KR20020081527A - 내연기관의 배기 소음 제어장치 - Google Patents

내연기관의 배기 소음 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진에서 배기되는 배기가스의 소음을 바이패스 파이프의 경로차를 이용하여 제어하는 내연기관의 배기 소음 제어장치에 관한 것으로서, 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와, 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부가 교대로 형성되며 길이가 가변적인 바이패스 파이프와, 상기 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 바이패스 파이프가 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부가 교대로 형성됨에 따라 바이패스 파이프의 설치 공간을 최소화하면서 바이패스 파이프의 가변 길이를 길게 형성할 수 있고, 그로 인해 저주파 영역의 소음을 적절하게 줄일 수 있는 효과가 있으며, 상기 배기 파이프에 별도의 배기 파이프 길이조절수단을 설치하여 상기 바이패스 파이프와의 길이차를 폭 넓게 할 수 있어 광대역의 소음을 제어 할 수 있는 효과가 있다.

Description

내연기관의 배기 소음 제어장치{Apparatus for controlling exhaust noise in internal combustion engine}
본 발명은 내연기관의 배기 소음 제어장치에 관한 것으로서, 특히 배기 파이프에서 분지된 바이패스 파이프가 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부로 형성되어 바이패스 파이프의 설치공간을 최소화할 수 있고, 배기 파이프와 바이패스 파이프의 길이 차이를 크게 하여 저주파 영역의 소음을 적절하게 제어할 수 있는 내연기관의 배기 소음 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진 등과 같은 내연기관의 배기 소음을 억제하는 방법은 머플러를 이용하는 것이다. 그러나, 이러한 머플러는 복잡한 구조를 가지고 있고, 머플러를 통과하는 배기가스의 유동저항이 증가하며, 그로 인해 엔진의 배압이 증가하여 내연기관의 효율이 저하된다.
그리고, 자동차의 배기 소음은 다양한 엔진 회전속도의 변화에 따라 그 소음의 주요 성분이 변화하므로, 엔진의 전체 회전속도의 범위에 걸쳐 효과적으로 작동하는 머플러를 제작하기 곤란한 문제점이 있다.
한편, 최근에는 이와 같이 머플러를 이용해 배기 소음을 억제하는 방법의 단점을 극복하고자, 새로운 소음 제어 방법으로 배기 소음의 능동 제어에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 최근 연구되고 있는 능동 제어에 관한 대표적인 방식의 일예로, 배기가스가 통과하는 배기 파이프에 설치된 소음 측정용 마이크에 의해 소음을 측정하여 데이터를 판단하고, 이 데이터를 배기파이프에 설치된 스피커로 출력하며, 이 스피커에서는 마이크에서 측정된 배기 소음과 크기가 같고 위상이 반대인 상쇄 음향을 발생시키게 함으로서, 소음원인 배기 소음과 서로 상쇄 간섭을 일으켜 차량의 외부로 방출되는 배기소음을 감소시키는 스피커를 이용한 배기 소음 제어장치가 있다.
그러나, 이와 같은 상쇄 음향을 배기 파이프에 설치된 스피커를 통해 발생시키는 방식은 배기 소음이 크고 소음의 주요 성분이 저주파 대역이므로, 이를 상쇄시키기 위해서는 매우 큰 출력의 스피커가 필요하고, 통상의 스피커 특성상 낮은 주파수의 음향을 발생시키기 위해서는 스피커의 직경이 커야 하는데, 차량 하부에 장착할 고출력, 대형의 스피커를 제작이 어렵고, 설치공간의 확보 및 제작, 보수 유지 등에 많은 문제점이 있다.
한편, 능동제어에 다른 예로서, 특허공고 제 10-1995-2473에 도시된 소음전달파이프의 경로차이를 이용한 능동소음 제어장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(40)의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프(1)에 ″Ｕ″자형 바이패스 파이프(10)를 덧붙여 배기 통로를 일정 구간 두 갈래로 바이패스 시킨 후 다시 합치도록 구성된 바이패스 구간이 마련된다.
