KR101823215B1 - 공진 감쇠 기능을 갖춘 차량용 배기 시스템 - Google Patents

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Abstract

차량 배기 시스템은 외면 및 배기 구성 요소 내부 공동을 획정하는 내면을 구비한 배기 구성 요소를 포함한다. 배기 구성 요소에는 공진 주파수를 감소시키기 위해 적어도 하나의 유출홀이 형성된다. 유출홀은 배기 구성 요소 공동으로의 비연속적 개구를 포함한다.

Description

공진 감쇠 기능을 갖춘 차량용 배기 시스템{VEHICLE EXHAUST SYSTEM WITH RESONANCE DAMPING}
본 주제의 발명은 소음 감소를 위한 공진 감쇠 기능을 갖춘 차량 배기 시스템에 관한 것이다.
차량 배기 시스템은 내연 기관에 의해 발생된 배기 가스를 외부 환경으로 배출한다. 이러한 시스템은 관, 컨버터, 촉매, 필터 등과 같은 다양한 구성 요소를 포함한다. 전체 시스템 및/또는 구성 요소가 주파수 공진의 결과 바람직하지 못한 소음을 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 표명하기 위해 서로 다른 접근법이 사용되어 왔다.
예를 들어, 배기 시스템에 의해 발생되는 소정의 공진 주파수를 약화시키기 위한 시도의 일환으로서, 머플러, 공진기, 밸브 등과 같은 구성 요소가 배기 시스템에 장착되어 왔다. 이러한 별개의 구성 요소를 추가할 경우, 그러나, 가격이 상승하며 무게가 증가하는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 구성 요소 추가는 새로운 소음 발생원을 야기한다.
다른 접근 방법에 따르면, 바람직하지 못한 소음을 약화시키기 위한 일 방안으로서, 능동적 소음 제어(ANC:active noise control)가 사용된다. ANC 시스템은 바람직하지 못한 소음을 소거하는 소음을 발생시키기 위해 마이크로폰 및 스피커와 같은 구성 요소를 사용한다. ANC 시스템은 복잡하며 비용이 상당히 많이 나갈 뿐만 아니라 상당량의 패키징 공간을 차지할 수 있다. 또한, 이러한 시스템이 폭 넓은 범위의 공진 주파수 약화에 항상 효과적인 것은 아니다.
차량 배기 시스템은 외면 및 내부 배기 구성 요소 공동을 획정하는 내면을 구비한 배기 구성 요소를 포함한다. 공진 주파수를 감소시키기 위해 상기 배기 구성 요소에 적어도 하나의 유출홀이 형성된다. 상기 유출홀은 배기 구성 요소 공동에 개방된 비연속적 개구를 포함한다.
일 예로서, 상기 배기 경로에 개방된 상기 비연속적 개구는 적어도 하나의 유출홀과 결합된 다공성 부재에 의해 제공된다.
일 예로서, 상기 다공성 부재는 관에 부착되며 상기 적어도 하나의 유출홀을 덮는 미세 천공 재료로 이루어진 시트를 포함한다. 상기 미세 천공 재료로 이루어진 시트는, 예를 들어, 관과 동일면으로 맞춰지게 장착되거나 관으로부터 오프셋 배치될 수 있다.
일 예로서, 상기 다공성 부재는 상기 유출홀에 위치한 돌기부(boss)를 포함하며, 상기 돌기부는 분말형 또는 소결 금속 재료로 형성된다.
일 예로서, 상기 배기 구성 요소는 제1 관 단부로부터 제2 관 단부로 연장되는 관을 포함한다. 상기 관은 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 유출홀은 제1 또는 제2 관 단부로부터 상기 전체 길이의 대략 25%인 안티-노드 위치에 배치된다.
일 예로서, 상기 유출홀은 상기 제1 또는 제2 관 단부로부터 상기 전체 길이의 대략 50%의 안티-노드 위치에 배치된다.
일 예로서, 상기 배기 구성 요소는 제1 단부로부터 제2 단부로 연장되며 머플러 내부 체적을 획정하는 내면과 외면을 제공하는 하우징을 구비한 머플러를 포함한다. 머플러는 제1 단부와 결합된 제1 단부 캡 및 제2 단부와 결합된 제2 단부 캡을 포함한다. 유출홀이 하우징에 및/또는 제1 및 제2 단부 캡 중 적어도 하나의 내부에 배치된다.
일 예로서, 배기 구성 요소는 헬름훌츠 공진기를 포함한다.
전술한 그리고 그외 다른 특징이 아래의 도면과 명세서를 참조하여 최상으로 이해될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 주제 발명에 따른 머플러가 장착된 배기 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 공진 감쇠 기능을 갖춘 출구관 및 머플러의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 공진 감쇠 기능을 갖춘 출구관 및 머플러의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 유출홀 구성의 상이한 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 유출홀 구성의 추가 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 유출홀 구성의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 유출홀을 안티-노드 위치에 위치시킴으로써 제공되는 소음 감소량을 보여주는 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다.
도 8은 능동적 소음 제어와 조합하여 공진 감쇠 기능을 갖춘 배기 시스템의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 9은 공진 감쇠 기능을 갖춘 머플러의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 10은 공진 감쇠 기능을 갖춘 머플러의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 11은 유출홀이 단부 캡에 형성된 머플러의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 12는 최적화된 감쇠를 비감쇠 구성 요소와 비교하여 보여주는 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다.
도 13은 집중 매개 변수 모드(저주파)에 대한 속도 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 14는 관 정상파에 대한 속도 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 15는 머플러 정상파에 대한 속도 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시되어 있다.
도 16은 유출홀을 구비하지 않은 표준 배기 시스템과, 25% 및 50% 위치의 관 유출홀을 구비한 시스템, 그리고 25% 및 50% 위치의 관 유출홀 및 머플러 단부 캡 유출홀을 구비한 시스템을 비교하여 보여주는 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다.
도 17a는 헬름훌츠 공진기 구성에서 집중 매개 변수 모드(저주파)에 대한 압력 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 17b는 헬름훌츠 공진기 구성에서 관 정상파에 대한 압력 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 17c는 헬름훌츠 공진기 구성에서 머플러 정상파에 대한 속도 안티-노드 위치의 일 예를 개략적으로 도시하고 있다.
