KR101063219B1

KR101063219B1 - 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터

Info

Publication number: KR101063219B1
Application number: KR1020050038281A
Authority: KR
Inventors: 조병욱; 한동균
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2011-09-07
Also published as: KR20060116275A

Abstract

본 발명은 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터에 관한 것으로서, 흡기호스 외주면상에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 전후 위치가 조정될 수 있고, 이 전후 위치 조정에 의해 흡기호스와의 열림정도가 조정될 수 있게 구성됨으로써, 이 열림정도의 조정에 의해 공명 주파수를 자유롭게 변화시킬 수 있는 주파수 가변형 레조네이터에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 주파수 가변형 레조네이터에 의하면, 레조네이터의 주파수를 자유롭게 변화시켜 가장 적절한 공명 주파수를 형성할 수 있으며, 따라서 소음 저감 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 주파수 가변형으로 구성되어 주파수 고정형의 문제점, 즉 레조네이터를 추가로 설치해야 하거나 레조네이터의 크기를 재설계해야 하는 문제점이 해결될 수 있고, 차량 엔진룸의 효율적인 공간 사용이 가능해진다. 또한, 레조네이터 장착시에 나사체결방식으로 흡기호스와 체결된 후 클램프 체결로 마무리되므로 클램프 오조립 및 체결력 부족에 의해 발생하던 종래의 소음 저감 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.

자동차, 흡기 시스템, 레조네이터, 주파수가변형, 소음저감, 공명기

Description

자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터{Resonator of frequency variable type installed on intake system of automobile}

도 1은 종래기술에 따른 레조네이터의 설치상태를 보여주는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 레조네이터와 레조네이터가 장착되는 흡기호스를 분리하여 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 레조네이터를 단면하여 나타낸 사시도,

도 4a와 도 4b는 본 발명의 레조네이터가 흡기호스에 장착된 상태를 도시한 사시도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 레조네이터의 조절상태를 도시한 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 흡기호스 11 : 나사선

12 : 개구부 20 : 레조네이터

21 : 체결관부 21a : 나사선

22 : 케이스부 22a : 내부공간

23 : 입구부 24, 25 : 클램프

본 발명은 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡기호스 외주면상에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 전후 위치가 조정될 수 있고, 이 전후 위치 조정에 의해 흡기호스와의 열림정도가 조정될 수 있게 구성됨으로써, 이 열림정도의 조정에 의해 공명 주파수를 자유롭게 변화시킬 수 있는 주파수 가변형 레조네이터에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 내연기관의 대표적인 예로 들 수 있는 자동차 엔진은 통상 4사이클로 이루어지며, 실린더 내에서 승하강되는 피스톤의 반복작용에 의해 부압을 형성하여 외부 공기를 흡입하고, 상기 공기가 흡입된 연소실로 연료를 분사하여 적정의 혼합기를 만든 후, 이를 점화시켜 엔진을 구동하게 된다.

여기서, 흡입 공기는 피스톤이 흡입행정을 위해 하강할 때 흡기밸브가 열려짐으로써 흡기 시스템을 통해 유입된다.

이러한 흡기 시스템은 엔진의 흡기포트와 연결된 흡기 매니폴드, 이 흡기 매니폴드에 연결된 흡기호스, 흡기호스에 연결된 에어클리너, 그리고 에어클리너로 외기를 유입하는 흡기덕트를 포함하여 이루어진다.

한편, 흡기 시스템 내에는 엔진의 회전으로 인한 흡기밸브의 개폐작용으로 흡기 시스템 내의 공기가 팽창 및 압축되면서 흡기 맥동이 발생하고, 이러한 흡기 맥동으로 인하여 흡기소음이 발생하는 바, 특히 이 흡기소음은 차체 또는 차실내의 공간을 통해 갑자기 증폭되어 공진소음을 일으킨다.

이에 따라, 흡기소음을 저감시키기 위해 흡기계를 특정 주파수로 튜닝(tuning)하기 위한 레조네이터(resonator)를 적용하게 되는데, 이 레조네이터(4)는 도 1에 도시한 바와 같이 에어클리너(1)와 흡기 매니폴드(3) 사이를 연결하는 흡기호스(2)에 확장관을 형성하도록 설치되어, 엔진의 흡ㆍ배기행정 및 피스톤의 왕복운동에 따른 흡기소음 중 특정 주파수를 공진시켜 제거하게 된다.

