챔버(34)는 각각 특정 주파수를 잡는 헬름홀쯔 공명실 역할을 담당하게 된다.

본 발명에 있어서는 제1출구파이프(51)의 제4챔버(34) 통과부위 및 제2출구파이프(52)의 제2챔버(32) 통과부위에 타공부(51a)(52a)가 형성되어 롱테일파이프(Long Tail Pipe) 구조에 있어서 기주 공명 주파수를 파기하는 역할을 하게 된다.

즉, 스포티 사운드의 경우 발진 부밍 증대로 외부 소음 법규를 만족하는 데에 어려움이 있는데, 본 발명에서는 각 출구파이프(51)(52)에 타공부(51a)(52a)를 마련하여 기주 공명 주파수를 파기할 수 있도록 하고, 그에 따라 아이들(IDLE) 부밍을 개선함은 물론 외부 소음 문제 영역 개선으로 법규를 만족할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 한 실시예의 엔진 회전수별 소음정도를 나타낸 그래프이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1 및 도 2는 청음 평가 결과를 바탕으로 스포츠카 차종의 목표 사운드를 확립하는 그래프

도 3은 스포티 사운드를 구현할 수 있는 메인 소음기의 구성도

도 4는 본 발명의 한 실시예의 구성도

도 5는 본 발명의 한 실시예의 엔진 회전수별 소음정도를 나타낸 그래프

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

100 : 메인 소음기

10 : 본체

21, 22, 23, 24 : 배플

31, 32, 33, 34, 35 : 챔버

40 : 입구파이프

51, 52 : 출구파이프

70 : 중간파이프

21a, 24a, 51a, 52a, 70a : 타공부

Claims

본체와; 본체의 내부에 이격 설치되는 4개의 배플과; 상기 각 배플의 전방과 후방에 마련되는 5개의 챔버와; 본체의 일측 상부에 설치되고, 유출단부가 제3챔버에 위치하는 입구파이프와; 본체의 일측 하부에 설치되고, 유입단부가 제1챔버에 위치하는 제1출구파이프와; 본체의 타측 중앙에 설치되고, 유입단부가 제5챔버에 위치하는 제2출구파이프와; 본체의 내부 중앙 하부에 설치되고, 제3챔버 통과부위에 타공부가 마련되며, 일단부가 제1챔버에 위치하고, 타단부가 제5챔버에 위치하는 중간파이프;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 메인 소음기.
제1항에 있어서, 제1챔버와 제2챔버 사이에 설치되는 제1배플, 그리고 제4챔버와 제5챔버 사이에 설치되는 제4배플에 각각 타공부를 마련하여 제1챔버와 제3챔버, 제5챔버는 각각 확장실 역할을 담당하도록 하고, 제2챔버와 제4챔버는 각각 특정 주파수를 잡는 헬름홀쯔 공명실 역할을 담당하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 메인 소음기.
제2항에 있어서, 제1출구파이프의 제4챔버 통과부위 및 제2출구파이프의 제2챔버 통과부위에 타공부를 형성하여 기주 공명 주파수를 파기하도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 메인 소음기.