KR19980054004U - 자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 배기장치에 있어서, 외체를 형성하는 케이스(3), 상기 케이스(3)의 좌우 끝판(5, 7) 사이에서 1차 완전공명실(9)과 2차 완전공명실(11) 그리고 3차 챔버(13)를 형성하도록 내주면에 삽입 장착되어 있는 배플(15, 17), 상기 끝판(5, 7) 및 상기 배플(15, 17)에 삽입 장착되어 상기 1차 완전공명실(9)에 노출된 부위에 관통공(21)이 관통되어 있으며 흡음제(23)가 둘러싸여져 있고 상기 3차 챔버(13)에 노출되는 부위에 관통공(25)이 관통되어 있는 소음관(19) 및, 상기 소음관(19)의 상기 2차 완전공명실(11)에 노출된 부위에 관통 교차하도록 형성되어 있는 굴곡관(27)으로 구성되어 있는 전방 소음기에 관한 것이다.

Description

자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기

본 고안은 자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 배기장치에 있어서 전방 소음기에 1차 및 2차 2개의 완전공명실을 형성하여 엔진의 고유진동으로 인해 발생하는 문제가 되는 특정 주파수의 소음을 감쇄시키도록 되어 있는 자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진에서 배출되는 배기가스로 인해 발생되는 배기 소음을 제거하기 위해 각종 소음기를 배기장치에 설치하고 있다. 이러한 소음기는 그 구성 및 기능에 따라 반사식, 간섭식, 간섭 반사 복합식, 흡수식, 흡수 반사 복합식, 공명식으로 크게 구분할 수 있는데, 반사식 소음기는 여러 칸의 공간을 연속 배열하고 각 공간을 형성하는 칸막이에 관통 파이프를 설치하여 맥동적인 배기 가스의 진로를 수차례에 걸쳐 차단함으로써 충격반사 작용에 의해 소음을 감쇄하도록 되어 있다.

또한, 간섭소음기는 배기관이 분기와 집합을 반복하는 구조를 가지고 있어 배기가스의 에너지를 약화시켜 소음제거를 하도록 되어 있으나 소음관의 수가 많아져 부피가 커지므로 다소 비경제적인 측면이 있다.

간섭 반사 소음기는 여러개의 소음관과 칸막이된 공간을 통해 배기소음을 반사시키면서 동시에 집산을 반복시켜 감쇄시키도록 되어 있으며, 흡수소음기는 여러개의 칸막이 공간, 부분 천공된 소음관, 다공성 흡음제로 구성되어 소음관에 천공된 구멍을 통해 칸막이 공간에 장입된 흡음제로 배기가스를 유입시켜 소음감쇄를 하도록 되어 있다.

끝으로, 공명식 소음기는 다분기된 공명기를 특정 주파수에 알맞는 치수와 형상으로 하여 헬름홀츠(helmholtz) 공명 원리를 이용해 배기의 음량을 감소시키도록 되어 있다.

그런데, 최근 들어서 자동차의 배기장치는 도 1에 도면번호 101로 도시된 바와 같이 배기 매니폴드(103)와 벨로우즈관(105)에 의해 연결된 3원 촉매장치(107), 전방 소음기(109) 및 후방 소음기(111)로 복합적인 구성을 가지고 있다.

여기에서, 배기장치(101)의 전방 소음기(107)는 도 2에 도시된 바와 같이 입구 파이프(119)와 출구 파이프(121)가 배플(117)의 중심에 삽입되어 있는 구조로 되어 있으므로 파이프(119, 121)에 관통된 관통공(113)과 도 3에 도시된 배플(117)에 형성된 원호형태의 통기공(115) 그리고 배플(117)에 의해 간섭 및 반사식으로 소음을 감쇄시키도록 되어 있다.

그런데, 이와 같은 전방 소음기(107)는 엔진으로부터 전달되는 엔진 고유 진동에 의한 소음을 감쇄하기 어려울 때는 완전공명실 타입의 소음장치를 내부에 적용함으로써 이를 해결하고자 하였으나, 이 경우 오히려 차체와 공진하면서 발생하는 부밍(booming)을 해결할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 전방 소음기가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차 배기장치의 전방 소음기에 병렬로 연결한 2개의 완전공명실을 형성함으로써 2차에 걸쳐 배기 소음이 감쇄되도록 하고, 3차로 압력변화를 증대시켜 엔진으로 인한 특정 주파수의 소음을 감쇄함과 동시에 차체와의 공진으로 인한 부밍을 방지하도록 하는 대 그 목적이 있다고 할 것이다.

그러므로, 본 고안은 상기한 목적을 달성하기 위해, 자동차의 배기장치에 있어서 외체를 형성하는 케이스, 이 케이스의 좌우 끝판 사이에서 1차 완전공명실과 2차 완전공명실 그리고 3차 챔버를 형성하도록 내주면에 삽입 장착되어 있는 배플, 끝판 및 배플에 삽입 장착되어 1차 완전공명실에 노출된 부위에 관통공이 관통되어 있으며 흡음제가 둘러싸여져 있고 3차 챔버에 노출되는 부위에 관통공이 관통되어 있는 소음관 및, 이 소음관의 2차 완전공명실에 노출된 부위에 관통 교차하도록 형성되어 있는 굴곡관으로 구성되어 있는 전방 소음기를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 자동차 배기장치를 도시하는 개략도.

