KR101326511B1 - Muffler for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량에 탑재되어 엔진의 배기소음을 저감시키는 자동차용 배기계 머플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부품의 경량화를 통해 연비를 향상하고 주변부품의 열해를 저감하기 위한 자동차용 배기계 머플러에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 최외각에 배치되는 플라스틱 소재의 케이스 외층(外層), 상기 케이스 외층의 내측에 배치되고 에어로젤 소재가 함유된 중간단열층 및 상기 중간단열층의 내측에 배치되는 스테인리스 스틸 소재의 케이스 내층(內層)이 적층되어 형성된 3중 재질의 중공형 케이스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automobile exhaust system muffler mounted on a vehicle to reduce exhaust noise of an engine. More particularly, the present invention relates to an automobile exhaust system muffler for improving fuel efficiency and reducing thermal damage of peripheral components by reducing the weight of components. .
To this end, the present invention, the case outer layer of the plastic material disposed at the outermost, the intermediate insulation layer disposed inside the case outer layer and containing an airgel material and the case inner layer of stainless steel material disposed inside the intermediate insulation layer Provided is a vehicle exhaust system muffler comprising a hollow case of a triple material formed by laminating (iii).
Description
본 발명은 차량에 탑재되어 엔진의 배기소음을 저감시키는 자동차용 배기계 머플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부품의 경량화를 통해 연비를 향상하고 주변부품의 열해를 저감하기 위한 자동차용 배기계 머플러에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 차량의 엔진에서 발생하는 배기가스를 배출하기 위한 배기 시스템에는 배기가스를 차량의 후방 측으로 유도하는 배기 라인 상에 배기 소음을 감쇄시킬 수 있는 머플러를 설치하고 있다.In general, an exhaust system for discharging exhaust gas generated from an engine of a vehicle is provided with a muffler capable of attenuating exhaust noise on an exhaust line leading the exhaust gas to the rear side of the vehicle.
이러한 머플러는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로, 그 구조에 따라 다양한 형식으로 구분된다. Such a muffler lowers the exhaust noise by lowering the temperature and pressure of the exhaust gas discharged from the engine, and is classified into various types according to its structure.
종래의 자동차용 메인 머플러는 엔진 연소 과정에서 발생하는 엔진 배기 소음을 저감시킴에 있어 고온의 배기가스를 견딜 수 있도록 금속재질로 제조되었으며, 특히 고온환경에 의한 부식 촉진을 방지하고자 대부분 스테인레스 스틸 소재로 제조되었다.Conventional automobile main muffler is made of metal material to withstand high temperature exhaust gas in reducing engine exhaust noise generated in engine combustion process, and is mostly made of stainless steel to prevent corrosion promotion by high temperature environment. Was prepared.
이러한 종래의 머플러는 그 내부에 배기소음의 감쇄 효과를 높이기 위하여 내부공간을 다수의 격벽(배플)을 통해 여러 개의 챔버로 나눈 구조로 형성되며, 배기가스의 소음은 머플러 내의 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 점차 소음이 감쇄된다. The conventional muffler has a structure in which the internal space is divided into a plurality of chambers through a plurality of partitions (baffles) in order to increase the attenuation effect of the exhaust noise therein, and the noise of the exhaust gas passes through the chambers in the muffler. Noise is gradually attenuated by the interference of sound waves, a decrease in pressure fluctuations, and a decrease in exhaust temperature.
그러나, 스테인리스 스틸 소재의 종래 머플러는 열전도율이 높은 금속소재의 특징으로 인해 주변부품(차체 하단과 연료탱크 등)에 고온의 배기가스가 대류, 복사, 전도 형태로 전달되어 열해를 유발하는 원인이 되며, 스테인리스 스틸 소재를 적용함에도 불구하고 바닷물과 같은 염수나 동절기에 사용하는 제설재 등과 같은 부식촉진물질과 함께 배기가스에 의한 고온환경에 의해 외부부식이 발생되고, 내부 응축수에 의한 관통 부식이 초래되어 소음기의 기능을 상실하여 엔진 배기소음을 그대로 노출하는 문제가 있다. However, the conventional muffler made of stainless steel has a high thermal conductivity, which causes hot exhaust gas to be transferred to the surrounding parts (lower body and fuel tank) in the form of convection, radiation, and conduction, causing thermal damage. In spite of the application of stainless steel material, external corrosion occurs due to high temperature environment by exhaust gas along with corrosion-promoting materials such as salt water such as seawater or snow removing material used in winter, and through corrosion caused by internal condensate There is a problem that the engine exhaust noise is exposed as it is lost the silencer function.