도 1을 참조하면, 일정한 내부공간과 연결부위를 갖는 레조네이터(4)를 구비하고, 흡기호스(2)의 특정 위치에 연결부위(2a)를 설정하여, 이 흡기호스(2)의 연결부위(2)를 레조네이터(4)의 연결부위(4a) 내측으로 삽입한 뒤 클램프(5)로 조여줌으로써, 레조네이터(4)를 흡기호스(2)에 고정하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 레조네이터는 하나의 주파수 성분에 대해서만 소음을 저감시켜 주는 효과를 갖는다.

따라서, 목표 주파수의 전달 손실을 높이기 위해서 레조네이터의 공진 주파수가 특정 주파수가 되도록 설계하여 해당 주파수 대역의 소음 저감을 꾀하고 있으나, 레조네이터가 특정한 크기로 장착된 상태에서는 주파수의 조절이 불가하기 때문에 장착 후에 원하는 주파수가 나오지 않을 경우 레조네이터를 추가로 설치해야 하는 문제점이 있게 된다.

또한, 주변 공간이 매우 협소한 엔진룸에 장착됨에도 불구하고 주파수 고정형으로 공간 활용도 측면에서 미흡하기 때문에 불가피하게 레조네이터의 크기를 재설계할 수 밖에 없는 경우가 있을 수 있으며, 또한 클램프 체결력의 부족시에는 소 음 저감 성능이 저하될 수 있는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 불편함을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 흡기호스 외주면상에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 전후 위치가 조정되면서 흡기호스와의 열림정도가 조정될 수 있게 구성됨으로써, 이 열림정도의 조정에 의해 공명 주파수를 자유롭게 변화시킬 수 있고, 추가 설치나 재설계의 문제점이 해결될 수 있으며, 체결력 부족에 따른 소음 저감 성능의 저하가 방지되는 주파수 가변형 레조네이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 자동차의 흡기호스에 장착되어 흡기소음 중 특정 주파수를 공진시켜 제거하게 되는 레조네이터에 있어서,

일정한 크기의 내부공간을 가지면서 상기 흡기호스 주위를 둘러싸는 형태로 장착되되, 흡기호스가 통과하여 끼워지는 홀의 내주면과 흡기호스의 외주면간에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 흡기호스상에서 전후 위치 이동이 가능하도록 되어 있고, 이 전후 위치 조정으로 상기 내부공간과 흡기호스의 내부공간 사이에 열림정도가 조정될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터에 관한 것이다.

바람직한 실시예로서, 본 발명에 따른 주파수 가변형 레조네이터는, 상기 홀을 형성하여 흡기호스의 외주상에 끼워지는 관의 형상으로 이루어져 있으면서 흡기호스의 외주면과 나사체결방식으로 체결되도록 내주면에 나사선이 형성된 체결관부와, 이 체결관부와 일체로 형성되어 체결관부를 둘러싼 원통형의 내부공간을 갖는 케이스부로 구성되고, 이 케이스부와 흡기호스의 내부공간이 서로 연통될 수 있게 체결관부 및 케이스부 일측에는 흡기호스에 길이방향으로 길게 형성된 개구부와 일치되는 입구부가 형성되어, 전후 위치 조정시 상기 입구부와 개구부의 일치정도가 조정될 수 있게 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 주파수 가변형 레조네이터는 상기 체결관부의 전, 후단부 외주상에 장착된 클램프가 흡기호스를 둘러싸고 있는 체결관부를 조여줌으로써 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 레조네이터와 레조네이터가 장착되는 흡기호스를 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 레조네이터를 단면하여 나타낸 사시도이다.

그리고, 첨부한 도 4a와 도 4b는 본 발명의 레조네이터가 흡기호스에 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 레조네이터의 조절상태를 도시한 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레조네이터(20)는 흡기호스(10)의 외주면 상에 나사체결방식으로 체결된 후 전, 후단부 양쪽이 각각 클램프(24,25)로 고정되어 장착된다.