도 2는 종래의 전방 소음기를 도시하는 개략 단면도.

도 3은 도 2의 AA선에 따른 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 전방 소음기의 개략 단면도.

도 5는 도 4의 굴곡관을 도시하는 부분 확대도.

도 6은 본 고안의 전방소음기에 의한 주파수에 따른 음압의 변화를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전방 소음기9 : 1차 완전공명실

11 : 2차 완전공명실13 : 3차 챔버

15, 17 : 배플19 : 소음관

21, 25 : 관통공23 : 흡음제

27 : 굴곡관

이하, 첨부도면을 참조로 본 고안의 실시예에 따른 자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 전방 소음기는 도면번호 1로 도시되어 있다. 이 전방소음기(1)는 대체로 케이스(3)와 이 케이스 내부에 삽입 장착된 2개의 배플(15, 17), 케이스(3)에 축방향으로 삽입 장착되어 있는 소음관(19) 그리고 이 소음관(19)에 교차 관통형성된 굴곡관(27)로 이루어져 있다.

여기에서, 케이스(3)는 배기 밀봉을 위해 좌우 양단에 끝판(5, 7)이 끼워져 있따. 또한 케이스(3)의 내부에 삽입되어 있는 2개 배플(15, 17)은 케이스(3) 내부를 좌측의 1차 완전공명실(9), 중앙의 2차 완전공명실(11) 및 우측의 3차 챔버(13)로 구분하고 있는데, 이때 1차 완전공명실(9)은 다음의 수학식에 의해 표현되는 엔진의 고유의 특정 주파수를 갖는 소음을 감쇄하기 위한 형상 및 치수를 가지고 있다.

또한, 케이스(3) 내부에 축방향으로 뻗어 있는 소음관(19)은 끝판(5, 7) 및 배플(15, 17)에 삽입 장착되어 있으며, 1차 완전공명실(9)에 노출된 부위에 관통공(21)이 형성되어 있고, 이 관통공(21) 둘레에 흡음제(23)가 둘러싸여져 있어 흡음식의 소음 방식을 취하도록 되있다. 그리고 소음관(19)의 3차 챔버(13) 노출 부위에는 관통공(25)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 소음관(19)의 2차 완전공명실(11) 노출 부위에 굴곡관(27)이 관통 교차하도록 형성되어 있다.

따라서, 본 고안의 전방 소음기 구성에 의하면, 배기 매니폴드에서 긴 경로를 거치면서 압력 변동을 일으켜 생성되는 충격파가 소음관(19) 전단의 흡음제(23)에 의해 증폭이 방지되며, 압력변동이 순환된 배기 소음이 1차 완전공명실(9)과 굴곡관(27)으로 연결된 2차 완전공명실(11)을 거치면서 도 6에 도시된 바와 같이 엔진의 고유진동으로 인한 배기 소음(A) 및 차체와의 공진으로 인한 부밍(B)을 다음 수학식에 의해 표현되는 주파수로 감쇄시킨다.

[수학식]

여기에서, C는 공기의 음속을, S_p는 굴곡관(27)의 유효단면적을, l_p는 굴곡관의 길이를 각각 나타낸다.

그리고 나서, 배기 소음은 3차 챔버(13)에서 관통공(25)에 의해 압력변화가 증대되어 음압이 저감된 다음 후방 소음기로 전달된다.

이와 같이, 본 고안의 자동차의 복합형 완전공명실을 구비한 전방 소음기에 따르면, 자동차 배기장치의 전방 소음기 내부에 1차 및 2차의 완전공명실을 형성하고 이 공명실을 굴곡관에 의해 연통시킴으로써 일차적으로 엔진 자체의 고유 진동으로 인한 특정 주파수의 소음을 감쇄시키고, 이차적으로 차체와의 공진으로 인한 부밍을 감쇄시키며, 아울러 3차 챔버에 의해 음압의 에너지 준위를 떨어뜨림으로써 전방 소음기 하나만으로 엔진 고유진동 및 차체와의 공진으로 인한 부밍을 감쇄할 수 있게 되어 보다 확실하게 배기 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 자동차 배기장치에 있어서, 외체를 형성하는 케이스(3), 상기 케이스(3)의 좌우 끝판(5, 7) 사이에서 1차 완전공명실(9)과 2차 완전공명실(11) 그리고 3차 챔버(13)를 형성하도록 내주면에 삽입 장착되어 있는 배플(15, 17), 상기 끝판(5, 7) 및 상기 배플(15, 17)에 삽입 장착되어 상기 1차 완전공명실(9)에 노출된 부위에 관통공(21)이 관통되어 있으며 흡음제(23)가 둘러싸여져 있고 상기 3차 챔버(13)에 노출되는 부위에 관통공(25)이 관통되어 있는 소음관(19) 및, 상기 소음관(19)의 상기 2차 완전공명실(11)에 노출된 부위에 관통 교차하도록 형성되어 있는 굴곡관(27)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전방 소음기.