상기 바이패스 파이프(10)는 상기 배기 파이프(1)에서 분지된 고정체(11,12)와, 상기 고정체(11,12)에 슬라이드 가능하게 결합된 이동체(14)로 구성되고, 상기 바이패스 파이프(10)의 길이는 상기 이동체(14)를 상기 고정체(11,12)로부터 슬라이드 시키는 작동로드(22)를 갖춘 액츄에이터(20)와, 배기 파이프(1) 일측에 설치된 마이크(32)로부터 측정된 소음 또는 엔진의 rpm 신호 등을 기초로 상기 액츄에이터(20)의 작동여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부(30)에 의해 능동적으로 가변된다.
이와 같은, 종래의 소음 전달 파이프의 경로차이를 이용한 능동소음 제어 장치는, 바이패스 파이프(10)와 배기 파이프(1)를 통과하는 소음의 위상차가 180°가 되도록 상기 바이패스 파이프(10)의 길이를 설정하여 두 파이프를 통과하는 배기가스의 소음을 서로 상쇄시킨다.
그러나, 종래의 소음 전달 파이프의 경로 차이를 이용한 능동 소음 제어 장치는, 일반적인 배기 소음이 저주파 대역인 점을 감안할 때, 저주파의 소음을 상쇄시키기 위해 배기 파이프(1)에서 분지되는 바이패스 파이프(10)의 길이(a+b+c)와 바이패스 파이프로 유입되지 않는 배기가스가 통과하는 배기 파이프 영역의 길이(d)의 차를 크게 하여야 하는데, 차량의 하부에 상기 바이패스 파이프(10)를 길게 설치할 공간을 확보하기 곤란하고, 상기 바이패스 파이프(10)의 길이를 가변시키기 위해 상기 이동체(14)를 고정체(11,12)에서 슬라이드 시킬 때 상기 액츄에이터(20) 및 작동로드(22)를 지지하는데 많은 어려움이 따르므로, 저주파 영역의소음을 적절하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 상기 바이패스 파이프(10)에는 고온의 배기가스가 통과하고, 이 고온의 배기가스는 상기 고정체(11,12) 또는 이동체(14)에 국부적인 열변형을 일으켜, 상기 이동체(14)의 슬라이딩 작동 및 내구성에 악영향을 주는 문제점이 있다.
또, 상기 바이패스 파이프(10) 내부로 배기가스가 바이패스 될 때, 고온의 배기가스와 함께 이물질이 바이패스 파이프(10) 내측으로 유입될 수 있고, 이러한 이물질에 의해 상기 이동체(14)의 슬라이딩 작동이 방해받을 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배기 파이프에 연결되는 바이패스 파이프를 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부로 교대 형성하여 바이패스 파이프의 설치 공간을 최소화하고, 바이패스 파이프의 가변 길이를 길게 형성할 수 있어 광대역의 소음을 줄일 수 있는 내연기관의 배기 소음 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 바이패스 파이프의 내측으로 이물질이 유입됨을 차단하여 이물질에 의해 바이패스 파이프가 오작동되는 것을 방지하는 것이다.
또, 본 발명의 다른 목적은 바이패스 파이프가 배기파이프에 평행한 길이 방향으로 길이가 가변되도록 하여 바이패스 파이프의 설치가 적절하게 이루어지도록하면서 광대역의 소음을 줄이는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치의 주요부를 나타낸 부분 절결 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 지그재그 모양으로 배치된 상태를 나타낸 부분 절결 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 입체적 모양으로 배치된 상태를 나타낸 사시도,
도 4a는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 벨로즈 식으로 연결된 상태를 나타낸 정면도,
도 4b는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 안테나 식으로 연결된 상태를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치의 제 2 실시예의 바이패스 파이프가 상기 배기 파이프에 평행하게 배치된 모습을 나타낸 부분 절결 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 엔진60: 배기 파이프
70: 바이패스 파이프72,73: 고정체
74: 제 1 이동체 76: 제 2 이동체
80: 액츄에이터82: 작동로드
90: 제어부 100: 차단판
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 내연기관의 배기 소음 제어장치는 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와, 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부가 교대로 형성되며 길이가 가변적인 바이패스 파이프와, 상기 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 내연기관의 배기 소음 제어장치는 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프에서 양측이 이격된 상태로 분지되고 상기 배기 파이프와 평행하게 배치되며 길이가 가변적인 바이패스 파이프와; 상기 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 내연기관의 배기 소음 제어장치는 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 길이가 가변적인 주 바이패스 파이프와; 상기 주 바이패스 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 길이가 가변적인 보조 바이패스 파이프와; 상기 주 바이패스 파이프와 보조 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 주 바이패스 파이프 또는 보조 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 지그재그 모양으로 배치된 상태를 나타낸 부분 절결 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 입체적 모양으로 배치된 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 내연기관의 배기소음 제어장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진(50)의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프(60)와, 상기 배기 파이프(60)에서 이격된 상태로 분지되고 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부가 교대로 형성되며 길이가 가변적인 바이패스 파이프(70)와, 상기 바이패스 파이프(70)에 작동로드(82)가 연결되어 상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 변화시키는 액츄에이터(80)와, 상기 액츄에이터(80)를 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된다.