이에 따라, 상기와 같은 종래의 메인 머플러의 문제점을 해결하고자 플라스틱 소재의 케이스(1)를 적용한 플라스틱 메인 머플러가 제안되었으나(도 3 참조), 공지된 기술의 플라스틱 머플러는 대부분 유리섬유를 단열재와 흡음재로 사용하는 흡음형 구조로 구성되어 고주파의 소음 저감에는 효과가 있으나, 저주파 부밍음이 악화되어 양산 적용하지 못하며. 특히, 엔진 진동수(Hz) 또는 엔진 rpm에 대응하는 소음 튜닝도 제한적인 문제가 있다. 또한 고가의 유리섬유를 단열재와 흡음재로서 다량 사용하므로 조립성 저하 및 환경오염 등의 문제를 유발할 우려가 있고, 양산 적용에 불리한 단점이 있다. Accordingly, in order to solve the problems of the conventional main muffler as described above, a plastic main muffler has been proposed to which the
또한, 종래의 플라스틱 메인 머플러는 배기가스가 플라스틱재 케이스와 직접 접촉하는 구조로 인해 실제 제품 제작후 주행시 용융 발생 가능성이 큰 문제가 있다.
In addition, the conventional plastic main muffler has a problem that the possibility of melting when running after the actual product production due to the structure in which the exhaust gas is in direct contact with the plastic case.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 고온의 배기가스에 의한 주변부품의 열해를 방지하고, 외부부식으로 인한 기능손실을 방지하며, 경량화를 통해 연비를 향상시킬 수 있는, 소음 튜닝가능한 자동차용 배기계 머플러를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, to prevent thermal damage of the peripheral parts by the high temperature exhaust gas, to prevent loss of function due to external corrosion, and to improve fuel efficiency through light weight, noise It is an object to provide a tunable automotive exhaust system muffler.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 최외각에 배치되는 플라스틱 소재의 케이스 외층(外層), 상기 케이스 외층의 내측에 배치되고 에어로젤 소재가 함유된 중간단열층 및 상기 중간단열층의 내측에 배치되는 스테인리스 스틸 소재의 케이스 내층(內層)이 적층되어 형성된 3중 재질의 중공형 케이스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the outer case of the plastic material disposed in the outermost (outer box), the intermediate insulation layer disposed inside the case outer layer and containing an airgel material and the stainless steel disposed inside the intermediate insulation layer Provided is a vehicle exhaust system muffler comprising a hollow case of a triple material formed by stacking a case inner layer of a steel material.
바람직하게, 상기 중간단열층은 에어로젤이 함침된 부직포로 이루어진 것이며, 배기가스에 의한 온도 환경에 따라 1 ~ 20 ㎜의 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the intermediate insulation layer is made of a non-woven fabric impregnated with an airgel, characterized in that formed in a thickness of 1 ~ 20 mm according to the temperature environment by the exhaust gas.
또한, 상기 케이스 외층은 플라스틱 소재에 보강재를 추가로 혼합한 재질로 이루어진 것으로, 플라스틱 소재 30 ~ 95 중량% 와 보강재 5 ~ 70 중량% 를 혼합한 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the case outer layer is made of a material in which the reinforcing material is further mixed with the plastic material, characterized in that the composition consisting of 30 to 95% by weight of the plastic material and 5 to 70% by weight of the reinforcing material.
그리고, 상기 보강재는 그 길이와 직경의 비율이 30:1 이상인 것을 특징으로 한다.And, the reinforcing material is characterized in that the ratio of the length and diameter of 30: 1 or more.
또한, 상기 케이스는 내부 공간을 제1,2,3 챔버로 구획하는 제1 및 제2 배플과, 상기 케이스의 전방 측으로 인입되며 상기 제1 및 제2 배플에 의해 지지되고 상기 제1 및 제2 챔버를 지나 제3 챔버로 이어지는 배기가스 입력 파이프와, 상기 제2 배플에 의해 지지되며 상기 제2,3 챔버를 지나 상기 케이스의 후방 측으로 인출되는 배기가스 출력 파이프가 설치된 것을 특징으로 한다.