도 1에는 공지된 바와 같은 배출물을 감소시키며 소음을 제어하기 위해 내연 기관(12)에 의해 발생된 고온 배기 가스를 배기 구성 요소(14)를 통해 안내하는 차량용 배기 시스템(10)이 도시되어 있다. 배기 시스템(10)은 또한, 배기 소음을 약화시키도록 기능하는 적어도 하나의 머플러(16)를 포함한다. 머플러(16)는 내부 공동(20)을 형성하는 외부 하우징(18)을 포함한다. 머플러(16)는 입구 단부(22) 및 출구 단부(24)를 구비한다. 배기 가스가 출구 단부(24)에서 배출되어 하류의 배기 구성 요소(26)로 보내지며, 하류 배기 구성 요소는, 예를 들어, 미관(tailpipe)으로서, 이 배기관을 통해 배기 가스가 대기 중으로 배출된다.
배기 구성 요소(14, 26)는 디젤 산화 촉매(DOC), 선택적 촉매 환원(SCR)용 촉매, 미립자 필터, 배기관 등을 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소(14)는 차량 용례 및 유효 패키징 공간에 따라 서로 다른 다양한 구성 및 조합으로 장착될 수 있다.
배기 시스템(10)은 시스템의 작동 동안 발생되는 공진 주파수를 감쇠시키는 다양한 음향 특징부를 포함한다. 이러한 음향 특징부의 예에 대해서는 아래에 상세히 설명된다. 이러한 특징부는 소망하는 음향 효과를 제공하도록 개별적으로 또는 다양한 조합 형태로 사용될 수 있다.
도 2에는 입구 단부(22)에 위치한 입구관(30) 및 출구 단부(24)에 위치한 출구관(32)을 구비한 머플러(16)가 도시되어 있다. 하우징(18)은 외면(36), 그리고 내부 공동(20)의 머플러 내부 체적을 획정하는 내면(38)을 구비한다. 입구관(30) 및 출구관(32)은 내부 공동(20)의 내부에 배치된 천공관(28)에 연결되어 있다. 도 3에 도시된 다른 예에 따르면, 입구관(30)과 출구관(32)이 서로 분리되어 있다.
일 예로서, 출구관(32)은 외면(40), 그리고 배기 가스 유로(F)를 획정하는 내면(42)을 구비한다. 이러한 관(32)은 공진 주파수를 감소시키도록 작동하는 적어도 하나의 유출홀(44)을 포함한다. 일 예로서, 관(32)의 내부에 복수 개의 유출홀(44)이 형성될 수 있다. 유출홀(44)은 배기 가스 유로 내부에 개방된 비연속적인 개구를 포함한다. 비연속적인 개구는 다공성 개구 또는 극소량의 배기 가스가 관(32)으로부터 유출되도록 하는 기설정된 면적 이내의 복수 개의 크기가 작은 개구를 포함하는 구조체를 포함한다.
관(32)은 제1 관 단부(50) 및 제2 관 단부(52)를 구비하며, 전체 길이(L)를 갖는다. 유출홀(44)은 전체 길이의 10% 내지 90%의 범위에 위치한 경우 특히 효과적이다. 즉, 유출홀은 관의 단부에는 배치되는 것이 아니라, 관의 각각의 단부로부터 전체 길이의 적어도 10%의 거리를 두고 이격 배치된다. 그러나, 유출홀(44)이 음향 정상파 압력 안티-노드(anti-node)(최대 압력 지점)의 부근에 배치되는 경우 가장 효과적이다. 예를 들어, 반파 모드(1/2 wave mode)를 포함하는 제1 모드에서, 유출홀(44)은, 도면 부호 54로 지시된 바와 같이, 제1 관(50)의 단부 또는 제2 관(52)의 단부로부터 전체 길이의 대략 50%의 위치에 배치된다. 다시 말해, 유출홀(44)은 관(32)의 중점 부근에 위치한다. 바람직한 범위는 전체 길이의 40% 내지 60%이다. 홀이 이러한 범위 이내에 위치할 경우 최적의 억제 기능을 제공한다.
전파 모드(full wave mode)를 포함하는 제2 모드에서, 유출홀(44)은, 도면 부호 56으로 지시된 바와 같이, 제1 관(50)의 단부 또는 제2 관(52)의 단부로부터 전체 길이의 대략 25% 또는 75%의 위치에 배치되어야 한다. 다시 말해, 유출홀(44)은 각각의 관 단부로부터 측정하는 경우 관의 전체 길이의 1/4의 위치에 배치된다. 또한, 제1 모드 및 제2 모드가 조합되어 홀이 위치(54, 56)에 배치될 수 있다.
또한, 제3 모드에서는, 홀(44)이, 도면 부호 108로 지시된 바와 같이, 관(32)의 내부의 12.5% 또는 37.5%의 위치에 배치된다.
도 2에 도시된 예에서, 유출홀(44)은 머플러(16)의 외부에 위치한다. 이러한 구성에서는, 배기 가스가 외부 대기 중으로 유출된다.
도 3에 도시된 예에서, 유출홀은 머플러(16)의 내부 체적으로의 배기 가스 유출을 제공한다. 도 3에 도시된 예에서, 하나의 홀(44)은 50%에 해당하는 위치(54)에 배치되며 하나의 홀(44)은 25%에 해당하는 위치(56)에 배치된다. 그러나, 추가의 홀이 그외 다른 안티-노드 위치에 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유출홀(44)은 출구관(32)에 마련된다. 유출홀(44)은 또한, 입구관(33)의 안티-노드 위치에 배치될 수 있다. 또한, 입구관(30) 및 출구관(32)이 모두 안티-노드 위치에 유출홀(44)을 포함할 수 있다.
도 4에는 유출홀의 예가 도시되어 있다. 홀(44)은 관의 외면(40)에 개구를 구비한다. 도면 부호 58로 지시된 바와 같이 관 상의 일 위치에 단일 개구가 사용될 수 있으며, 또는 도면 부호 60으로 지시된 바와 같이 복수 개의 크기가 더 작은 개구가 원주 방향으로 이격 배치되도록 관에 형성될 수 있다.