상기 바이패스 파이프(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 한 평면상에 지그재그 모양으로 배치되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 두 개 이상의 평면상에 배치되어 일측 평면상에 배치된 바이패스 파이프(70)와 타측 평면상에 배치된 바이패스 파이프(70)가 ″ㄷ″자 모양으로 절곡 연결되는 입체적 모양으로 배치된다.
또한, 상기 바이패스 파이프(70)에는 상기 배기 파이프(60)에서 고온의 배기가스 및 이물질이 유입됨을 차단하도록 상기 배기 파이프(60)에서 분지되는 분지점 후방에 다수의 구멍을 갖는 차단판(100)이 배치된다.
한편, 상기 바이패스 파이프(70)는 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되는 고정체(72,73)와, 상기 고정체(72,73)에 삽통식으로 배치되는 역″Ｕ″자형 제 1 이동체(74)와, 상기 제 1 이동체(74)에 삽통식으로 배치되는 ″Ｕ″자형 제 2 이동체(76)로 구성되고, 상기 제 1 이동체(74)와 제 2 이동체(76)는 상기 제어기(90)의 제어 신호에 따라 작동되는 액츄에이터(80)의 작동로드(82) 길이 변화에 의해 그 길이가 변화된다.
도 4a는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 벨로즈 식으로 연결된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 바이패스 파이프가 안테나 식으로 연결된 상태를 나타낸 정면도이다.
여기서, 상기 바이패스 파이프(70)는 삽통식으로 배치되는 것에 한정되지 않고, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 고정체(72,73)와 제 1 이동체(74) 사이 및 제 1 이동체(74)와 제 2 이동체(76) 사이에 벨로즈(79)가 연결되는 벨로즈식 결합이나 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제 1이동체(74) 및 제 2 이동체(74)가 안테나식 파이프로 구성되어 길이 변화가 용이한 형태의 것이 사용되는 것도 가능하며, 상기 제 2 이동체(76)가 이동되지 않고 상기 배기 파이프(60)에서 상기 고정체(72,73)가 분지되는 분지점 사이 일측에 고정 설치되어 상기 제 1 이동체(74)의 이동만으로 상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 변화시키는 구성도 가능하다.
상기 배기 파이프(60)는 상기 바이패스 파이프(70)가 분지되는 양 분지점 안 쪽에서 절곡 형성된 제 1,2 통체(62,63)와, 상기 제 1,2 통체(62,63)에 삽통식으로배치되는 ″Ｕ″자형 이동체(64)와, 상기 이동체(64)에 작동로드(68)가 연결되어 상기 제어부(90)의 신호에 따라 상기 이동체(64)를 슬라이딩 이동시키는 연장 액츄에이터(66)로 이루어진 배기 파이프 길이조절수단(61)을 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1,2 통체(62,63)와 이동체(64)는 상기와 같이 삽통식으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 이외에 상기 바이패스 파이프(70)의 경우처럼 제 1,2 통체(62,63)와 이동체(64)가 벨로즈로 결합되거나 상기 이동체(64)가 안테나식 파이프로 구성되는 것이 가능하다.
한편, 상기와 같이 연장 액츄에이터(66)가 별도로 설치되는 이외에 상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 변화시키는 액츄에이터(80)에 상기 배기 파이프(60)의 이동체(64)를 이동시키는 별도의 작동로드(미도시)를 설치하는 구성도 가능하다.
상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 변화시키는 액츄에이터(80) 및 상기 배기 파이프(60)의 길이를 변화시키는 연장 액츄에이터(66)는 차체(미도시)측에 고정 설치된다.
