KR101610073B1 - 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너는, 터보 차져 엔진으로 공급되는 흡입 공기를 필터링 하는 것으로서, 공기 유입구를 구비하는 바디와 공기 배출구를 구비하는 커버를 포함하며 상기 바디와 커버를 클램핑하여 이루어지고, 상기 터보 차져 엔진에 발생된 토출 소음을 정렬하는 제1 메쉬부재를 상기 공기 배출구에 구성하고, 상기 토출 소음을 1차적으로 흡음하는 흡음부재를 상기 커버의 내측에 구비하며, 상기 토출 소음을 2차적으로 제거하는 제2 메쉬부재를 상기 공기 유입구에 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너 {AIR CLEANER FOR REDUCING AIR CURRENT NOISE OF TURBO-CHARGER ENGINE}

본 발명의 예시적인 실시예는 터보 차져 엔진이 탑재되는 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡입 공기를 필터링 하면서 터보 차져 엔진에서 토출되는 고주파의 기류 소음을 저감시킬 수 있도록 한 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 외부의 공기를 유입한 다음 그 유입된 공기와 연료를 적절한 비율로 혼합하여 엔진에서 연소시키게 된다.

엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급하여야만 원하는 출력과 연소 효율을 얻을 수 있게 되며, 엔진의 연소 효율을 높이기 위한 연소용 공기를 과급시켜주는 장치로서 터보 차져(turbo-charger)가 사용되고 있다.

이러한 터보 차져는 엔진의 배기계로 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기를 가압함으로써 엔진의 연소실로 유입되는 흡기의 충진 효율이 높아지도록 하는 것으로, 대부분의 디젤 엔진에 적용되고 있으며, 최근에는 가솔린 엔진에도 적용되고 있는 추세이다.

일 예로서, 가솔린 터보 차져 엔진의 경우, 팁-아웃(tip-out) 조건과 같이 쓰로틀 밸브가 급격히 닫히는 조건에서 발생하는 부스트 압력의 비정상적인 상승을 억제하기 위한 바이패스 방안으로서 RCL(Recirculation) 밸브를 적용하고 있다.

여기서, 상기 터보 차져 엔진에서는 팁-아웃 직후 RCL 밸브가 열리면 터보 차져의 컴프레셔 출구단 측의 압력파가 컴프레셔를 통해 흡기 토출음으로 방사되면서 소음을 발생시킨다.

이에 종래 기술에서는 흡기 토출음인 기류 소음에 의해 차량의 상품성이 저하되는 것을 개선하기 위하여 인테이크 호스의 중간에 터보차져 레조네이터를 장착하고 있다.

그런데, 종래 기술에서는 인테이크 호스의 중간에 터보차져 레조네이터를 장착하므로, 그 레조네이터에 의해 공기 저항을 급속히 증가시켜 엔진 효율이 저하되고, 고가 및 고중량의 레조네이터를 장착함에 따른 제작 원가와 중량이 과도하게 상승하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 흡기 부압과 무관하게 엔진 출력 성능을 향상시킬 수 있으면서 터보 차져 엔진에서 토출되는 고주파의 기류 소음을 간단한 구조로서 감쇠시킬 수 있도록 한 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너는, 터보 차져 엔진으로 공급되는 흡입 공기를 필터링 하는 것으로서, 공기 유입구를 구비하는 바디와 공기 배출구를 구비하는 커버를 포함하며 상기 바디와 커버를 클램핑하여 이루어지고, 상기 터보 차져 엔진에 발생된 토출 소음을 정렬하는 제1 메쉬부재를 상기 공기 배출구에 구성하고, 상기 토출 소음을 1차적으로 흡음하는 흡음부재를 상기 커버의 내측에 구비하며, 상기 토출 소음을 2차적으로 제거하는 제2 메쉬부재를 상기 공기 유입구에 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 있어서, 상기 제1 메쉬부재는 격자 상의 망 형태로 이루어질 수 있다.

상기 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 있어서, 상기 흡음부재는, 상기 제1 메쉬부재에 대응하여 상기 커버의 내측면에 부착되는 부직포로서 이루어질 수 있다.

상기 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 있어서, 상기 제2 메쉬부재는 복수의 블레이드를 지닌 사이클론 형태로서 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 의하면, 팁-아웃 시 터보 차져 엔진에서 토출되는 고주파의 기류 소음을 흡음부재와 제1 및 제2 메쉬부재를 통하여 감쇠시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 터보 차져 엔진으로 유입되는 흡입 공기의 공기 저항을 제1 및 제2 메쉬부재를 통해 최소화할 수 있고, 공기 유입 시 공기의 와류 유입 현상을 제거함으로써 흡기 부압과 무관하게 엔진 출력 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 고가 및 고중량의 레조네이터를 장착하는 종래 기술과 달리, 제1 및 제2 메쉬부재를 커버의 공기 배출구와 바디의 공기 유입구에 일체로 형성하고 흡음부재를 커버의 내측면에 부착하므로, 제작 원가와 전체 중량을 감소시킬 수 있으며, 레이 아웃을 개선할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 적용되는 커버 부위를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너에 적용되는 커버 부위를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 에어 클리너(100)는 터보 차져를 채용한 터보 차져 엔진에 적용되는 것으로, 터보 차져 엔진으로 공급되는 공기를 필터링 하기 위한 것이다.