도 5에는 비연속적인 개구가 어떻게 형성되는지에 관한 다양한 예가 도시되어 있다. 일 예로서, 유출홀(44)을 덮도록 미세 천공 재료로 이루어진 시트(62)가 사용된다. 이러한 유형의 재료는 시트를 관통하여 연장되는 크기가 매우 작은 개구가 고밀도로 형성된 재료 시트를 포함한다. 일 예로서, 미세 천공 재료는 대략 5%의 다공성을 갖추고 있다. 선택적으로, 섬유 재료로 이루어진 시트가 또한 홀(44)을 덮도록 사용될 수 있다.
소망하는 효과를 제공하기 위하여, 관에 기설정된 크기의 개구가 절삭 형성되며, 이후 개구는 미세 천공 재료로 이루어진 시트에 의해 덮어진다. 일 예로서, 개구는 홀 위치에서의 관의 단면적의 5% 이상의 크기가 되도록 형성된다. 따라서, 단면적이 100㎟이면, 개구의 크기가 5㎟ 이상이 된다. 바람직하게는, 개구는 단면적의 5% 내지 40%의 범위 이내의 크기로 형성된다. 이에 따라, 충분한 양의 배기 가스가 과도한 누출 없이 음향 용도로 유출될 수 있다.
미세 천공 재료로 이루어진 시트(62)는 도면 부호 64로 지시된 바와 같이 동일면으로 맞춰지게 장착될 수 있으며, 또는 도면 부호 66으로 지시된 바와 같이 오프셋 장착된 캡을 포함할 수 있다. 동일면으로 맞춰지게 장착된 경우, 이러한 재료 시트는 관의 윤곽에 딱 맞게 형성된다. 오프셋 장착되는 경우에는, 재료(62)가 관의 외면(40)에 비해 외측으로 연장된다. 미세 천공 재료(62)로 이루어진 시트는, 예를 들어, 용접이나 경납땜을 포함하는 다양한 부착 방법 중 하나에 의해 관에 부착될 수 있다. 오프셋 구성은 동일면으로 맞춰지게 장착된 구성에 비해 스치는 유동(grazing flow)의 위험 감소 효과를 제공한다.
다른 예로서, 오프셋 장착부(66)를 구비한 미세 천공 캡이 관의 천공 홀(68)과 조합하여 사용될 수 있다.
또 다른 예로서, 다공성 돌기부(70)가 관의 일부로서 형성되거나, 관에 별개로 부착되도록 형성될 수 있다. 다공성 돌기부(70)는, 예를 들어, 분말형 금속 재료로 형성될 수 있다. 분말형 금속 재료는 소망하는 다공성을 제공하도록 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 돌기부가 전체적으로 다공성일 수 있으며, 또는 도 6에 도시된 바와 같이 돌기부의 중심부(72)만이 다공성일 수 있다.
도 6에는, 예를 들어, 중실형 소결 금속으로 형성되는 외부 돌기부(74)가 도시되어 있다. 이러한 돌기부(74)는, 예를 들어, 관에 용접되거나 납땜 처리될 수 있다. 이후 중심부(72)가 음향 요구에 의해 결정되는 다공도를 갖는 다공성 소결 금속으로 형성될 수 있다.
이러한 예에서, 미세 천공 재료 또는 다공성 재료는 특정 수준의 저항성, 즉, 금속 저항성(Ns/㎥)을 제공한다. 일 예로서, 재료의 저항성은 적어도 25 Ns/㎥이다. 바람직한 범위는 50 내지 3000 Ns/㎥이다. 다른 예로서, 금속 저항성은 적어도 160 Ns/㎥이다.
도 5에 도면 부호 76으로 지시된 바와 같은 연속적인 개구를 구비한 홀은 다양한 이유로 인해 유출홀로는 적당하지 않다. 첫째, 이러한 유형의 홀은 배기 시스템으로부터 상당량의 배기 가스가 누출되도록 하기 때문에 바람직하지 않다. 둘째, 이러한 유형의 홀은 유동 저항성이 낮기 때문에 공진 주파수를 부각시키기에는 덜 적당하다. 섬유상 재료나 미세 천공 재료를 사용함으로써, 층류가 야기되는데, 이것은 음향 에너지 흡수를 최대화한다. 층류는 더 많은 에너지를 소모시켜, 즉, 마찰을 증가시켜, 흡수를 촉진한다. 또한, 전술한 바와 같은 유형의 재료를 이용하여 홀을 덮을 경우 시스템으로부터의 배기 가스 누출량을 감소시킬 수 있다.
도 7에는 유출홀을 안티-노드 위치에 위치시킴으로써 제공되는 소음 감소량의 일 예가 도시되어 있다. 도 7은 입구관(30)과 출구관(32)을 구비한 머플러(16)를 포함하는 시스템에 대한 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다. 상부 라인(78)은 유출홀을 포함하지 않는 시스템을 나타낸다. 하부 라인(80)은 25% 위치(56)에 마련된 하나의 유출홀(44)과 50% 위치(54)에 마련된 적어도 하나의 유출홀(44)을 포함하는 시스템을 나타낸다. 하부 라인(80)이 상부 라인(78)에 비해 상당한 소음 감소를 보여준다. 예를 들어, 도면 부호 82로 지시된 바와 같이, 제1 공진 감쇠 모드에서는 유출홀이 50% 위치에 마련됨으로써 상당한 소음 감소를 보여준다. 도면 부호 84로 지시된 바와 같이, 제2 모드에서는 유출홀이 25% 위치에 마련됨으로써 또한 상당한 소음 감소가 제공된다. 도면 부호 86으로 지시된 바와 같이, 본 예에서 제3 모드의 경우 유출홀이 50% 위치에 마련됨으로써 상당한 소음 감소가 달성된다.
일 예로서, 적어도 하나의 유출홀(44)을 사용하는 시스템이 능동적 소음 소거(ANC) 시스템(88)(도 8)과 함께 사용된다. ANC 시스템(88)은 출구관(32)을 따라 어느곳에나 배치될 수 있으며, 또는 머플러(16)의 상류에 배치될 수 있다. 어느 일 유형의 ANC 시스템(88)이 사용될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 유출홀(44)은 공진 주파수 소음을 크게 감소시킨다. 유출홀(44)과 ANC 시스템(88)을 조합하여 사용함으로써, ANC 시스템(88)에 의해 표명되어야 하는 소음 레벨이 유출홀이 사용되지 않았었던 경우와 비교하여 더 낮다. 이에 따라, ANC 시스템(88)은 소음 레벨을 보다 용이하게 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 제어되어야 하는 소음 레벨의 범위가 더 낮아짐에 따라 크기가 더 작고 비용이 더 저렴한 ANC 시스템(88)이 사용될 수 있다.
