KR19980016744A - 자동차의 흡기 소음 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 내연 기관인 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 내연 기관인 엔진의 헬름홀츠형 공명기 크기를 특정 주파수에 따라 가변시킴으로써 자동차의 흡기 소음 및 유도 소음을 저감시킬 수 있도록, 공기가 유입되는 스노클과, 상기 스노클을 통해 유입된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 공명기, 상기 공명기를 통해 공명된 공기를 필터링하는 에어 필터, 상기 에어 필터를 통하여 필터링된 공기의 흡입량을 제어하는 스로틀 보디, 상기 스로틀 보디의 제어를 받아 흡입된 공기를 흡기 경로로 유동시키는 플리넘 챔버 및, 엔진의 회전 속도에 따라 솔레노이드 밸브를 온/오프 제어하여 상기 공명기를 통해 공명되는 공기의 공명 크기를 가변시키는 전자 제어 모듈로 구성한 자동차의 흡기 소음 저감 장치에 관한 것이다.

Description

자동차의 흡기 소음 저감 장치

일반적으로 연료의 연소(기타 열원)에 의해 발생한 열에너지(일)로 바꾸는 기계를 열 기관(heat engine)이라 하며, 그 열 기관에는 기관의 외부에다 발생한 열에너지를 사용하는 외연 기관(증기 기관)과 기관의 내부에서 발생한 열에너지를 기계 에너지로 변환하는 내연 기관이 있으며, 자동차에 사용하는 가솔린 기관이나 디젤 기관은 모두 내연 기관이다.

상기 내연 기관의 출력은 열에너지의 발생 방법이나 열에너지를 기계 에너지로 변환하는 방법에 따라서 크게 달라진다.

가솔린 기관의 경우, 기관의 공기 유입경로로 유입된 기화기는 흡기 밸브를 통해 흡입되어 기관의 내부에서 점화 플러그에 의해 혼합기의 연소로 열에너지가 발생되고, 이 열에너지에 의한 작동유체의 팽창으로 피스톤을 움직여서 이것이 기계 에너지로 바꾸어지며, 이때의 피스톤 운동은 커넥팅 로드를 거쳐서 크랭크 축의 회전운동으로 된다.

이와 같이 하여 실린더 내에서 에너지 변환이 이루어지나, 이때 발생된 모든 에너지가 기계 에너지로 변환되는 것은 아니며, 또 변환된 기계 에너지의 전부가 유효한 일로 바꾸어지지는 않는다.

에너지의 일부는 실린더나 피스톤에 전달되고 배기 밸브를 통해 배기와 함께 외부에 방출되므로, 기계 에너지로 바꾸어지는 것은 전체의 30 - 40 % 정도 뿐이다.

종래 자동차의 흡입행정 제어장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되는 스노클(10)과 ; 상기 스노클(10)을 통해 유입된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 제 1 공명기(20) ; 상기 제 1 공명기(20)를 통해 공명된 공기를 필터링하는 에어 필터(30) ; 상기 에어 필터(30)를 통하여 필터링된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 제 2 공명기(40) ; 상기 제 2 공명기(40)를 통해 공명된 공기의 흡입량을 제어하는 스로틀 보디(50) ; 상기 스로틀 보디(50)의 제어를 받아 흡입된 공기를 흡기 경로(70)로 유동시키는 플리넘 챔버(60)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 자동차의 흡기 소음 제어장치는, 스노클(10)로 부터 유입된 공기의 소음이 제 1 공명기(20)에 의해 공명되어 소음의 흡수 및 주파수를 분석시키고, 상기 제 1 공명기(20)를 통해 공명된 공기는 에어 필터(30)를 통과하여 필터링된 후 제 2 공명기(40)를 통해 공명되어 소음의 흡수 및 주파수가 분석되었다.

상기 제 2 공명기(40)를 통해 공명된 공기는 스로틀 보디(50)의 스로틀 밸브를 통해 흡입 공기량이 제어되고, 상기 스로틀 보디(50)의 스로틀 밸브를 통해 제어된 흡입 공기량은 플리넘 챔버(60)에 의해 흡기 경로(70)로 유동되었다.

그러나, 이와 같은 종래 자동차의 흡기 소음 제어장치는 자동차의 흡기 소음 장치로 사용되는 헬름홀츠형 공명기가 4 - 실린더인 경우 발생되는 엔진 회전의 2 차 성분의 진동 및 6 - 실린더인 경우 발생되는 엔진 회전의 3 차 성분의 진동을 줄이기 위하여 공명기를 1000 Hz 이하의 주파수에서 가장 큰 주파수를 1 개 또는 2 개를 선택하여 공명기의 크기를 설계함으로써 소음의 크기를 감소시키기 때문에 다른 나머지 주파수의 소음은 줄일 수 없게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 자동차의 내연 기관인 엔진의 헬름홀츠형 공명기 크기를 특정 주파수에 따라 가변시킴으로써, 자동차의 흡기 소음 및 유도 소음을 저감시킬 수 있도록 한 자동차의 흡입기 소음 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기가 유입되는 스노클과, 상기 스노클을 통해 유입된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 공명기, 상기 공명기를 통해 공명된 공기를 필터링하는 에어 필터, 상기 에어 필터를 통하여 필터링된 공기의 흡입량을 제어하는 스로틀 보디, 상기 스로틀 보디의 제어를 받아 흡입된 공기를 흡기 경로로 유동시키는 플리넘 챔버 및, 엔진의 회전 속도에 따라 솔레노이드 밸브를 온/오프 제어하여 상기 공명기를 통해 공명되는 공기의 공명 크기를 가변시키는 전자 제어 모듈로 구성함을 특징으로 한다.