In addition, the case may include first and second baffles for partitioning an internal space into first, second and third chambers, and the front side of the case may be supported by the first and second baffles and be supported by the first and second baffles. An exhaust gas input pipe passing through the chamber to the third chamber and an exhaust gas output pipe supported by the second baffle and drawn out to the rear side of the case through the second and third chambers are installed.
본 발명에 따른 자동차용 배기계 머플러는 케이스에 고내열 플라스틱 소재와 고온 단열의 에어로젤 소재를 사용함으로써 부품의 경량화 및 부피 저감이 가능하게 되고, 이에 연비 향상 및 조립성 개선 그리고 주변부품의 설계 자유도가 개선(레이아웃 용이)되는 효과를 얻을 수 있다. Exhaust system muffler for automobile according to the present invention, by using a high heat-resistant plastic material and a high-temperature insulation airgel material in the case it is possible to reduce the weight and volume of the components, thereby improving fuel economy and assembly and improved design freedom of the peripheral parts The effect of (easy layout) can be obtained.
또한, 본 발명의 머플러는 고온의 배기가스에 의한 주변부품의 열해를 방지할 수 있으며, 외부부식으로 인한 기능손실을 방지할 수 있고, 소음 튜닝을 통해 배기가스에 의한 방사소음을 저주파에서 고주파까지 효과적으로 저감시킬 수 있다.
In addition, the muffler of the present invention can prevent the thermal damage of the peripheral parts by the high temperature exhaust gas, can prevent the functional loss due to external corrosion, and from the low frequency to high frequency radiation noise by the exhaust gas through noise tuning Can be effectively reduced.
도 1은 자동차의 배기 라인 상에 장착되어 있는 머플러를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른자동차용 배기계 머플러의 단면구조를 나타낸 구성도
도 3은 종래의 플라스틱재 케이스를 갖는 자동차용 배기계 머플러를 나타낸 단면도1 shows a muffler mounted on an exhaust line of an automobile
Figure 2 is a block diagram showing a cross-sectional structure of the exhaust system muffler for automobiles according to an embodiment of the present invention
3 is a cross-sectional view showing a vehicle exhaust system muffler having a conventional plastic case.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 차량의 배기 라인 상에 장착되어 엔진의 배기소음을 저감시키는 자동차용 배기계 머플러에 관한 것으로, 특히 경량화를 통해 연비를 향상하고 주변부품의 열해를 저감시킬 수 있는 3중 재질의 머플러 케이스와 소음튜닝이 가능한 내부구조에 특징이 있다.The present invention relates to a vehicle exhaust system muffler mounted on an exhaust line of a vehicle to reduce exhaust noise of an engine, and in particular, a muffler case made of a triple material capable of improving fuel efficiency and reducing thermal damage of peripheral components through weight reduction. It is characterized by an internal structure capable of noise tuning.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 머플러는 최외각에 배치되는 플라스틱 소재의 케이스 외층(外層)(11), 상기 케이스 외층(11)의 내측에 배치되고 에어로젤 소재가 사용된(함유된) 중간단열층(12) 및 상기 중간단열층(12)의 내측에 배치되는 스테인리스 스틸 소재의 케이스 내층(內層)(13)이 적층되어 형성된 3중 재질의 중공형 케이스(10)를 포함하여 구성되고, 상기 케이스 내층(13)에는 기존의 머플러와 동일한 확장/공명 방식의 소음튜닝 구조가 적용된다.Referring to FIG. 2, an automobile muffler according to an embodiment of the present invention is disposed inside the case
구체적으로, 상기 케이스 외층(11)은 고내열 열경화성 혹은 열가소성의 플라스틱 소재를 사용하여 대략 박스 형상으로 제조된 것으로, 부식촉진물질 및 배기가스의 고온 환경에 의한 부식을 방지하고 플라스틱 소재의 특성상 경량화 효과를 제공할 수 있다.Specifically, the case
상기 케이스 외층(11)은 일반사출성형이나 프레스성형 등으로 형성되며, 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리아미드(polyamide), 폴리페닐렌 술파이드(polyphenylene sulfide), 폴리뷰틸렌 테레프랄레이트(Polybutylene Terephthalate) 등 사용소재의 제한이 없으며, 중간단열층(12)의 두께와 단열온도에 따라 열해가 초래되지 않는 범위의 소재를 선택하여 적용함이 가능하다.The case
그리고, 상기 케이스 외층(11)은 소음저감 성능과 부품 강성을 확보하기 위해 보강재를 함유시켜 형성됨이 바람직하다.In addition, the case
구체적으로 상기 케이스 외층(11)은 플라스틱 소재에 보강재를 추가로 혼합한 재질로 성형될 수 있으며, 플라스틱 소재 30 ~ 95 중량% 와 보강재 5 ~ 70 중량% 를 혼합한 조성물로 성형함이 바람직하다.Specifically, the case
상기 보강재는 유리섬유, 미네랄섬유, 바이오섬유, 탄소섬유, 나노 클레이 등 재질에 의해 한정되지 않으며, 그 길이와 직경의 비율이 30:1 이상인 것, 즉 보강재의 길이가 그 직경의 30배 이상인 것을 사용하고, 일반사출성형, 프레스성형 등 다양한 공법으로 제작 가능하다.The reinforcing material is not limited to materials such as glass fiber, mineral fiber, bio fiber, carbon fiber, nano clay, etc., the length and diameter ratio of 30: 1 or more, that is, the length of the reinforcing material is 30 times or more of the diameter It can be used and manufactured by various methods such as general injection molding and press molding.