도 9 내지 도 11에는 머플러 공진 감쇠를 위한 유출홀의 위치가 도시되어 있다. 머플러(16)는 제1 단부(90)로부터 제2 단부(92)로 연장되는 하우징(18)을 구비한다. 하우징(18)은 외면(94) 그리고 머플러 내부 체적(98)을 획정하는 내면(96)을 구비한다. 머플러(16)는 제1 단부(90)와 결합된 제1 단부 캡(100) 그리고 제2 단부(92)와 결합된 제2 단부 캡(102)을 포함한다.
전술한 바와 같이, 저항성 유출홀(44)은 관 내부의 압력 안티-노드에서 잘 작동한다. 집중 매개 변수 모드(lumped parameter mode)의 경우, 압력 안티-노드는 머플러(16)의 내부 어느 곳에나 위치한다. 머플러 정상파의 경우, 압력 안티-노드는 머플러 단부 캡(100, 102)에 위치한다.
집중 매개 변수 모드에서, 배기 가스는 머플러(16)가 스프링으로서 작용하는 단일 집중 매스처럼 작용한다. 이를 헬름훌츠 공진이라 한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 집중 매개 변수 모드(저주파)를 표명하기 위하여, 하나 이상의 유출홀(44)이 도면 부호 104로 지시된 바와 같이 머플러 하우징(18) 또는 단부 캡(100, 102) 상의 어느 곳에나 배치될 수 있다. 유출홀(44)은 전술한 바와 같은 방식으로 구성된다.
정상파 모드에서, 예를 들어, 반파 또는 전파의 경우, 배기 가스는 스프링처럼 작용한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 머플러 정상파를 표명하기 위하여, 하나 이상의 유출홀(44)이 도면 부호 106으로 지시된 바와 같이 단부 캡(100, 102) 각각에 또는 모두에 배치된다. 도 11에는 출구관(32)에 인접한 제2 단부 캡(102)에 배치되는 유출홀(44)의 일 예가 도시되어 있다. 이러한 예에서, 유출홀(44)은 동일면으로 맞춰진 장착 구성에서 미세 천공 재료로 덮여 있는 개구를 포함한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 그외 다른 유출홀 구성이 또한 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 미세 천공 또는 다공성 재료는 특정 크기의 저항성, 즉 재료 저항(Ns/㎥)을 제공한다. 일 예로서, 머플러 구성에 사용되는 경우, 재료 저항은 적어도 25 Ns/㎥이다. 다른 예로서, 재료 저항은 적어도 160 Ns/㎥이다. 바람직한 범위는 50 내지 3000 Ns/㎥이다.
머플러용의 유출홀의 크기는 머플러 체적에 따라 결정된다. 머플러 체적은 통상, 크기가 비교적 작은 차량의 경우 2리터 내지 3리터의 범위이며 크기가 비교적 큰 차량의 경우 30리터 내지 40리터의 범위이다. 바람직하게는, 유출홀은 머플러 체적 1리터당 적어도 25 ㎟의 크기로 형성된다. 머플러 체적 1리터당 바람직한 범위는 100 ㎟ 내지 1000 ㎟이다. 따라서, 머플러의 체적이 2리터라면, 바람직한 홀 크기 범위는 적어도 200 ㎟ 내지 2000 ㎟이다. 일단 홀의 크기가 선택되면, 홀이 미세 천공 재료 또는 다공성 재료로 덮여진다.
도 12에는 유출홀(44)이 단부 캡(100, 102) 중 하나에 포함된 경우의 소음 감소의 일 예가 도시되어 있다. 도 12는 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다. 제1 라인(110)은 단부 캡에 유출홀을 포함하지 않는 시스템을 나타낸다. 제2 라인(112)은 제1 라인(110)과 비교하여 상당한 소음 감소를 보여준다. 가장 큰 소음 감소는 도면 부호 114로 지시된 헬름훌츠 모드에서 발생한다. 반파 모드는 도면 부호 116으로 지시되어 있으며, 전파 모드는 도면 부호 118로 지시되어 있다.
머플러의 유출홀은 단독으로 사용될 수 있으며, 또는 관의 유출홀과 조합하여 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템의 일 군의 공진에 대한 압력 안티-노드 위치가 존재한다. 집중 매개 변수 모드(저주파), 즉, 헬름훌츠 모드는 도 9에 도시된 바와 같이 머플러(하우징 또는 단부 캡) 내부의 소정의 위치에 배치된 유출홀에 의해 제공되는 공진 감쇠 기능을 갖는다. 관 정상파에 대하여, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 관 내부의 25% 위치, 50% 위치, 75% 위치 등에 배치된 관 유출홀에 의해 공진 감쇠 기능이 제공된다. 머플러 정상파에 대하여, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 단부 캡 상에 유출홀을 배치함으로써 공진 감쇠 기능이 제공된다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 각각의 군의 공진에 대하여 또한 속도 안티-노드(속도 최대치) 위치가 존재한다. 집중 매개 변수 모드(저주파), 즉, 헬룸훌츠 모드는 도 13에 도면 부호 120으로 지시된 바와 같이 입구관(30) 또는 출구관(32)의 내부 소정 위치에 적응성 밸브 또는 그외 다른 교축 변환 밸브(124)를 제공함으로써 억제된다. 능동적 제어 밸브 또는 수동적 제어 밸브를 포함하는 어느 다른 유형의 밸브가 사용될 수 있다.
도 14에 도면 부호 122으로 지시된 바와 같이 입구관(30) 또는 출구관(32)의 내부 기설정된 위치에 적응성 밸브 또는 그외 다른 교축 변환 밸브(124)를 제공함으로써 관 정상파 공진이 억제된다. 일 예로서, 밸브(124)는 관의 일 단부로부터 시작하여 관의 전체 길이의 0 내지 25%의 범위(R) 이내 어느 곳에나 배치된다. 단 하나의 밸브(124)가 사용될 수도 있으며, 또는 밸브(124)의 조합체가 사용될 수 있다.
또한, ANC 시스템(88)(도 8)은 전술한 밸브 구성 중 어느 하나와 조합하여 사용될 수 있다. 이에 따라, ANC 시스템(88)이 심지어 더 콤팩트한 구성을 가질 수 있으며 추가적인 비용 절감을 달성할 수 있다.
