KR19980046082A

KR19980046082A - Silencer Structure Using Gap Sup and Expansion

Info

Publication number: KR19980046082A
Application number: KR1019960064367A
Authority: KR
Inventors: 김성은
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명은 자동차의 배기관에 설치되어 배기가스의 음파와 음압을 감쇠시키는 소음기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간섭과 팽창을 동시에 이용하여 소음되게 함으로써 기존의 소음기 기능을 유지함과 동시에 원하는 주파수대의 소음을 현격히 줄일 수 있도록 한 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조에 관한 것이다.The present invention relates to a silencer installed in the exhaust pipe of an automobile to attenuate the sound waves and sound pressure of the exhaust gas, and more specifically, to make noise by using interference and expansion at the same time to maintain the existing silencer function and at the same time the noise of the desired frequency band The present invention relates to a silencer structure that uses both interference and expansion at the same time.

본 발명의 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조는, 기존의 간섭소음기(10) 앞에 경로길이가 다른 두 파이프(21)(22)를 병렬연결한 팽창소음기(20)를 일체로 형성되게 하고, 상기 두 파이프(21)(22)의 통로(L1)(L2)는 소음을 해결해야 하는 음파의 파장을 λ라고 하면, L1 - L2는 약 λ/2이 되도록 한 것을 특징으로 한다.The silencer structure using the interference and expansion of the present invention, to form the expansion silencer 20 in which two pipes (21, 22) connected in parallel in the path length in front of the existing interference silencer (10) integrally, The passages L1 and L2 of the two pipes 21 and 22 are characterized in that L1-L2 are approximately lambda / 2 when the wavelength of the sound wave to solve the noise is?.

이에 따라 배기가스가 상기 팽창소음기를 구성하는 양 파이프의 서로 다른 통로를 통해 통과되면서 위상차가 π가 되는 두 파의 소멸간섭으로 두 주파수대의 음파가 소멸되고, 또한 팽창소음기를 통과한 배기가스는 연접된 간섭소음기를 통과하게 되어 상기 간섭소음기 본래의 기능대로 또 다시 소음작용이 이루어지게 되어, 기존의 소음기 기능을 유지함과 동시에 원하는 주파수대의 소음을 현격히 줄일 수 있게 되는 효과를 발휘한다.Accordingly, as the exhaust gas passes through different passages of both pipes constituting the expansion silencer, sound waves of two frequency bands disappear due to the extinction interference of two waves whose phase difference is π, and the exhaust gas passing through the expansion silencer is connected. Through the interfering silencer, the noise is made again as the original function of the interfering silencer, thereby maintaining the existing silencer function and reducing the noise of a desired frequency band.

Description

Silencer Structure Using Interference and Expansion

자동차에서 배출되는 가스에는 배기파이프로부터 나오는 배기가스, 엔진의 크랭크케이스로브터의 블로우바이가스, 및 연료탱크나 기화기의 증발가스 등이 있다.Gases emitted from automobiles include exhaust gas from an exhaust pipe, blow-by gas of a crankcase lobe of an engine, and evaporation gas of a fuel tank or a carburetor.

이중에서 배기가스의 주성분은 수증기와 이산화탄소이며, 그 밖에 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 탄화수소가 유해물질이다.Among them, the main components of exhaust gas are water vapor and carbon dioxide, and other harmful substances are carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides and hydrocarbons.

배기가스는 상당히 고온(600-900℃)이고, 속도도 거의 음속에 달한다.The exhaust gases are quite hot (600–900 ° C.), and their speeds are near sound speed.

이것을 그대로 대기 중에 방출시키게 되면 급격히 팽창하여 격렬한 폭음을 내게 된다.When it is released into the atmosphere as it is, it expands rapidly and produces intense drinking.

즉 배기밸브가 열릴 때 배기가스는 아직도 3-5bar 정도의 압력으로 배출되는 까닭에 소음기를 통과하지 않고 그대로 대기 중에 방출되면 대기와 충돌하여 강한 충격음(소음)을 발생시키게 된다.In other words, when the exhaust valve is opened, the exhaust gas is still discharged at a pressure of 3-5 bar, so if it is released into the atmosphere without passing through the silencer, it will collide with the atmosphere to generate a strong impact sound (noise).