상기 보강재는 그 함량이 배기가스에 의한 온도 환경에 따라 상기 범위 내에서 조성을 달리할 수 있으며, 5 중량% 미만인 경우 소재의 내열성과 강도, 강성 등이 부족하여 쉽게 용융되거나 파손될 수 있고, 70 중량% 를 초과하는 경우 제품 제작시 사출성형 또는 프레스 성형성이 저하되고 취성이 증가하여 외부충격에 오히려 쉽게 파손될 수 있어 바람직하지 못하다.The reinforcing material may vary in composition within the above range depending on the temperature environment due to the exhaust gas, if less than 5% by weight of the material may be easily melted or broken due to lack of heat resistance, strength, rigidity, etc., 70% by weight In case of exceeding the injection molding or press moldability during product manufacturing and brittleness is increased, it is not preferable because it can be easily damaged by external impact.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 중간단열층(12)은 케이스 외층(11)의 내벽면에 적층 가능하게 대략 박스 형상으로 제조되며, 배기가스에 의한 온도 환경에 따라 1 ~ 20 ㎜의 두께로 적절하게 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the
상기 중간단열층(12)은 흡음 및 고온 단열 효과를 향상시키기 위하여 나노 크기의 에어로젤이 함침 및 부착된 부직포를 사용하여 형성된다.The
통상 에어로젤은 솔-젤 반응에 의하여 제조된 습윤 젤을 기체-액체 계면이 존재하지 않는 초임계 조건에서 수축 없이 건조시켜 젤의 기공구조를 그대로 유지할 수 있도록 함으로써 높은 표면적과 기공도, 낮은 밀도를 갖는 물질로서, 머리카락의 1만 분의 1 굵기의 극세사가 얽혀 있어 90 ~ 99.8% 정도 공기가 갇혀있는 구조를 갖는 특징이 있고, 특히 유리섬유의 40배의 단열효과 및 고분자발포재의 2배 이상의 낮은 열전도도를 갖는다.In general, aerogels have a high surface area, porosity, and low density by allowing the wet gel prepared by the sol-gel reaction to dry without shrinkage in supercritical conditions without a gas-liquid interface to maintain the pore structure of the gel. As a substance, it has a structure in which air is trapped about 90 to 99.8% due to the intertwined microfibers of ten thousandths of the thickness of hair, in particular, 40 times of thermal insulation effect of glass fiber and 2 times lower thermal conductivity of polymer foam material. Has a degree.
본 발명의 실시예에서 중간단열층(12)은 나노 크기의 실리카계 에어로젤을 부직포에 함침, 부착시킨 후 초임계 이산화탄소 조건에서 건조시켜 부직포 내부에 에이로젤이 포함되어 있는(존재하는) 형태의 에어로젤 함침형 부직포를 사용하여 제조 및 구성된다.In the embodiment of the present invention, the
그리고, 상기 케이스 내층(13)은 스테인리스 스틸 소재를 사용하여 중간단열층(12)의 내벽면에 적층가능하게 대략 박스 형상으로 형성된다.In addition, the case
한편, 본 발명에 따른 자동차용 머플러는 소음튜닝이 가능한 내부구조를 구비하여 고주파는 물론 저주파 영역대의 방사소음을 저감하기 위하여, 기존의 스테인리스 스틸재 케이스를 갖는 머플러와 동일한 확장/공명 방식의 소음튜닝 구조를 적용한다.On the other hand, the muffler for automobile according to the present invention has an internal structure capable of noise tuning in order to reduce the radiation noise in the high frequency as well as the low frequency region, the same expansion / resonance noise tuning of the muffler having a conventional stainless steel case Apply the structure.