머플러 정상파 공진은 도 15에 도시된 바와 같은 저항성이 높은 배플(130)을 사용하여 억제된다. 배플(130)은 머플러(16)의 전체 길이에 대해 25% 위치(도면 부호 132로 지시됨) 및/또는 50% 위치(도면 부호 134로 지시됨)에 배치될 수 있다. 이러한 위치(132, 134) 중 하나에 단일 배플(130)이 사용될 수 있으며, 또는 이러한 위치(132, 134)에 배플(130)의 조합체가 사용될 수 있다. 일 예로서, 배플(130)은 미세 천공 재료를 포함한다. 배플(130)은 50% 위치(134)에 도시된 바와 같이 머플러(16) 내부의 유동 억제부로서 역할만 수행할 수 있다. 또는, 배플(130)이 25% 위치(132)로 도시된 바와 같이 입구관(30) 및/또는 출구관(32)용의 유동 억제부 및 추가적인 지지 구조체로서의 역할을 수행할 수 있다.
도 16에는 유출홀이 없는 표준 배기 시스템, 25% 위치 및 50% 위치에 관 유출홀을 구비한 시스템, 그리고 25% 위치 및 50% 위치에 관 유출홀을 구비할 뿐만 아니라 머플러 단부 캡 유출홀을 구비한 시스템이 비교 도시되어 있다. 도 16은 소음 레벨(dB) 대 주파수(Hz)의 그래프이다. 상부 라인(140)은 유출홀이 없는 표준 배기 시스템을 나타낸다. 중간 라인(142)은 25% 위치 및 50% 위치에 관 유출홀을 구비한 시스템을 나타낸다. 하부 라인(144)은 25% 위치 및 50% 위치의 관 유출홀과 머플러 단부 캡 유출홀을 구비한 시스템을 나타낸다. 머플러 단부 캡에 의해 제공되는 집중 매개 변수(헬름훌츠) 감쇠 기능은 도면 부호 150으로 지시되어 있다. 50% 위치의 유출홀에 의해 제공되는 반파 관 감쇠 기능은 도면 부호 152로 지시되어 있다. 25% 위치 및/또는 75% 위치의 유출홀에 의해 제공되는 전파 감쇠 기능은 도면 부호 154로 지시되어 있다. 중간 라인(142)과 하부 라인(144)은 반파 모드 및 전파 모드에 대해 유사한 소음 감소를 보여준다. 그러나, 하부 라인(144)은 집중 매개 변수 모드에서 더 상당한 감소를 보여준다. 따라서, 관의 유출홀과 머플러 단부 캡 유출홀을 조합함으로써 단지 관 유출홀을 사용하는 경우보다 폭넓은 범위에 걸쳐 가장 큰 전체 소음 감소를 제공할 수 있다.
도 17a 내지 도 17c에는 헬름훌츠 공진기 구성에서 각각의 군의 공진에 대한 압력 안티-노드 위치의 예가 도시되어 있다. 이러한 구성에서, 머플러(200)는 메인 배기 가스 유로 관(202)으로부터의 측면 분기부 상에 배치되며, 다시 말해, 메인 배기 가스 흐름은 머플러(200)를 우회한다. 측면 관(204)이 머플러(200)를 메인 배기 가스 유로 관(202)에 연결한다. 도 17a에 도면 부호 206으로 개략적으로 지시된 바와 같이 유출홀(전술한 바와 같은)의 어느 위치에나 머플러(200)를 제공함으로써 집중 매개 변수 모드(저주파)가 억제된다.
도 17b에 도면 부호 208로 지시된 바와 같이 측면 관(204)의 내부의 기설정된 위치에 유출홀(들)을 제공함으로써 관 정상파 공진이 억제된다. 일 예로서, 유출홀이 도면 부호 208a로 지시된 관의 일 단부로부터 시작하여 관(204)의 전체 길이의 0 내지 25%의 범위(R) 이내의 어느 위치에나 배치된다. 유출홀은 또한 도면 부호 208b로 지시된 바와 같이 50% 위치에 배치될 수 있다. 단일 유출홀이 이러한 위치 중 어느 하나에 배치될 수 있으며, 또는 복수의 유출홀이 이러한 위치의 어느 조합으로 사용될 수 있다.
도 17c에 도시된 바와 같이 고저항성 배플(210)을 사용함으로써 머플러 정상파 공진이 억제된다. 배플(210)은 머플러(200)의 전체 길이에 대해 25% 위치(도면 부호 212로 지시됨) 및/또는 50% 위치(도면 부호 214로 지시됨)에 배치될 수 있다. 이러한 위치(212, 214) 중 하나에 단일 배플(210)이 사용될 수 있으며, 또는 이들 위치(212, 214)에 배플(210)의 조합체가 사용될 수 있다. 일 예로서, 배플(210)은 미세 천공 재료를 포함한다.
본 발명의 일 실시예가 설명되어 있긴 하지만, 당 업계의 숙련자라면 인지할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 소정의 수정이 이루어질 수 있다. 이러한 이유로, 아래의 청구범위는 본 발명의 정신 및 범위를 결정하기 위해 연구되어야 한다.