상기 제어부(90)는 엔진(50)에 설치된 가속계(미도시)의 신호 또는 배기 파이프(60)에 설치된 마이크(69)로부터의 신호를 수신하고 분석하여, 엔진 소음의 주요 성분을 계산 한 후, 공압 실린더와 같은 액츄에이터(66,80)를 작동시켜 상기 바이패스 파이프(70) 또는 배기 파이프(60)의 길이를 조정한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 1 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 엔진(50)이 구동되면 상기 제어부(90)는 엔진(50)의 제어기나 가속도계(미도시) 또는 마이크(69)로부터 신호를 수신하여 상기 엔진(50)에서 배기되는 배기가스의 주요소음과 반 파장 차이나는 상쇄소음을 판단하고, 상기 바이패스 파이프(70)를 통과하는 배기가스의 소음이 상기 바이패스 파이프(70)를 경유하지 않고 배기 파이프(60)를 지나는 배기가스의 소음의 상쇄소음이 되는 바이패스 파이프(70) 및 배기 파이프(60)의 길이 차를 결정한 후, 상기 액츄에이터(66,80)를 작동시킨다.
여기서, 상기 액츄에이터(80)의 작동로드(82)는 상기 고정체(72,73)에 슬라이딩 가능하게 배치되거나 벨로즈식 또는 안테나 식으로 배치된 상기 이동체(74,76)를 밀거나 당겨서, 상기 바이패스 파이프(70)의 전체 길이를 변화시키고, 상기 연장 액츄에이터(66)의 작동로드(68)는 상기 제 1,2통체(62,63)에 슬라이딩 가능하게 배치되거나 벨로즈식 또는 안테나 식으로 배치된 상기 이동체(64)를 밀거나 당겨서, 상기 배기 파이프(60)의 전체 길이를 변화시킨다.
이를 좀더 자세히 설명하면, 상기 제어부(90)는 상기 엔진(50)에서 발생하는 주요 소음정분이 저주파인 경우에 상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 최대로 하면서, 상기 배기 파이프(60)의 제 1,2통체(62,63)와 이동체(64)가 형성하는 길이를 최소로 하고, 상기 엔진(50)에서 고주파 영역의 주요소음이 발생하는 경우에는 상기 바이패스 파이프(70)의 길이를 최소로 하면서, 상기 배기 파이프(60)의 제 1,2통체(62,63)와 이동체(64)가 형성하는 길이를 최대로 하여, 상기 배기 파이프(60)를 통과하는 배기가스의 소음과 상기 바이패스 파이프(70)를 통과한 배기가스의 상쇄소음이 반파장 차이나도록 조절한다.
한편, 상기 배기 파이프(60)에서 상기 바이패스 파이프(70)로 유입되는 고온의 배기가스 또는 이물질은 복수개의 구멍을 갖는 차단판(100)에 의해 그 유입이 차단되고, 상기 바이패스 파이프(70)는 고온의 배기가스에 의한 열변형이나 그로 인한 오작동이 최소화된다.
한편, 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치는 상기의 제 1 실시예에 한정되지 않고, 복수개의 제 2 이동체(76)를 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부로 교대 배치하여 보다 넓은 범위의 소음을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 액츄에이터(66,80)가 제 1이동체(74)와 제 2 이동체(76)와 배기 파이프(60)의 이동체(64)를 개별적으로 이동시키는 구성 이외에 하나의 액츄에이터에 의해 상기 제 1이동체(74)와 제 2 이동체(76)와 배기 파이프(60)의 이동체(64)를 이동시키는 것도 가능할 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치의 제 2 실시예의 바이패스 파이프가 상기 배기 파이프에 평행하게 배치된 모습을 나타낸 부분 절결 구성도이다.
본 실시예의 내연기관의 배기 소음 제어장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진(50)의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프(60)와; 상기 배기 파이프(60)에서 양측이 이격된 상태로 분지되고 상기 배기 파이프(60)와 평행하게 배치되어 상기 배기 파이프(60)에 평행한 길이 방향으로 길이가 가변적인 바이패스 파이프(120)와; 상기 바이패스 파이프(120)에 작동로드(82)가 연결되어 상기 바이패스 파이프(120)의 길이를 변화시키는 액츄에이터(80)와; 상기 액츄에이터(80)를제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된다.