여기서, 상기 터보 차져는 엔진의 연소 효율을 높이기 위한 연소용 공기를 과급시켜주는 장치로서, 엔진의 배기계로 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기를 가압함으로써 엔진의 연소실로 유입되는 흡기의 충진 효율이 높아지도록 하며, 대부분의 디젤 엔진에 적용되고 있으며, 최근에는 가솔린 엔진에도 적용되고 있다.

이 경우, 상기 터보 차져 엔진에서는 팁-아웃(tip-out) 직후 고주파의 기류 소음이 발생하게 되는데, 이러한 소음은 흡기계를 거쳐 본 실시예에 의한 에어 클리너(100)로 토출될 수 있다.

본 실시예에 의한 상기 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너(100)는 원가와 중량을 줄인 간단한 구성으로 고주파의 기류 소음을 줄일 수 있고, 터보 차져 엔진으로 공급되는 공기유로의 개선으로 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너(100)는 기본적으로, 바디(10)와 커버(50)로 이루어질 수 있다.

이들 바디(10)와 커버(50)는 클램프(90)를 통해 체결될 수 있으며, 바디(10)와 커버(50) 사이의 내부에는 흡입 공기를 필터링 하기 위한 필터 엘리먼트(도면에 도시되지 않음)를 구비하고 있다.

상기 바디(10)는 외부 공기를 필터 엘리먼트로 유입하기 위한 공기 유입구(11)를 형성하는 바, 이 공기 유입구(11)는 원통 형태로 이루어진다.

그리고, 상기 커버(50)는 필터 엘리먼트(도면에 도시되지 않음)에 의해 필터링 된 공기를 엔진 측으로 유입시키기 위한 공기 배출구(51)를 형성하고 있으며, 이 공기 배출구(51)는 원통 형태로 이루어진다.

본 실시예에서, 상기 커버(50)의 공기 배출구(51)에는 팁-아웃 시, 터보 차져 엔진에서 토출되는 고주파의 토출 소음(이하에서는 "기류 소음" 이라고 한다)을 정렬하기 위한 제1 메쉬부재(61)를 구비하고 있다.

상기 제1 메쉬부재(61)는 원통형의 공기 배출구(51) 내측에 설치되며, 격자 상의 망 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 메쉬부재(61)는 터보 차져 엔진으로 유입되는 흡입 공기의 공기 저항을 최소화하며, 공기 유입 시 공기의 와류 유입 현상을 제거하여 흡기 부압과 무관하게 엔진 출력 성능을 향상시키는 기능도 하게 된다.

한편, 상기 커버(50)의 내측에는 공기 배출구(51)를 통해 토출되는 기류 소음을 1차적으로 흡음하기 위한 흡음부재(71)를 구비하는데, 이 흡음부재(71)는 제1 메쉬부재(61)의 후단에 대응하여 커버(50)의 내측면에 부착되는 부직포(73)로서 이루어질 수 있다.

다른 한편으로, 본 실시예에서 상기 바디(10)의 공기 유입구(11)에는 흡음부재(71)를 거치며 1차적으로 흡음되고 제1 메쉬부재(61)를 통해 정렬된 기류 소음의 에너지를 감쇠시키기 위한 제2 메쉬부재(31)를 구비하고 있다.

즉, 상기 제2 메쉬부재(31)는 기류 소음의 내부 흡수, 반사 및 난류로서 소음 에너지를 소멸시키는 기능을 하게 된다. 그리고, 상기 제2 메쉬부재(31)는 소음 감쇠 대비 터보 차져 엔진으로 공급되는 공기의 저항을 최소화(튜닝)하여 엔진 출력의 향상에 기여할 수도 있다.

이러한 제2 메쉬부재(31)는 원통 형상의 공기 유입구(11) 내부에 설치되며, 복수의 블레이드(33)를 지닌 사이클론 형태로 이루어진다.

상기 제2 메쉬부재(31)는 복수의 블레이드(33)에 의해 기류 소음이 부딪히면서 발생하는 난류로 소음 에너지를 소멸할 수 있다. 그리고, 제2 메쉬부재(31)는 터보 차져 엔진으로 유입되는 공기를 블레이드(33)를 통해 바디(10)의 내부로 유도할 수 있다.