이에 본 발명에 따라 플라스틱, 에어로젤 함침형 부직포 및 스테인리스 스틸 소재의 3중 재질로 이루어진 상기 케이스(10)는, 내부공간을 제1,2,3 챔버(21,22,23)로 구획하는 제1 및 제2 배플(31,32)과, 케이스(10)의 전방 측으로 인입되며 상기 제1 및 제2 배플(31,32)에 의해 지지되고 상기 제1 및 제2 챔버(21,22)를 지나(관통하여) 제3 챔버(23)로 이어지는 배기가스 입력 파이프(15)와, 상기 제2 배플(32)에 의해 지지되며 상기 제2,3 챔버(22,23)를 지나(관통하여) 케이스(10)의 후방 측으로 인출되는 배기가스 출력 파이프(17)가 설치된다.Accordingly, according to the present invention, the
그리고, 상기 제2 배플(32) 혹은 제1 및 제2 배플(31,32)에는 케이스(10)로 유입된 배기가스의 이동(배기가스 입력 파이프에서 배기가스 출력 파이프로 유동되어 이동함) 및 소음감소 효과를 증대하기 위하여 적어도 하나 이상의 타공홀(34)이 형성된다.In addition, the
구체적으로, 상기 제1 및 제2 배플(31,32)은 케이스(10)의 내부 공간에 서로 이격되게 설치되고, 케이스(10)의 내부 공간을 전방에서 후방을 향하여 순차적으로 제1,2,3 챔버(21,22,23)로 각각 구획 형성하게 된다.Specifically, the first and
상기 배기가스 입력 파이프(15)는 엔진으로부터 배기 라인을 통해 배출되는 배기가스를 케이스(10)의 내부 공간으로 주입시키는 역할을 하며, 케이스(10)의 전방 측에서 그 케이스(10)의 내부 공간으로 인입되게 설치되고 전단이 케이스(10)의 전방 측으로 돌출되게 지지된다.The exhaust
상기 배기가스 입력 파이프(15)는 케이스(10)의 내부공간에서 제1 챔버(21)를 관통하여 제1 배플(30)에 의해 지지된 상태로 제2 챔버(22)를 관통하여 후단이 제2 배플(50)에 의해 지지되며 제3 챔버(23)까지 전개되게 설치된다.The exhaust
그리고, 상기 배기가스 출력 파이프(17)는 케이스(10)의 내부로 유입된 배기가스를 외부로 배출시키기 위한 것으로, 케이스(10)의 내부공간에서 제2 배플(32)에 의해 지지되며, 제2 및 제3 챔버(22, 23)를 지나 케이스(10)의 후방 측으로 인출되게 설치된다.The exhaust
즉, 배기가스 출력 파이프(17)는 전단이 제2 챔버(22)를 지나 제2 배플(32)에 의해 지지되며, 계속해서 제3 챔버(23)를 지나 케이스(10)의 후방 측으로 후단이 돌출되게 설치된다.That is, the exhaust
이와 같이 본 발명에 따른 머플러는 배기소음의 감쇄 효과를 높이기 위해 내부공간을 다수의 배플(31,32)을 통해 여러 개의 챔버(21,22,23)로 나눈 구조로 형성되고, 이에 머플러 내의 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 배기소음이 점차 감쇄된다. As described above, the muffler according to the present invention has a structure in which an internal space is divided into a plurality of
상기와 같은 소음튜닝 구조는 상기 제1 및 제2 배플(31,32)을 케이스(10)에 대해 최적의 위치로 설정 배치하여 배기가스에 의한 방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.In the noise tuning structure as described above, the first and
또한 이 외에도 소음튜닝을 최적화하기 위하여, 예컨대 파이프(15,17)의 크기 및/또는 위치를 변경 조절하거나, 혹은 타공홀(34)의 위치, 갯수 및 크기 중 하나 이상을 변경 조절하는 등에 의해 배기가스에 의한 방사소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.In addition, in order to optimize noise tuning, for example, by changing and adjusting the size and / or position of the
아울러 상기 파이프(15,17) 이외에 추가로 파이프를 설치하여 앞서 설명한 바와 같이 순차적으로 챔버(21,22,23)를 통과하지 않고, 상기 챔버(21,22,23) 중 선택된 어느 하나의 챔버에서 배기가스가 모여지게 하여 음파상쇄를 유도하는 방법으로도 소음을 저감할 수 있다.In addition, in addition to the
따라서 엔진 기종과 rpm 및 Hz별 소음 저감을 효율적으로 수행하는데 있어 챔버(21,22,23) 및 파이프(15,17) 개수에는 제한이 없으며, 아울러 배기가스의 흐름도 일방향으로 순차 진행되어야 하는 것은 아니다.Therefore, the number of