이것을 막아주는 장치가 소음기(머플러:muffler)이며 음압과 음파를 감쇠시키는 구조로 되어 있다.The device that prevents this is a muffler and attenuates sound pressure and sound waves.

소음기를 설치한 배기장치는 배기관과 한 개 또는 두 개의 소음기로 구성되고, 촉매기가 사용될 경우 촉매기는 소음기보다 전방에 설치된다.The exhaust system equipped with the silencer consists of an exhaust pipe and one or two silencers, and when the catalyst is used, the catalyst is installed in front of the silencer.

소음기 내부의 구조로는 몇 개의 방으로 구분되어 있고 배기가스가 이들을 지날 때마다 음파의 간섭, 압력변화의 감소, 배기온도 등을 점차로 낮추어 소음시킨다. 소음효과를 높이기 위하여 소음기의 저항을 크게 하면 엔진의 폭음은 감쇠되나 배기행정에 걸리는 저항(배압)이 커져 엔진의 출력이 떨어진다.The internal structure of the muffler is divided into several rooms, and each time the exhaust gas passes through them, the sound wave interference, the pressure change decrease, and the exhaust temperature are gradually lowered. If the silencer's resistance is increased to increase the noise effect, the engine's explosion sound is attenuated, but the engine's output is reduced due to the large resistance (back pressure) applied to the exhaust stroke.

소음기의 종류로는 반사소음기, 간섭소음기, 간섭 ,반사복합 소음기, 흡수소음기, 흡수,반사복합 소음기, 및 공명소음기 등이 있다.Types of silencers include reflection silencers, interference silencers, interference, reflection composite silencers, absorption silencers, absorption, reflection composite silencers, and resonant silencers.

반사소음기는 여러칸의 공간이 연속적으로 배열되어 있고 각 공간 칸막이에는 파이프가 설치되어 있다. 맥동적인 배기가스는 진로를 여러번 차단당하도록 되어 있다. 소음감쇠 작용은 파이프와 칸막이 공간의 단면적 변화에 의한 충격반사작용에 의해서 이루어진다.Reflective silencers have several compartments arranged in series and pipes are installed in each compartment. Pulsating exhaust gases are to be blocked several times. The noise attenuation is effected by the impact reflection caused by the change in the cross-sectional area of the pipe and partition space.

간섭소음기는 배기관이 여러 개로 분기되어 나뉘어졌다가 다시 한 개로 집합된다. 이 소음기는 배기가스의 충격적인 소음을 약한 음파로 변환시킨다.The interference silencer is divided into several exhaust pipes, and then collected again. The muffler converts the shock noise of the exhaust gases into weak sound waves.

간섭,반사복합 소음기는 서로 다른 여러 개의 소음관과 칸막이된 공간이 연결되어 있다. 반사작용으로 소음을 감쇠시키는 외에 추가적으로 불쾌하게 느껴지는 음진동을 감쇠시키게 된다.The interference and reflection composite silencer is connected to several different sound pipes and partitioned spaces. In addition to attenuating the noise, the reflection also attenuates the sound vibrations, which are additionally unpleasant.

흡수소음기는 유동저항이 작다. 따라서 배압이 작아야만 되는 배기장치애 사용된다. 소음기에 충격적으로 유입되는 배기가스는 진동에 의해 소음관에 천공된 구멍을 통하여 흡음제로 채워진 칸막이실로 유입된다. 배기가스는 여기서 흡음제와의 마찰로 진동에너지가 소진되어 거의 충격이 없는 상태로 소음기를 빠져나간다.흡수,반사복합소음기는 특정진동영역에서 흡수소음기의 소음감쇠효과가 반사원리에 의해 개선된다.Absorption silencer has low flow resistance. Therefore, the exhaust system is used only when the back pressure must be small. Exhaust gas, which is shockingly introduced into the silencer, enters the compartment filled with sound absorbing agent through a hole drilled in the sound pipe by vibration. In the exhaust gas, the vibration energy is consumed by the friction with the sound absorbing agent, and the silencer exits the silencer with almost no impact.