상기 바이패스 파이프(120)가 배기파이프(60)에 평행하게 배치되는 이외의 액츄에이터(80) 및 제어부(90)의 구성과 작동은 상기 제 1 실시예의 경우와 동일하고, 상기 바이패스 파이프(120)는 상기 제 1 실시예의 경우처럼 상기 배기 파이프(60)에서 이격되어 분지되는 제 1,2 고정체(122,123)와, 상기 제 1,2 고정체(122,123)의 각각에 삽통식 또는 벨로우즈 식 등으로 연결되고 상기 작동로드(82)가 연결되는 이동체(126)로 구성되거나, 상기 제 1 실시예의 경우처럼 안테나 식으로 구성된다.
한편, 상기 제 1,2 고정체(122,123)는 상기 배기 파이프(60)에서 소정 길이만큼 연장되게 분지된 후 상기 배기파이프(60)에 평행한 전방 또는 후방을 향해 절곡되고 그 각각의 단부에 상기 이동체(126)를 연결하여 이동체(126)가 상기 배기 파이프(60)에 평행하게 배치되도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 내연기관의 배기 소음 제어장치 제 2 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 엔진(50)이 구동되면 상기 제어부(90)는 제 1 실시예와 같이 엔진의 제어기나 가속도계 또는 마이크(69)로부터 신호를 수신하여 상기 엔진(50)에서 배기되는 배기가스의 주요 소음성분과 반 파장 차이나는 상쇄소음을 판단하고, 상기 바이패스 파이프(120)의 길이를 결정한 후, 상기 액츄에이터(80)를 작동시킨다. 상기 액츄에이터(80)의 작동로드(82)는 상기 이동체(126)를 상기 배기 파이프에 평행하게 밀거나 당겨서, 제 1,2 고정체(122,123)와 이동체(126) 내측을 바이패스 하는 배기가스의 파장이 제 1, 2 고정체(122,123)와 이동체(126)로 바이패스 되지 않는 배기가스의 파장과 180°위상차가 되도록 조절하여 배기파이프(60)의 주요소음을 줄인다.
여기서, 상기 바이패스 파이프(120)는 상기 배기파이프(60)와 평행하게 배치되므로, 바이패스 파이프(120)의 차체측 설치가 적절하게 이루어지도록 하면서 저주파 영역의 소음을 보다 더 적절하게 제어할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 내연기관의 배기 소음 제어장치는 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프에 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부로 교대 형성된 바이패스 파이프를 설치하여, 바이패스 파이프의 설치 공간을 최소화하면서 바이패스 파이프의 가변 길이를 길게 형성할 수 있고, 그로 인해 저주파 영역의 소음을 적절하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 배기 파이프에 별도의 배기 파이프 길이조절수단을 설치하여 상기 바이패스 파이프와의 길이차를 폭 넓게 할 수 있어 광대역의 소음을 제어 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 바이패스 파이프가 분지되는 후방에 고온의 배기가스과 이물질의 유입을 차단하는 차단판을 설치하여, 고온의 배기가스 또는 이물질에 의해 상기 바이패스 파이프의 길이를 가변시키는 작동에 이상이 생기는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프에 바이패스 파이프를 평행하게 배치시켜, 바이패스 파이프의 차체측 설치가 적절하게 이루어지도록 하면서 바이패스 파이프의 가변 길이를 길게 형성할 수 있어 광대역의 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프에 주 바이패스 파이프를 설치하고, 상기 주 바이패스 파이프에 보조 바이패스 파이프를 설치하며, 상기 주 바이패스 파이프와 보조 바이패스 파이프의 길이를 액츄에이터에 의해 조절하도록 하여, 주 바이패스 파이프와 보조 바이패스 파이프가 이루는 가변길이를 보다 길게 형성할 수 있고, 그로 인해 저주파 영역의 소음을 적절하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 ″Ｕ″자부와 역″Ｕ″자부가 교대로 형성되며 길이가 가변적인 바이패스 파이프와; 상기 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 내연기관의 배기 소음 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 