본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 종래의 소음튜닝 구조를 케이스(10) 내부에 채택하여 적용함에 있어, 플라스틱재의 케이스 외층(11)과 스테인리스 스틸재의 케이스 내층(13) 사이에 에어로젤 함침형 부직포 소재의 중간단열층(12)을 구성함에 의해 고온의 배기가스로 인해 케이스 내층(13) 표면의 고온이 외부로 전달됨을 차단하여 최외측의 플라스틱재 케이스 외층(11) 및 주변부품의 열해를 방지할 수 있으며, 이에 기존의 머플러에서 2겹으로 구성되던 스테인리스 스틸 소재의 케이스(본 발명에서 케이스 내층에 해당됨)를 1겹으로 축소하여 구성할 수 있고, 또한 필요에 따라 2겹 이상으로 구성됨도 가능하다.In the embodiment of the present invention in adopting the conventional noise tuning structure as described above in the
본 발명에서 케이스 내부에 구성되는 소음튜닝 구조는 상기의 소음튜닝 구조로 한정되는 것이 아니며, 공지된 소음튜닝 구조를 적용하여 다양하게 변경 실시될 수 있다.In the present invention, the noise tuning structure configured inside the case is not limited to the noise tuning structure described above, and may be variously modified by applying a known noise tuning structure.
본 발명에 따른 머플러는 상기와 같이 구성됨에 의해 부피(혹은 부품 크기)를 대폭 축소할 수 있으며, 기존의 확장/공명 방식의 소음튜닝 구조를 통해 저주파에서 고주파에 이르기까지 배기소음을 저감할 수 있게 된다.The muffler according to the present invention can be significantly reduced in volume (or component size) by the configuration as described above, and can reduce exhaust noise from low frequency to high frequency through the existing expansion / resonance noise tuning structure. do.
특히, 주파수 영역별/엔진 rpm별 소음튜닝이 가능하여 저주파 부밍음의 소음을 저감시킬 수 있고, 600Hz 이상의 고주파 영역대 토출 기류음을 개선할 수 있다.In particular, it is possible to reduce the noise of the low-frequency booming sound by noise tuning for each frequency domain / engine rpm, it is possible to improve the discharge airflow sound in the high frequency region of 600Hz or more.
보통 머플러 부품의 부피 축소에 따라 기존의 머플러 대비 부밍음이 다소 악화될 수 있으나, 본 발명에서는 3중 재질의 케이스(10)를 적용함에 따라 머플러의 방사소음이 저감되어 전체 소음저감 성능이 기존 머플러 대비 동등하거나 증대된다.In general, the swelling of the muffler parts may be slightly deteriorated according to the volume reduction of the muffler component. However, in the present invention, the noise of the muffler is reduced by applying the
아울러 본 발명의 단열재로 에어로젤이 함유된 부직포 타입의 중간단열층(12)을 구비함으로써 일반적으로 사용되는 단열재인 우레탄 폼이나 유리섬유 대비 동일 두께의 경우 3배 정도 단열성이 우수하며, 이에 동일 단열성능에서 1/3 수준까지 단열재(중간단열층)의 두께를 축소할 수 있고, 이러한 부피 축소에 따라 조립성이 개선되고 주변부품의 설계자유도가 향상된다.In addition, by providing the
또한, 배기시스템에서 배기가스에 의한 머플러의 표면온도는 최고 400℃까지 도달하기 때문에 유기재질의 단열재 적용이 제한되어 대부분 유리섬유와 같은 무기재질의 단열재를 적용 중이나, 본 발명에서는 에어로젤 함침형 부직포를 단열재로 사용함으로 내열온도가 600℃를 넘기 때문에 배기가스 온도에 의해 단열재(즉, 중간단열층)가 용융되거나 열화됨을 방지할 수 있다.In addition, since the surface temperature of the muffler due to the exhaust gas in the exhaust system reaches up to 400 ℃, the application of organic insulating material is limited, and most of the inorganic insulating material such as glass fiber is being applied, but in the present invention, an airgel impregnated nonwoven fabric is used. By using the heat insulating material because the heat resistance temperature exceeds 600 ℃ it is possible to prevent the heat insulating material (that is, the intermediate insulation layer) to be melted or degraded by the exhaust gas temperature.