상기에서, 제1 메쉬부재(61)과 제2 메쉬부재(31)는 커버(50)의 공기 배출구(51)와 바디(10)의 공기 유입구(11)에 일체형으로 형성되며, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너(100)에 의하면, 공기는 도 3에서 실선 화살표로 표시한 바와 같이, 바디(10)의 공기 유입구(11)를 통해 그 바디(10)의 내부 공간으로 유입되는데, 제2 메쉬부재(31)의 블레이드(33)를 타고 그 블레이드(33)와 바디 공간부를 통하여 유입된다.

이 과정에서, 본 실시예에서는 제2 메쉬부재(31)를 통해 공기 저항을 최소화 하여 엔진 출력의 향상에 기여할 수 있다.

그리고 나서, 공기는 바디(10) 내부의 필터 엘리먼트(도면에 도시되지 않음)에 의해 필터링 된 상태로 커버(50)의 공기 배출구(51)를 통해 배출되면서 터보 차져 엔진의 흡기계로 유입된다.

여기서, 상기 제1 메쉬부재(61)는 터보 차져 엔진으로 유입되는 흡입 공기의 공기 저항을 최소화하며, 공기 유입 시 공기의 와류 유입 현상을 제거하여 흡기 부압과 무관하게 엔진 출력 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 터보 차져 엔진에서는 팁-아웃(tip-out) 직후 고주파의 기류 소음이 발생하게 되는데, 이러한 기류 소음은 흡기계를 거쳐 본 실시예에 의한 에어 클리너(100)로 토출될 수 있다.

이 경우, 상기 기류 소음은 도 3의 점선 화살표로 표시한 바와 같이, 커버(50)의 공기 배출구(51)를 통해 내부로 토출되며, 커버(50) 측의 흡음부재(71)와 제1 메쉬부재(61)를 통과하고, 바디(10)에 있어 공기 유입구(11)의 제2 메쉬부재(31)를 통과하며 소멸될 수 있다.

즉, 상기 기류 소음은 바디(10)와 커버(50) 사이의 내부에서 흡음부재(71)인 부직포(73)에 의해 1차적으로 흡음되며, 제1 메쉬부재(61)에 의해 정렬된 상태로 제2 메쉬부재(31)를 통과하며 2차적으로 흡수되고, 블레이드(33)에 의한 반사 및 난류로 소음 에너지가 소멸될 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너(100)는 팁-아웃 시 터보 차져 엔진에서 토출되는 고주파의 기류 소음을 흡음부재(71), 제1 메쉬부재(61) 및 제2 메쉬부재(31)를 통하여 감쇠시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 터보 차져 엔진으로 유입되는 흡입 공기의 공기 저항을 제1 메쉬부재(61) 및 제2 메쉬부재(31)를 통해 최소화할 수 있고, 공기 유입 시 공기의 와류 유입 현상을 제거함으로써 흡기 부압과 무관하게 엔진 출력 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 고가 및 고중량의 레조네이터를 장착하는 종래 기술과 달리, 제1 메쉬부재(61) 및 제2 메쉬부재(31)를 커버(50)의 공기 배출구(51)와 바디(10)의 공기 유입구(11)에 일체로 형성하고 흡음부재(71)를 커버(50)의 내측면에 부착하므로, 제작 원가와 전체 중량을 감소시킬 수 있으며, 레이 아웃을 개선할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 커버 11... 공기 유입구
31... 제2 메쉬부재 33... 블레이드
50... 커버 51... 공기 배출구
61... 제1 메쉬부재 71... 흡음부재
73... 부직포 90... 클램프

Claims (4)

1. 터보 차져 엔진으로 공급되는 흡입 공기를 필터링 할 수 있는 에어 클리너에 있어서,
   공기 유입구를 구비하는 바디와, 공기 배출구를 구비하는 커버를 포함하며, 상기 바디와 커버를 클램핑하여 이루어지고,
   상기 터보 차져 엔진에 발생된 토출 소음을 정렬하는 제1 메쉬부재를 상기 공기 배출구에 구성하고,
   상기 토출 소음을 1차적으로 흡음하는 흡음부재를 상기 커버의 내측에 구비하며,
   상기 토출 소음을 2차적으로 제거하는 제2 메쉬부재를 상기 공기 유입구에 구성하고,
   상기 제1 메쉬부재는 격자 상의 망 형태로 이루어지며, 원통 형상의 상기 공기 배출구 내측에 설치되고,
   상기 흡음부재는 상기 제1 메쉬부재의 후단에 대응하여 상기 커버의 내측면에 부착되는 부직포로 이루어지며,
   상기 제2 메쉬부재는 복수의 블레이드를 지닌 사이클론 형태로서 원통 형상의 공기 유입구 내부에 설치되되,
   상기 제1 메쉬부재와 제2 메쉬부재는 상기 커버의 공기 배출구와 상기 바디의 공기 유입구에 각각 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 터보 차져 엔진의 기류 소음 저감형 에어 클리너.
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