우선, 흡기호스(10)에서 본 발명의 레조네이터(20)가 장착되는 부분의 외주면상에는 볼트에서와 같은 나사선(11)이 형성되어 있으며, 또한 흡기호스(10)의 나사선(11)이 형성된 부분에는 소정 크기의 개구부(12)가 흡기호스(10)의 길이방향을 따라 길게 절개 형성되어 있다.

이 개구부(12)는 후술하는 바와 같이 흡기호스(10)의 내부공간을 레조네이터(20)의 내부공간(22a)과 연통시키는 구멍이 된다.

또한, 본 발명의 레조네이터(20)는 종래와 마찬가지로 일정한 크기의 내부공간(22a)을 가지면서 흡기호스(10)의 주위를 둘러싸는 형태로 장착되도록 전체적으로는 원통형의 구조로 되어 있고, 중앙에는 흡기호스(10)가 통과하여 끼워지는 홀(20a)이 형성된 구조로 되어 있는 바, 결국 상기 내부공간(22a)이 원통형 구조로 되어 있다.

이를 도 3을 참조하여 설명하면, 레조네이터(20)는 상기 홀(20a)을 형성하여 흡기호스(10)의 외주상에 끼워지는 관의 형상으로 이루어져 있으면서 흡기호스(10)의 외주면과 나사체결방식으로 체결되도록 내주면에 암나사와 같은 나사선(21a)이 형성된 중앙의 체결관부(21)와, 이 체결관부(21)를 둘러싼 구조로 되어 있으면서 체결관부와는 일체로 형성되고 체결관부를 둘러싼 원통형의 내부공간(22a)을 갖는 케이스부(22)로 구성되어 있다.

여기서, 레조네이터(20)의 홀(20a) 내주면 일측, 즉 체결관부(21)와 케이스 부(22) 일측에는 레조네이터(케이스부)(20)의 내부공간(22a)이 흡기호스(10)의 내부공간과 서로 연통될 수 있도록 상기 개구부(12)와 일치될 수 있게 형성된 입구부(23)가 구비되어 있으며, 이 입구부(23) 또한 개구부(12)의 길이방향과 대략 같은 방향으로 길게 형성된다.

이러한 구조의 레조네이터(20)를 장착하는 과정을 설명하면, 중앙 체결관부(21) 내측으로 흡기호스(10)가 끼워지도록 하여 양측의 나사선(11,21a)이 만날 수 있도록 레조네이터(20)를 밀어준 뒤, 나사선(11a,21a)이 만나는 구간부터는 레조네이터(20)를 회전시켜서 흡기호스(10)와 체결관부(21)의 나사선(11,21a)을 이용해 레조네이터(20)를 흡기호스(10)에 나사체결방식으로 체결한다.

그리고, 레조네이터(20)를 견고히 고정하기 위해 체결관부(21)의 전, 후단부 외주상에 클램프(24,25)를 장착하여 조여주게 되는데, 클램프(24,25)의 볼트(24a,25a)를 회전시켜 와이어(24b,25b)가 흡기호스(10)를 둘러싸고 있는 체결관부(21)를 적정 힘으로 조일 수 있게 한다.

장착 과정에서, 상기 레조네이터(20)는 흡기호스(10)의 외주상에서 회전시킬 때 그 회전량에 따라서 흡기호스상에서의 전후 위치가 조정될 수 있게 되며, 전후 위치 조정 후 입구부(23)가 흡기호스(10)의 개구부(12)와 일치된 상태에서 회전을 정지시키면 레조네이터(20)의 내부공간(22a)과 흡기호스(10)의 내부공간이 서로 연통되게 된다.

이러한 본 발명의 레조네이터(20)는 흡기호스(10)상에서 전후 위치를 적절히 조정함에 따라 입구부(23)와 개구부(12)의 일치되는 정도가 조정될 수 있게 된다.