상기와 같이 엔진의 회전 속도에 따라 솔레노이드 밸브를 온/오프 제어함으로써 상기 공명기를 통해 공명되는 공기의 공명 크기를 가변시킬 수 있어 흡입되는 공기의 흡기 소음을 저감시킬 수 있고, 흡입되는 공기의 흡기 소음을 저감시킴으로써 엔진의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 일반적인 자동차의 흡입 소음 제어장치 블록 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치 블록 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 스노클 2 : 공명기

3 : 에어 필터 4 : 스로틀 보디

5 : 플리넘 챔버 6 : 흡기 경로

7 : 전자 제어 모듈 8 : 솔레노이드 밸브

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 도 2 에 도시한 바와 같이, 공기가 유입되는 스노클(1)과 ; 상기 스노클(1)을 통해 유입된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 공명기(2) ; 상기 공명기(2)를 통해 공명된 공기를 필터링하는 에어 필터(3) ; 상기 에어 필터(3)를 통하여 필터링된 공기의 흡입량을 제어하는 스로틀 보디(4) ; 상기 스로틀 보디(4)의 제어를 받아 흡입된 공기를 흡기 경로(6)로 유동시키는 플리넘 챔버(5) 및 ; 엔진의 회전 속도에 따라 솔레노이드 밸브(8)를 온/오프 제어하여 상기 공명기(2)를 통해 공명되는 공기의 공명 크기를 가변시키는 전자 제어 모듈(7)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

운전자가 자동차를 주행시킬 경우, 자동차의 환기 장치로 부터 스노클(1)을 통해 유입된 공기의 소음은 공명기(2)에 의해 공명되어 소음의 흡수 및 주파수를 분석하고, 상기 공명기(2)를 통해 공명된 공기는 에어 필터(3)를 통과하여 필터링된 후 스로틀 보디(4)의 스로틀 밸브를 통해 흡입 공기량이 제어된다.

상기 스로틀 보디(4)의 스로틀 밸브를 통해 제어된 흡입 공기량은 플리넘 챔버(5)에 의해 흡기 경로(6)로 유동되었다.

이때, 상기 공명기(2)를 통해 소음의 흡수 및 주파수를 분석하여 공명되는 공기는 엔진의 회전 속도(RPM)에 따른 제어 신호를 출력하는 전자 제어 모듈(7)의 제어를 받아 솔레노이드 밸브(8)가 온/오프 스위칭됨으로써, 상기 공명기(2)의 크기 즉, 공명 주파수(FP)가 가변되어 1000 Hz 이내의 소음을 전영역에 걸쳐 감소시키게 된다.

여기서 상기 공명 주파수(FP)는 하기 식( 식 1 ) 과 같이 구할 수 있다.

C S

FP = ------ √ ----------------- --- ( 식 1 )

2π V ( L + E * D )

FP = 공명 주파수 (Hz)

V = 챔버의 체적 (m3)

S = 네크의 단면적 (m2 )

L = 네크의 길이 (m)

E = 보정률(= 1. 3)

D = 네크 직경 (m)

이와 같이 전자 제어 모듈(7)의 제어에 의해 솔레노이드 밸브(8)를 온/오프 스위칭하여 공명기(2)의 체적을 가/감시킴으로써, 엔진의 회전 속도(RPM)에 따른 유도 소음 및 흡기 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 자동차의 내연 기관인 엔진의 헬름홀츠형 공명기의 크기를 특정 주파수에 따라 가변시킬 수 있으며, 엔진의 헬름홀츠형 공명기의 크기를 특정 주파수에 따라 가변시킴으로써 자동차의 흡기 소음 및 유도 소음을 저감시킬 수 있고, 이로 인하여 엔진 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 자동차의 내연 기관인 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 내연 기관인 엔진의 헬름홀츠형 공명기 크기를 특정 주파수에 따라 가변시킴으로써, 자동차의 흡기 소음 및 유도 소음을 저감시킬 수 있도록 한 자동차의 흡입기 소음 저감 장치에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 공기가 유입되는 스노클(1)과 ; 상기 스노클(1)을 통해 유입된 공기의 소음을 공명시켜 소음의 흡수 및 주파수를 분석하기 위한 공명기(2) 상기 공명기(2)를 통해 공명된 공기를 필터링하는 에어 필터(3) 상기 에어 필터(3)를 통하여 필터링된 공기의 흡입량을 제어하는 스로틀 보디(4) ; 상기 스로틀 보디(4)의 제어를 받아 흡입된 공기를 흡기 경로(6)로 유동시키는 플리넘 챔버(5) 및 엔진의 회전 속도에 따라 솔레노이드 밸브(8)를 온/오프 제어하여 상기 공명기(2)를 통해 공명되는 공기의 공명 크기를 가변시키는 전자 제어 모듈(7)로 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기 소음 저감 장치.