Claims (38)

  1. 외면과 개방된 내부 배기 구성 요소 공동을 획정하는 내면을 구비한 배기 구성 요소; 및
    공진 주파수를 감소시키기 위해 상기 배기 구성 요소에 형성되는 복수의 유출홀로서, 각각의 유출홀은 상기 외면으로부터 상기 내면으로 연장되고 상기 내부 배기 구성 요소 공동 내로의 비연속적 개구를 구비한 것인, 복수의 유출홀
    을 포함하고,
    복수의 비연속적 개구는 상기 외면 또는 내면에서 상기 유출홀을 덮는 비연속적 부재를 포함하여 배기 가스가 개방된 내부 배기 구성 요소 공동으로부터 상기 비연속적 부재를 통해 대기 중으로 유출되며,
    상기 배기 구성 요소는 제1 관 단부로부터 제2 관 단부로 연장되는 관을 포함하고,
    상기 관은 적어도 하나의 추가 구성 요소에 연결되며, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제1 유출홀은 상기 추가 구성 요소에 배치되고, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제2 유출홀은 상기 관에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 관은 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제2 유출홀은 상기 제1 또는 제2 관 단부로부터 전체 길이의 25%의 안티-노드(anti-node) 위치에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제3 유출홀은 상기 제1 또는 제2 관 단부로부터 전체 길이의 50%의 안티-노드 위치에 배치되는 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 관이 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 제1 관 단부로부터 전체 길이의 25%의 제1 안티-노드 위치에 상기 제2 유출홀이 배치되고, 상기 제2 관 단부로부터 전체 길이의 25%의 제2 안티-노드 위치에 배치된 제3 유출홀 및 상기 제2 관 단부로부터 전체 길이의 50%의 제3 안티-노드 위치에 배치된 제4 유출홀을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 상기 외면 또는 내면에서 각각의 유출홀을 덮는 다공성 부재를 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다공성 부재는 상기 관에 부착되며 각각의 유출홀을 덮는 미세 천공 재료로 이루어진 시트를 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 다공성 부재는 적어도 하나의 유출홀을 위한 돌기부를 포함하며, 상기 돌기부는 상기 외면으로부터 외측으로 연장되고 분말형 또는 소결 금속 재료로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제1 유출홀은 대기 중에 바로 개방되도록 상기 적어도 하나의 추가 구성 요소의 외면에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 유출홀은 상기 추가 구성 요소에 의해 획정되는 내부 공동의 내부에 배치되고, 상기 복수의 유출홀 중 상기 제2 유출홀 그리고 제3 유출홀이 상기 내부 공동의 외부에 배치되어 상기 제2 유출홀 및 제3 유출홀은 대기 중으로 바로 개방되는 것인 차량 배기 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 추가 구성 요소는 제1 단부로부터 제2 단부로 연장되며 머플러 내부 체적을 획정하기 위한 내면 및 외면을 갖는 하우징을 구비한 머플러를 포함하며, 상기 머플러는 상기 제1 단부와 결합된 제1 단부 캡 및 상기 제2 단부와 결합된 제2 단부 캡을 포함하고 상기 머플러에 연결되는 입구관 또는 출구관을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 유출홀 중 상기 적어도 하나의 제1 유출홀은 상기 하우징에 위치하고, 상기 복수의 유출홀 중 상기 적어도 하나의 제2 유출홀은 상기 입구관 또는 출구관에 위치하는 것인 차량 배기 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 유출홀 중 상기 적어도 하나의 제1 유출홀은 상기 제1 및 제2 단부 캡 중 적어도 하나의 내부에 위치하고, 상기 복수의 유출홀 중 상기 적어도 하나의 제2 유출홀은 상기 입구관 또는 출구관에 위치하는 것인 차량 배기 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 상기 외면 또는 내면에서 각각의 유출홀을 덮는 다공성 부재를 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 상기 외면 또는 내면에서 각각의 유출홀을 덮는 다공성 부재를 포함하고, 상기 다공성 부재는 상기 배기 구성 요소에 용접되거나 납땜 처리되는 것인 차량 배기 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 다공성 부재는 관에 부착되며 상기 적어도 하나의 유출홀을 덮는 미세 천공 재료로 이루어진 시트를 포함하고, 싱기 미세 천공 재료는 적어도 25 Ns/㎥의 재료 저항을 갖는 것인 차량 배기 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 미세 천공 재료로 이루어진 시트는 상기 배기 구성 요소의 외면에 동일면으로 맞춰지게 장착되는 것인 차량 배기 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 미세 천공 재료로 이루어진 시트는 상기 배기 구성 요소의 외면에 대해 오프셋 되어 있는 것인 차량 배기 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 상기 다공성 부재는 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 유출홀을 형성하는 돌기부(boss)를 포함하며, 상기 돌기부는 분말형 또는 소결 금속 재료로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 능동적 소음 소거 시스템을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 관은 관의 상류 단부로부터 하류 단부로 연장하는 중심축을 정의하고, 상기 추가 구성 요소는 상기 관의 상류 단부 및 하류 단부 중 적어도 하나에 연결된 머플러를 포함하며, 상기 머플러는 머플러 내부 체적을 획정하는 하우징, 및 상기 하우징의 개개의 대향하는 단부에 부착된 제1 및 제2 단부 캡을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제2 유출홀은 상기 관의 내부에 형성되며, 상기 제1 유출홀은 상기 머플러의 내부에 형성되고 상기 제2 유출홀로부터 축방향으로 떨어져 있는 것인 차량 배기 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 관의 내부에 위치한 밸브를 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 관은 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 밸브는 상기 제1 또는 제2 관 단부로부터 상기 전체 길이의 25% 이하의 관 내부 안티-노드 위치에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 상기 머플러 내부 체적 내에 배치되는 적어도 하나의 배플을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 배플은 미세 천공 재료를 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
  27. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 배플은 상기 관을 지지하는 것인 차량 배기 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 관은 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 복수의 유출홀 중 상기 제2 유출홀은 상기 제1 또는 제2 관 단부로부터 상기 전체 길이의 40% 내지 60%의 안티-노드 위치에 배치되어 바로 대기에 배기하는 것인 차량 배기 시스템.
  29. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 적어도 25 Ns/㎥의 재료 저항을 제공하는 것인 차량 배기 시스템.
  30. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 50 내지 3000 Ns/㎥의 범위 내의 재료 저항을 제공하는 것인 차량 배기 시스템.
  31. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 각각의 유출홀을 덮는 저항성 재료를 포함하며, 각각의 유출홀은 각각의 유출홀 위치에서 관의 단면적의 적어도 5%가 되는 크기로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  32. 제1항에 있어서, 상기 비연속적 부재는 각각의 유출홀을 덮는 저항성 재료를 포함하고, 각각의 유출홀은 각각의 유출홀 위치에서 관의 단면적의 적어도 5% 내지 40%의 범위 이내의 크기로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  33. 제1항에 있어서, 상기 추가 구성 요소는 머플러를 포함하고, 상기 제1 유출홀은 상기 머플러의 내부에 형성되며, 상기 제1 유출홀은 비연속적 부재를 형성하는 저항성 재료로 덮이고, 상기 제1 유출홀은 머플러 체적 1리터당 적어도 25 ㎟의 크기로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  34. 제1항에 있어서, 상기 추가 구성 요소는 머플러를 포함하고, 상기 제1 유출홀은 상기 머플러의 내부에 형성되며, 상기 제1 유출홀은 비연속적 부재를 형성하는 저항성 재료로 덮이고, 각각의 유출홀은 머플러 체적 1리터당 적어도 100 내지 1000 ㎟의 크기로 형성되는 것인 차량 배기 시스템.