즉, 레조네이터(20)의 위치가 흡기호스(10)에 대하여 도 4a와 도 5a에서와 같이 좌측에 위치할 때 입구부(23)와 개구부(12)는 최대로 일치하여 개구부(12)가 최대로 열리게 되며, 이때 가장 많은 공기가 레조네이터(20)의 내부공간(22a)으로 유입되게 된다.

또한, 레조네이터(20)를 회전시켜 흡기호스(10)상에서 우측으로 이동시킬 때 입구부(23)와 개구부(12)의 일치 정도는 점차 줄어들게 되고, 결국 레조네이터(20)의 위치가 흡기호스(10)에 대하여 도 4b와 도 5b에서와 같이 우측에 위치할 때 입구부(23)와 개구부(12)의 일치 정도가 가장 작게 되어 개구부(12)가 최소로 열리면서 가장 적은 공기가 레조네이터(20)의 내부공간(22a)으로 유입되게 된다.

결국, 레조네이터(20)의 위치를 조정하여 흡기호스(10)의 개구부(12)가 열리는 정도를 조정함으로써 가변 주파수를 형성할 수 있으며, 저주파에서의 흡기소음을 줄일 수 있는 최적 위치(흡입 공기 주파수와 레조네이터를 통해 주파수가 공명되는 위치)에 레조네이터(20)를 이동시킨 뒤 클램프(24,25)를 이용해 흡기호스(10)에 위치 고정시킨다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 레조네이터를 적용하게 되면 흡기호스상에서의 위치 조정을 통해 레조네이터의 주파수를 자유롭게 변화시킬 수가 있으며, 가장 적절한 공명 주파수를 형성할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레조네이터는 흡기호스 외주면 상에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 전후 위치가 조정되면서 흡기호스와의 열림정도가 조정될 수 있게 구성됨으로써, 다음과 같은 장점을 가진다.

1)레조네이터의 주파수를 자유롭게 변화시켜 가장 적절한 공명 주파수를 형성할 수 있으며, 따라서 흡기호스의 소음 저감 성능이 향상될 수 있게 된다.

2)주파수 가변형으로 구성되는 바, 주파수 고정형의 문제점, 즉 레조네이터를 추가로 설치해야 하거나 레조네이터의 크기를 재설계해야 하는 문제점이 해결될 수 있고, 차량 엔진룸의 효율적인 공간 사용이 가능해진다.

3)레조네이터 장착시에 나사체결방식으로 흡기호스와 체결된 후 클램프 체결로 마무리되므로 클램프 오조립 및 체결력 부족에 의해 발생하던 종래의 소음 저감 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.

Claims

자동차의 흡기호스에 장착되어 흡기소음 중 특정 주파수를 공진시켜 제거하게 되는 레조네이터에 있어서,

일정한 크기의 내부공간을 가지면서 상기 흡기호스 주위를 둘러싸는 형태로 장착되되, 흡기호스가 통과하여 끼워지는 홀의 내주면과 흡기호스의 외주면간에 나사체결방식으로 체결되어 회전시에 흡기호스상에서 전후 위치 이동이 가능하도록 되어 있고, 이 전후 위치 조정으로 상기 내부공간과 흡기호스의 내부공간 사이에 열림정도가 조정될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터.
청구항 1에 있어서,

상기 홀을 형성하여 흡기호스의 외주상에 끼워지는 관의 형상으로 이루어져 있으면서 흡기호스의 외주면과 나사체결방식으로 체결되도록 내주면에 나사선이 형성된 체결관부와, 이 체결관부와 일체로 형성되어 체결관부를 둘러싼 원통형의 내부공간을 갖는 케이스부로 구성되고, 이 케이스부와 흡기호스의 내부공간이 서로 연통될 수 있게 체결관부 및 케이스부 일측에는 흡기호스에 길이방향으로 길게 형성된 개구부와 일치되는 입구부가 형성되어, 전후 위치 조정시 상기 입구부와 개구부의 일치정도가 조정될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 자동차 흡기 시스템의 주 파수 가변형 레조네이터.
청구항 2에 있어서,

상기 체결관부의 전, 후단부 외주상에 장착된 클램프가 흡기호스를 둘러싸고 있는 체결관부를 조여줌으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 흡기 시스템의 주파수 가변형 레조네이터.