한 평면상에 지그재그 모양으로 배치된 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 적어도 두 개 이상의 평면상에 배치되고, 일 측 평면상에 배치된 바이패스 파이프와 타측 평면상에 배치된 바이패스 파이프는 ″ㄷ″자 모양으로 절곡 연결된 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프에는 상기 배기 파이프에서 분지되는 분지점 후방에 다수의 구멍을 갖는 차단판이 배치된 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되는 고정체와, 상기 고정체에 삽통식으로 배치되는 역″Ｕ″자형 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체에 삽통식으로 배치되는 ″Ｕ″자형 제 2 이동체로 구성되고, 상기 제 1 이동체와 제 2 이동체는 상기 제어기의 제어 신호에 따라 작동되는 액츄에이터의 작동로드 길이 변화에 의해 그 길이가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되는 고정체와, 상기 고정체에 벨로즈로 연결되는 역″Ｕ″자형 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체에 벨로즈로 연결되는 ″Ｕ″자형 제 2 이동체로 구성되고, 상기 제 1이동체와 제 2 이동체는 상기 제어기의 제어 신호에 따라 작동되는 액츄에이터의 작동로드 길이 변화에 의해 그 길이가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되는 고정체와, 상기 고정체에 연결되는 역″Ｕ″자형 안테나식 제 1 이동체와, 상기 제 1 이동체에 연결되는 ″Ｕ″자형 안테나식 제 2 이동체로 구성되고, 상기 제 1이동체와 제 2 이동체는 상기 제어기의 제어 신호에 따라 작동되는 액츄에이터의 작동로드 길이 변화에 의해 그 길이가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 파이프는 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되는 제 1 고정체와, 상기 고정체에 이동 가능하게 배치되는 역″Ｕ″자형 이동체와, 상기 배기 파이프에서 제 1 고정체가 분지되는 분기점 사이에 고정되고 상기 이동체가 이동 가능하게 배치되는 ″Ｕ″자형 제 2 이동체로 구성되고, 상기 이동체는 상기 제어기의 제어 신호에 따라 작동되는 액츄에이터의 작동로드 길이 변화에 의해 그 길이가 변화되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 파이프는 상기 바이패스 파이프가 분지되는 양 분지점 안 쪽에서 절곡 형성된 제 1,2 통체와, 상기 제 1,2 통체에 삽통식으로 배치되는 ″Ｕ″자형 이동체와, 상기 이동체에 작동로드가 연결되어 상기 제어부의 신호에 따라 상기 이동체를 슬라이딩 이동시키는 연장 액츄에이터로 이루어진 배기 파이프 길이조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 파이프는 상기 바이패스 파이프가 분지되는 양 분지점 안 쪽에서 절곡 형성된 제 1,2 통체와, 상기 제 1,2 통체에 벨로즈로 연결되는 ″Ｕ″자형 이동체와, 상기 이동체에 작동로드가 연결되어 상기 제어부의 신호에 따라 상기 벨로즈의 길이를 변화시키는 연장 액츄에이터로 이루어진 배기 파이프 길이조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기 파이프는 상기 바이패스 파이프가 분기되는 양 분기점 안 쪽에서 절곡 형성된 제 1,2 통체와, 상기 제 1,2 통체에 안테나식으로 연결되는 ″Ｕ″자형 이동체와, 상기 이동체에 작동로드가 연결되어 상기 제어부의 신호에 따라 상기 이동체의 길이를 변화시키는 연장 액츄에이터로 이루어진 배기 파이프 길이조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기 소음 제어 장치.
  12. 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프에서 양측이 이격된 상태로 분지되고 상기 배기 파이프와 평행하게 배치되어 상기 배기 파이프에 평행한 길이 방향으로 길이가 가변적인 바이패스 파이프와; 상기 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 내연기관의 배기소음 제어장치.