또한, 내열성능이 향상됨에 따라 자체 방청을 통해 케이스(10)의 외부부식을 방지함도 가능하다.
In addition, as the heat resistance is improved, it is also possible to prevent external corrosion of the
한편, 본 발명에 따른 머플러에 대해 다음과 같이 평가시험을 실시하였다.On the other hand, the evaluation test was carried out as follows for the muffler according to the present invention.
1. 소음성능 평가1. Noise performance evaluation
열가소성 수지 중 PA6+GF35%(폴리아미드6과 유리섬유의 혼합 소재임)의 소재를 이용하여 본 발명에 따른 3중 재질의 케이스를 갖는 머플러 시제품(A)을 제작하고, 비교품으로 종래 기술에 따라 스테인리스 스틸재 케이스를 갖는 머플러 시제품(B)을 제작하였다. A muffler prototype (A) having a casing of a triple material according to the present invention was manufactured using a material of PA6 + GF35% (which is a mixed material of polyamide 6 and glass fiber) in a thermoplastic resin, and was compared with the prior art as a comparative product. Thus, a muffler prototype (B) having a stainless steel case was produced.
A와 B에 대하여 부피차이에 의한 소음성능 차이를 배제하기 위하여 동일한 부피로 제작하여 실차 소음성능을 비교 평가한 결과, A의 경우 B에 비해 방사소음이 방사음 3000~4000RPM 영역에서 2~3dBA 정도 낮게 측정되었고, 3000RPM 이상의 고속부밍 소음영역에서도 7~10dBC 정도 낮게 측정되어, 본 발명에 따른 머플러가 기존 머플러 대비 소음성능이 개선됨을 확인할 수 있었다.As a result of comparing and evaluating the actual vehicle noise performance by making the same volume to exclude the noise performance difference due to the volume difference with respect to A and B, the radiation noise of A was about 2 ~ 3dBA in the area of 3000 ~ 4000RPM compared to B. It was measured low, even in the high-speed booming noise area of more than 3000RPM measured about 7 ~ 10dBC low, it could be confirmed that the muffler according to the present invention improves the noise performance compared to the existing muffler.
2. 배압 평가2. Back pressure rating
기존 양산품인 21ℓ의 스테인리스 스틸재 케이스를 갖는 머플러 대비 17ℓ로 제작한 본 발명에 따른 머플러 시제품의 배기압력 저항을 측정하여 비교 평가한 결과, 기존 양산품이 35.8kPa인 반면 본 발명에 따른 머플러 시제품은 32.3kPa로 저감되었음을 확인할 수 있었다.As a result of measuring and evaluating the exhaust pressure resistance of the muffler prototype according to the present invention manufactured with 17 L compared to the muffler having a stainless steel case of 21 L which is an existing mass production product, the muffler prototype according to the present invention is 32.3 kPa while the existing mass product is 35.8 kPa. It was confirmed that it was reduced to kPa.
배기압력이 저하되면 엔진 출력이 향상되어 연비가 개선되는 효과를 얻을 수 있다.When the exhaust pressure is lowered, the engine output is improved, thereby improving fuel efficiency.
3. 배수성 평가3. Drainage Evaluation
내부 응축수에 대한 부식방지 성능을 확인하기 위하여 배수성 평가를 실시하였다. The drainage evaluation was conducted to confirm the corrosion protection performance of the internal condensate.