공명소음기는 여러 갈래로 분기된 공명기가 주를 이루고 있으며 특히 소음수준이 높은 경우에 사용하면 특별한 문제없이 배기가스의 유동저항을 감쇠시킬 수 있다.The resonant silencer is composed of several branched resonators. Especially when the noise level is high, it can reduce the flow resistance of the exhaust gas without any problem.

도 1은 간섭소음기의 일예를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of an interference silencer.

도시된 바와 같이 간섭소음기는 배기관이 여러 개로 분기되어 나뉘어졌다가 다시 한 개로 집합되는 구조에 의해, 배기가스의 충격적인 소음을 약한 음파로 변환시킨다.As shown in the figure, the interference silencer has a structure in which the exhaust pipe is divided into several parts, and then assembled into one again, thereby converting the shock noise of the exhaust gas into weak sound waves.

즉 종래의 소음기는 압축과 팽창을 반복하여 음에너지를 다른 형태의 에너지로 변환시키는 방식으로 원하는 주파수대의 소음을 줄이게 됨에 한계가 있게 된다.That is, the conventional silencer has a limit in reducing the noise of a desired frequency band by repeating compression and expansion to convert sound energy into other forms of energy.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간섭과 팽창을 동시에 이용하여 소음되게 함으로써 기존의 소음기 기능을 유지함과 동시에 원하는 주파수대의 소음을 현격히 줄일 수 있도록 한 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to make noise by using the interference and expansion at the same time to significantly reduce the noise of the desired frequency band while maintaining the existing silencer function To provide a silencer structure using both interference and expansion.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조는, 기존의 간섭소음기 앞에 경로길이가 다른 두 파이프를 병렬연결한 팽창소음기 구조를 일체로 형성되게 한 것을 특징으로 한다.The silencer structure using the interference and expansion of the present invention for achieving the above object is characterized in that the expansion silencer structure in which two pipes having different path lengths in parallel connected in front of the existing interference silencer are integrally formed.

상기 특징에 의해 소음을 해결해야 하는 음파의 파장은 팽창소음기 구조를 이루는 양 파이프 길이의 차이가 음파의 약 절반이 되어지며, 이에 따라 위상차가 다른 두 파의 소멸간섭으로 2주파수대의 음파가 소멸됨과 동시에, 연접된 간섭소음기의 본래의 소음기능이 유지되어져 소음이 보다 현격히 줄어들게 된다.According to the above characteristic, the wavelength of sound wave to solve the noise is about half of the sound wave with the difference in the length of both pipes forming the expanded silencer structure. Accordingly, the sound wave of 2 frequency band disappears due to extinction interference of two waves with different phase difference. At the same time, the original noise function of the connected interference silencer is maintained, so that the noise is significantly reduced.

도 1은 종래의 소음기 일예를 설명하기 위한 단면도,1 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional silencer;

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 단면도,2 is a cross-sectional view of the silencer according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 소음기의 작용도이다.3 is a functional diagram of a silencer according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

10: 간섭소음기11: 칸막이10: interference silencer 11: partition

20: 팽창소음기21,22: 파이프20: expansion silencer 21, 22: pipe

L1,L2: 통로L1, L2: passage

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상술하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 소음기의 작용도이다.2 is a cross-sectional view of the silencer according to the present invention, Figure 3 is a functional diagram of the silencer according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조는, 칸막이(11)가 상하로 지그재그로 형성되는 기존의 간섭소음기(10) 앞에 경로길이가 다른 두 파이프(21)(22)를 병렬연결한 팽창소음기(20)를 일체로 형성되게 한다.As shown, the silencer structure using the interference and expansion of the present invention, in parallel with the two pipes (21, 22) of different path lengths in front of the existing interference silencer (10) in which the partition 11 is formed in a zigzag up and down. Connected expansion silencer 20 is integrally formed.