  13. 엔진의 배기가스를 외부로 배출하는 배기 파이프와; 상기 배기 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 길이가 가변적인 주 바이패스 파이프와; 상기 주 바이패스 파이프에서 이격된 상태로 분지되고 길이가 가변적인 보조 바이패스 파이프와; 상기 주 바이패스 파이프와 보조 바이패스 파이프에 작동로드가 연결되어 상기 주 바이패스 파이프 또는 보조 바이패스 파이프의 길이를 변화시키는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 내연기관의 배기 소음 제어장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1322844B1 (en) * 2000-10-02 2006-04-05 Rohr, Inc. Assembly and method for fan noise reduction from turbofan engines using dynamically adaptive herschel-quincke tubes
FR2854708B1 (fr) * 2002-07-22 2007-09-28 Siemens Vdo Automotive Inc Tube herschel-quincke pour des applications de vehicule
US20050000743A1 (en) * 2002-07-22 2005-01-06 Daly Paul Desmond Herschel-Quincke tube arrangements for motor vehicles
US7497300B2 (en) * 2004-03-18 2009-03-03 D Angelo John P Noise reduction tubes
US7380635B2 (en) * 2004-06-22 2008-06-03 Gregory Leigh Harris Interference-based exhaust noise attenuation
US8033358B2 (en) * 2007-04-26 2011-10-11 Lord Corporation Noise controlled turbine engine with aircraft engine adaptive noise control tubes
JP4506799B2 (ja) * 2007-09-06 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 車両用内燃機関の排気装置
US7946383B2 (en) * 2007-11-15 2011-05-24 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Acoustic load mitigator
US20100051379A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-04 Charles Graves Enhanced Exhaust System
US9286882B1 (en) 2012-03-07 2016-03-15 Great Lakes Sound & Vibration, Inc. Systems and methods for active exhaust noise cancellation
DE102012109667A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
CN105333263A (zh) * 2015-12-02 2016-02-17 朱亚伟 一种用于控制管道噪声的主动消声装置
CN108301910A (zh) * 2018-04-12 2018-07-20 天津职业技术师范大学 一种汽车半主动消声方法及消声器系统
US11506125B2 (en) * 2018-08-01 2022-11-22 General Electric Company Fluid manifold assembly for gas turbine engine
WO2020090022A1 (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 礼彦 杉本 排気配管
CN116085572A (zh) * 2021-01-14 2023-05-09 哈尔滨工程大学 一种基于电声耦合的管道低频噪声控制装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH235355A (de) * 1943-03-05 1944-11-30 Heymann Salomon Vorrichtung zur Schalldämpfung an Verbrennungsmotoren.
FR997880A (fr) * 1945-08-18 1952-01-11 Procédé et dispositifs pour la suppression du son ou du bruit
US3038553A (en) * 1960-08-26 1962-06-12 Melville F Peters Flexible fluid coupling and sound attenuating assemblies
US4384507A (en) * 1980-08-06 1983-05-24 Finn Charles A Adjustable sound suppressor for weapon
JPS57135212A (en) * 1981-02-16 1982-08-20 Agency Of Ind Science & Technol Muffler
GB2156053B (en) * 1981-09-03 1986-03-19 John Richard Spencer Silencer
JPS60100516U (ja) * 1983-12-16 1985-07-09 トヨタ自動車株式会社 排気消音装置
JPH01173407U (ko) * 1988-05-26 1989-12-08
US5271224A (en) * 1991-11-19 1993-12-21 Cruickshank Ronald W Variable exhaust system for an internal combustion engine
KR950002473B1 (ko) * 1992-04-15 1995-03-20 한국과학기술연구원 소음전달파이프의 경로차이를 이용한 능동소음 제어방법 및 장치
US5426269A (en) * 1992-06-02 1995-06-20 Donaldson Company, Inc. Muffler with catalytic converter arrangement; and method
US5475189A (en) * 1992-11-16 1995-12-12 Carrier Corporation Condition responsive muffler for refrigerant compressors
DE4341951A1 (de) * 1992-12-17 1994-06-23 Volkswagen Ag Interferenz-Geräuschdämpfer
JPH06348280A (ja) * 1993-06-03 1994-12-22 Sekisui Chem Co Ltd ダクト用消音装置
KR0162203B1 (ko) * 1993-06-21 1998-12-15 김광호 양자화스텝사이즈의 가변을 이용한 적응적 부호화방법 및 그 장치
JPH0711929A (ja) * 1993-06-24 1995-01-13 Yamaha Corp 排気音消音装置
KR970040413U (ko) * 1995-12-29 1997-07-29 자동차의 가변 배기관장치
JP2001003726A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Komatsu Ltd 排気消音装置
KR100369212B1 (ko) * 1999-07-07 2003-01-24 한국과학기술연구원 내연 기관의 배기 소음 및/또는 기체 이송 시스템의 덕트내부의 소음을 제어하기 위한 장치 및 방법
US6234758B1 (en) * 1999-12-01 2001-05-22 Caterpillar Inc. Hydraulic noise reduction assembly with variable side branch
US6520285B2 (en) * 2000-08-31 2003-02-18 Mark Tobias Audible tuning apparatus for a muffler

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AU4808901A (en) 2002-10-24

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