  35. 제1항에 있어서, 상기 추가 구성 요소는 헬름훌츠 공진기를 포함하고, 상기 헬름훌츠 공진기는 상류 단부로부터 하류 단부까지의 전체 길이를 갖고, 상기 헬름훌츠 공진기의 내부 공동 내에 배치되는 적어도 하나의 배플을 포함하며, 상기 적어도 하나의 배플은 상기 헬름훌츠 공진기의 상류 단부 또는 하류 단부에 대해 전체 길이의 25% 또는 50% 위치에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 상기 헬름훌츠 공진기는 측면 관에 의해 메인 배기 관에 연결되는 머플러를 포함하고, 상기 머플러는 하우징, 제1 단부 캡 및 제2 단부 캡을 포함하며, 상기 복수의 유출홀 중 상기 제1 유출홀은 상기 머플러의 하우징에 배치되어 바로 대기중에 배기하며, 상기 복수의 유출홀 중 적어도 하나의 제3 유출홀은 상기 제1 단부 캡 및 제2 단부 캡 중 하나에 배치되어 바로 대기중에 배기하는 것인 차량 배기 시스템.
  37. 제35항에 있어서, 상기 헬름훌츠 공진기는 측면 관에 의해 메인 배기 관에 연결되는 머플러를 포함하며, 상기 측면 관은 제1 관 단부 및 제2 관 단부를 포함하고 전체 길이에 의해 범위가 획정되며, 상기 복수의 유출홀 중 상기 제2 유출홀은 상기 측면 관의 길이를 따라 상기 측면 관의 제1 관 단부 또는 제2 관 단부로부터 상기 전체 길이의 25% 또는 50%의 안티-노드 위치에 배치되어 바로 대기중에 배기하며, 상기 복수의 유출홀 중 상기 제1 유출홀은 상기 머플러에 배치되는 것인 차량 배기 시스템.
  38. 제35항에 있어서, 상기 헬름훌츠 공진기는 측면 관에 의해 메인 배기 관에 연결되는 머플러를 포함하며, 상기 머플러는 전체 길이에 의해 범위가 획정되고, 상기 적어도 하나의 배플은 적어도 머플러의 어느 한쪽 단부로부터 상기 전체 길이의 25%의 위치에 배치되는 제1 배플 및 상기 머플러의 어느 한쪽 단부로부터 상기 전체 길이의 50%의 위치에 배치되는 제2 배플을 포함하는 것인 차량 배기 시스템.
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US9725710B2 (en) 2014-01-08 2017-08-08 Flodesign Sonics, Inc. Acoustophoresis device with dual acoustophoretic chamber
US11708572B2 (en) 2015-04-29 2023-07-25 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic cell separation techniques and processes
US11377651B2 (en) 2016-10-19 2022-07-05 Flodesign Sonics, Inc. Cell therapy processes utilizing acoustophoresis
DE102015113159A1 (de) 2015-08-10 2017-02-16 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Bauteil einer Abgasanlage
US11214789B2 (en) 2016-05-03 2022-01-04 Flodesign Sonics, Inc. Concentration and washing of particles with acoustics
US11365658B2 (en) * 2017-10-05 2022-06-21 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Acoustically tuned muffler
DE102018124198A1 (de) 2017-10-05 2019-04-11 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Akustisch abgestimmter Schalldämpfer
WO2019118921A1 (en) 2017-12-14 2019-06-20 Flodesign Sonics, Inc. Acoustic transducer drive and controller
DE102019101418A1 (de) 2018-01-26 2019-08-01 Futaba Industrial Co., Ltd. Schalldämpfer
US20190292955A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Method of providing a leak free acoustic volume for a vehicle frame member
US20200080451A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-12 Tmg Performance Products, Llc Method and apparatus for suppressing undesirable tones in an exhaust system
JP7053877B2 (ja) * 2018-10-19 2022-04-12 富士フイルム株式会社 防音システム
US11208934B2 (en) 2019-02-25 2021-12-28 Cummins Emission Solutions Inc. Systems and methods for mixing exhaust gas and reductant
US11608762B2 (en) 2019-06-17 2023-03-21 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Vehicle exhaust system
US11639676B2 (en) 2019-06-17 2023-05-02 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Vehicle exhaust system
US11225897B2 (en) 2019-07-23 2022-01-18 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Vehicle exhaust system
US11300021B2 (en) 2019-11-14 2022-04-12 Purem Novi, Inc. Exhaust component with louver bridge for suppressing vehicle exhaust pipe resonances and vehicle exhaust system with exhaust component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100372706B1 (ko) * 2000-10-06 2003-02-19 기아자동차주식회사 자동차용 배기 시스템의 소음기
JP2007285259A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Toyota Motor Corp 排気消音装置
JP2008008253A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Toyoda Gosei Co Ltd 消音ダクト
US20100307143A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Anthony Colette IC power plant, and method of operation

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2297046A (en) * 1939-08-25 1942-09-29 Maxim Silencer Co Means for preventing shock excitation of acoustic conduits or chambers
US2955671A (en) * 1954-08-25 1960-10-11 Leistritz Hans Karl Induction silencers for internal combustion engine carburetors
IT7853327V0 (it) * 1978-05-17 1978-05-17 Fiat Spa Silenziatore di scarico per trattori agricoli
JPS60125764A (ja) 1983-12-08 1985-07-05 Nissan Motor Co Ltd 車両用レゾネ−タ
JPS6434460U (ko) 1987-08-25 1989-03-02
JPH0819885B2 (ja) * 1988-12-28 1996-03-04 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
US5189266A (en) 1989-06-09 1993-02-23 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicular exhaust resonance suppression system and sensing means therefore
US5317112A (en) * 1991-10-16 1994-05-31 Hyundai Motor Company Intake silencer of the variable type for use in motor vehicle
JPH05240120A (ja) * 1992-02-28 1993-09-17 Toyoda Gosei Co Ltd レゾネータ
SE510530C2 (sv) * 1993-03-05 1999-05-31 Volvo Ab Anordning för ljuddämpning i ett kanalsystem
DE4317403A1 (de) * 1993-05-26 1994-12-01 Nokia Deutschland Gmbh Anordnung zur aktiven Schalldämpfung
US5576522A (en) * 1995-01-24 1996-11-19 Taso; Ye M. Tube-annexed speaker cabinet
DE19615917A1 (de) * 1996-04-22 1997-10-30 Wolf Woco & Co Franz J Ansaugschalldämpfer und Kraftfahrzeug