즉 파이프(21)에 통로(L1)이 형성되게 하고, 파이프(22)에 통로(L2)가 형성되도록 하며, 상기 통로(L1)가 통로(L2)보다 길게 형성한다.That is, the passage L1 is formed in the pipe 21, the passage L2 is formed in the pipe 22, and the passage L1 is formed longer than the passage L2.

즉 소음을 해결해야 하는 음파의 파장을 λ라고 하면, L1-L2는 약 λ/2이 되도록 팽창소음기(20)의 형상을 이루게 한다.That is, if the wavelength of the sound wave to solve the noise is λ, L1-L2 makes the shape of the expansion silencer 20 to be about λ / 2.

이러한 구성으로 배기가스가 유입되면, 그 배기가스는 먼저 팽창소음기(20)를 통과하게 되고, 이때 유입된 배기가스는 상기 팽창소음기(20)를 구성하는 양 파이프(21)(22)의 통로(L1)와 통로(L2)로 나뉘어 통과되어진다.When the exhaust gas is introduced in this configuration, the exhaust gas first passes through the expansion silencer 20, and the introduced exhaust gas passes through the passages of both pipes 21 and 22 constituting the expansion silencer 20. It passes through L1) and passage L2.

그러면 위상차가 π가 되는 두 파의 소멸간섭으로 두 주파수대의 음파가 소멸되는 것이다.Then, the sound waves of the two frequency bands disappear due to the extinction interference of two waves whose phase difference becomes π.

한편 팽창소음기(20)를 통과한 배기가스는 연접된 간섭소음기(10)를 통과하게 되어 상기 간섭소음기(10)본래의 기능대로 또 다시 소음작용이 이루어 지게 된다.On the other hand, the exhaust gas passing through the expansion silencer 20 is passed through the interfering interference silencer 10, the noise is made again as the original function of the interference silencer 10.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 간섭과 팽창을 동시 이용한 소음기구조는, 기존의 간섭소음기 앞에 경로길이가 다른 두 파이프를 병렬연결한 팽창소음기 구조를 일체로 형성되게 한 구성에 의해, 배기가스가 상기 팽창소음기를 구성하는 양 파이프의 서로 다른 통로를 통해 통과되면서 위상차가 π가 되는 두 파의 소멸간섭으로 두 주파수대의 음파가 소멸되고, 또한 팽창소음기를 통과한 배기가스는 연접된 간섭소음기를 통과하게 되어 상기 간섭소음기 본래의 기능대로 또 다시 소음작용이 이루어지게 되어, 기존의 소음기 기능을 유지함과 동시에 원하는 주파수대의 소음을 현격히 줄일 수 있게 되는 효과를 발휘한다.As described above, the silencer structure using both the interference and the expansion of the present invention has an exhaust silencer structure formed by integrally forming an expansion silencer structure in which two pipes having different path lengths are connected in parallel before the existing interference silencer. Passing through different passages of both pipes constituting the expansion silencer, the interference of the two waves with phase difference of π disappears and the sound waves of the two frequency bands disappear. Also, the exhaust gas passing through the expansion silencer passes through the interfering interference silencer. Therefore, the noise suppressor is made again according to the original function of the interference silencer, thereby maintaining the existing silencer function and simultaneously reducing the noise of a desired frequency band.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the spirit and scope of the invention, and such variations or modifications will belong to the appended claims. .

Claims

Silencer structure using the interference and expansion at the same time, characterized in that the expansion silencer 20 is formed integrally connected to the two pipes (21, 22) of different path lengths in front of the existing interference silencer (10).

2. The silencer structure according to claim 1, wherein the passages (L1) and (L2) of the two pipes (21) and (2) have a passage (L1) longer than the passage (L2).

2. The passage L1 and L2 of the two pipes 21 and 22 are set so that L1-L2 is about lambda / 2 when the wavelength of the sound wave to solve the noise is lambda. Silencer structure using simultaneous interference and expansion.