본 발명에 따른 머플러 시제품의 케이스 내부에 일정량의 물을 주입한 후 엔진 시동을 걸고 5분 후 잔류량을 측정한 결과, 0cc로 측정되어 응축수 발생 가능성이 매우 낮음을 확인할 수 있었다.After a certain amount of water was injected into the case of the muffler prototype according to the present invention, the engine was started and the residual amount was measured after 5 minutes. As a result, the possibility of condensation was very low.
4. 파이프 연결부 내구 시험4. Pipe connection endurance test
본 발명에 따른 머플러 시제품의 배기가스 입력 파이프와 배기가스 출력 파이프의 케이스 연결부(케이스와 연결되는 부분임)에 300초 동안 0.5~30Hz로 가진하여 변형정도를 측정한 결과 6% 이내로 변형되었으며, 이는 파손기준의 1/3 수준이므로 이를 통하여 내구성이 우수함을 확인할 수 있었다.
Deformation was measured within 6% of the exhaust gas input pipe and exhaust gas output pipe of the muffler prototype according to the present invention by measuring 0.5 to 30 Hz for 300 seconds. Since it is 1/3 level of damage standard, it was confirmed that the durability is excellent.
10 : 케이스
11 : 케이스 외층
12 : 중간단열층
13 : 케이스 내층
15 : 배기가스 입력 파이프
17 : 배기가스 출력 파이프
21 : 제1 챔버
22 : 제2 챔버
23 : 제3 챔버
31 : 제1 배플
32 : 제2 배플
34 : 타공홀10: Case
11: case outer layer
12: middle insulation layer
13: case inner layer
15: exhaust gas input pipe
17: exhaust gas output pipe
21: first chamber
22: second chamber
23: third chamber
31: the first baffle
32: second baffle
34: perforation hole
Claims (7)
상기 중간단열층은 나노 크기의 에어로젤을 부직포에 함침 및 부착시켜서, 부직포 내부에 에어로젤이 포함되어 있는 형태의 에어로젤 함침형 부직포로 이루어진 것임을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
A case outer layer made of a plastic material disposed at the outermost part, an intermediate insulation layer disposed inside the case outer layer and containing an airgel material, and a case inner layer made of a stainless steel material disposed inside the intermediate insulation layer are laminated. And a hollow case of a triple material formed and
The intermediate insulation layer is impregnated and attached to a non-woven fabric of a nano-sized airgel, the exhaust system muffler for automobiles, characterized in that made of an airgel impregnated nonwoven fabric containing the airgel inside the nonwoven fabric.
상기 중간단열층은 배기가스에 의한 온도 환경에 따라 1 ~ 20 ㎜의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
The method according to claim 1,
The intermediate insulation layer is a vehicle exhaust system muffler, characterized in that formed in a thickness of 1 ~ 20 mm according to the temperature environment by the exhaust gas.
상기 케이스 외층은 플라스틱 소재에 보강재를 추가로 혼합한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
The method according to claim 1,
The case outer layer is an automobile exhaust system muffler, characterized in that made of a material in which a reinforcement is further mixed with a plastic material.
상기 케이스 외층은 플라스틱 소재 30 ~ 95 중량% 와 보강재 5 ~ 70 중량% 를 혼합한 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
The method according to claim 1,
The case outer layer is a vehicle exhaust system muffler, characterized in that made of a composition of 30 to 95% by weight of the plastic material and 5 to 70% by weight of the reinforcing material.
상기 보강재는 그 길이와 직경의 비율이 30:1 이상인 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
The method according to claim 5,
The reinforcing material is a vehicle exhaust system muffler, characterized in that the ratio of the length and diameter of 30: 1 or more.
상기 케이스는 내부 공간을 제1,2,3 챔버로 구획하는 제1 및 제2 배플과, 상기 케이스의 전방 측으로 인입되며 상기 제1 및 제2 배플에 의해 지지되고 상기 제1 및 제2 챔버를 지나 제3 챔버로 이어지는 배기가스 입력 파이프와, 상기 제2 배플에 의해 지지되며 상기 제2,3 챔버를 지나 상기 케이스의 후방 측으로 인출되는 배기가스 출력 파이프가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기계 머플러.
The method according to claim 1,
The case includes first and second baffles that divide an interior space into first, second and third chambers, and are introduced into the front side of the case and supported by the first and second baffles and define the first and second chambers. And an exhaust gas input pipe leading to the third chamber and an exhaust gas output pipe supported by the second baffle and drawn out to the rear side of the case through the second and third chambers.
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