DE19751940C1 (de) * 1997-11-24 1999-03-25 Mann & Hummel Filter Schalldämpfer mit einem Nebenschlußresonator
FR2788833B1 (fr) 1999-01-22 2001-03-16 Mecaplast Sam Dispositif de diminution de bruit d'air, procede de fabrication et utilisations d'un tel dispositif
US6089346A (en) 1999-06-02 2000-07-18 3M Innovative Properties Company Muffler with acoustic barrier material for limited clearance pneumatic device applications
JP3691704B2 (ja) * 2000-01-17 2005-09-07 豊田合成株式会社 吸気ダクト及びその製造方法
GB2364352A (en) 2000-07-03 2002-01-23 Draftex Ind Ltd Noise reduction in air conduits; making perforated conduits
FR2814778B1 (fr) 2000-09-29 2003-01-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa Conduit pour le transport de fluide gazeux et dispositif d'admission d'air pour moteur a combustion interne comportant un tel conduit
JP3901483B2 (ja) * 2001-10-04 2007-04-04 ヤマハ発動機株式会社 エンジンの吸気音調整構造及び排気音調整構造
DE10201494A1 (de) * 2002-01-17 2003-07-31 Mann & Hummel Filter Resonator
JP2003314240A (ja) * 2002-02-20 2003-11-06 Sango Co Ltd 内燃機関の消音器
FR2838476B1 (fr) * 2002-04-12 2005-06-24 Faurecia Sys Echappement Volume d'echappement comportant une enveloppe delimitant un passage de circulation des gaz
US7107959B2 (en) * 2002-05-16 2006-09-19 Toyoda Gosei Co., Ltd. Air intake apparatus
US20040094360A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-20 Calsonic Kansei Corporation Acoustic dumper for exhaust system
JP2004285895A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Toyoda Gosei Co Ltd 吸気装置
JP4075658B2 (ja) * 2003-03-27 2008-04-16 豊田合成株式会社 吸気装置およびその製造方法
DE10337110A1 (de) 2003-08-11 2005-03-17 Zeuna-Stärker GmbH & Co. KG Abgasschalldämpfer
EP2851526B1 (de) 2003-08-11 2018-05-23 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany GmbH Abgasschalldämpfer
EP1953354A1 (de) 2003-08-11 2008-08-06 ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH Abgasschalldämpfer
GB0328639D0 (en) * 2003-12-10 2004-01-14 Mitel Networks Corp Loudspeaker enclosure incorporating a leak to compensate for the effect of acoustic modes on loudspeaker frequency response
FR2867234B1 (fr) 2004-03-02 2007-11-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'attenuation acoustique d'un conduit de circulation de gaz d'un moteur thermique
KR100710342B1 (ko) * 2006-02-07 2007-04-23 엘지전자 주식회사 소음기
US7530428B2 (en) 2006-06-12 2009-05-12 Briggs & Stratton Corporation Exhaust deflector for a muffler
CN2918745Y (zh) 2006-06-13 2007-07-04 梁晓宏 梯缝列管微孔板式消声器
JP2008231979A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Roki Co Ltd 消音チャンバーダクト
US7942239B2 (en) * 2007-07-10 2011-05-17 Tmg Performance Products, Llc Exhaust muffler
ITTO20070529A1 (it) 2007-07-17 2009-01-18 Metallurg Cornaglia Sp A Off Dispositivo silenziatore per un condotto atto ad essere percorso da un fluido e suo metodo di realizzazione.
JP4508224B2 (ja) * 2007-09-06 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気消音装置
DE102008026333B4 (de) 2008-05-31 2022-08-11 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Abgasschalldämpfer
JP5084618B2 (ja) * 2008-06-03 2012-11-28 株式会社Ｒｏｋｉ 吸気ダクト
EP2334915A1 (en) 2008-09-22 2011-06-22 Dan Petschenig Open chamber exhaust mufflers and related methods of manufacture and use
KR101045761B1 (ko) 2009-01-21 2011-07-01 한국기계연구원 다공성 스크린이 구비된 헬름홀쯔형 공명기
US8550122B2 (en) 2009-02-25 2013-10-08 Nissan North America, Inc. Exhaust finisher retention operation
US7958966B2 (en) 2009-03-31 2011-06-14 Paccar Inc Exhaust stack fairing
US8327975B2 (en) 2009-09-30 2012-12-11 Ford Global Technologies, Llc Acoustic silencer
KR101126970B1 (ko) * 2009-10-08 2012-03-22 기아자동차주식회사 차량용 소음기
JP5912221B2 (ja) * 2010-02-01 2016-04-27 フタバ産業株式会社 内燃機関用マフラ
IT1400167B1 (it) 2010-05-21 2013-05-17 Fiat Group Automobiles Spa Condotto silenziato per fluidi aeriformi e metodo per il suo ottenimento.
JP5793422B2 (ja) * 2010-06-08 2015-10-14 株式会社イノアックコーポレーション 吸気ダクト
DE102011011060A1 (de) 2011-02-11 2012-08-16 Sicd Ag Schalldämpfer
EP2541034B1 (de) * 2011-06-28 2014-11-05 Röchling Automotive AG & Co. KG Kraftfahrzeug-Luftleitungskanal mit gedämpftem Helmholtz-Resonator
US8550208B1 (en) 2012-04-23 2013-10-08 General Electric Company High pressure muffling devices
KR101517792B1 (ko) * 2013-10-15 2015-05-06 현대자동차주식회사 Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치
DE102014225749B4 (de) * 2014-12-12 2018-03-22 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgas führendes Rohr und Abgasanlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100372706B1 (ko) * 2000-10-06 2003-02-19 기아자동차주식회사 자동차용 배기 시스템의 소음기
JP2007285259A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Toyota Motor Corp 排気消音装置
JP2008008253A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Toyoda Gosei Co Ltd 消音ダクト
US20100307143A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Anthony Colette IC power plant, and method of operation

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