KR20030039476A - Resonator apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 서지탱크의 흡기소음 감쇄를 위한 레조네이터 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a resonator device for reducing the intake and noise of a surge tank.
엔진이 구동되어 흡기부압이 발생하면 흡기계를 통하여 외부의 공기가 도입되어지게 된다.When the engine is driven and intake negative pressure is generated, outside air is introduced through the intake system.
이 흡입공기는 도 4에 도시하는 것과 같이 서지탱크(20)에서 흡기매니폴드(21)를 통해 각 실린더에 분배공급되어지게 된다.This intake air is supplied to each cylinder through the intake manifold 21 in the surge tank 20 as shown in FIG.
그런데 서지탱크(20)로 유입되는 공기는 방향을 전환하여 흡기매니폴드(21)를 통해 연소실로 유입되는 과정에 서지탱크(20)내의 내벽면에 부딪히고 와류를 형성하는 과정에서 흡기소음을 유발하게 된다.By the way, the air flowing into the surge tank 20 changes direction and intakes into the combustion chamber through the intake manifold 21 to impinge the intake noise in the process of forming an eddy current while hitting the inner wall surface of the surge tank 20. Done.
이 때문에 서지탱크(20)에서 발생하는 흡기소음을 저감하기 위해 도시한 것과 같이 서지탱크(20)에 일정 체적을 가지는 레조네이터(22)를 장착하여 소음을 감쇄토록 하고 있다.For this reason, as shown in order to reduce intake noise generated in the surge tank 20, the surge tank 20 is equipped with a resonator 22 having a certain volume to attenuate the noise.
이 레조네이터(22)는 공명기로서 일정 단면적(A)과 길이(L)를 가지는 목부( 23)를 구비하고 있으며, 이들 조건으로부터 소음감쇄주파수(f)를 구할 수 있다.The resonator 22 has a neck 23 having a constant cross-sectional area A and a length L as a resonator, and the noise attenuation frequency f can be obtained from these conditions.
소음감쇄주파수(f)Noise Reduction Frequency (f)
단,only,
A : 목부의 단면적(㎠)A: cross-sectional area of the neck (cm 2)
V : 레조네이터의 용적(㎤)V: Volume of Resonator (cm 3)
L : 목부의 길이(㎝)L: Neck length (cm)
C : 음속C: sound speed
의 식으로 나타내진다.It is represented by the formula
한편, 4기통 엔진의 경우 엔진 1회전당 2회의 폭발이 일어나므로 rpm별 엔진의 주파수On the other hand, four-cylinder engines have two explosions per engine revolution, so the engine frequency by rpm
로 주어지게 되므로 엔진 rpm 별 주파수는 표 1과 같이 구해진다.Since the frequency of each engine rpm is given as shown in Table 1.
표 1. RPM별 엔진 주파수의 실제 적용예Table 1. Application Examples of Engine Frequency by RPM
예를 들어 3000rpm의 운전 조건이라면For example, if the driving condition is 3000rpm
가 되며, 엔진이 3000rpm에서 정속 주행을 하는 것으로 설계된다면 목표로 하는 소음 감쇄 주파수(f)는 100Hz가 되도록 레조네이터(22)의 용적(V)과 목부(23)의 단면적(A)과 길이(L)를 설계하게 되는 것이다.If the engine is designed to run at constant speed at 3000 rpm, the target noise attenuation frequency f is 100 Hz, the volume V of the resonator 22 and the cross-sectional area A and length L of the neck 23. Will be designed).
그러나 상기한 종래 구조에 의하면 일정한 제원(V,A,L)의 레조네이터(22)를 서지탱크(20)에 연결하여 특정한 rpm에서만 소음 감쇄 효과를 유도하게 되므로써 소음 감쇄 효과가 고속, 또는 저속 등 특정 운전 영역에만 한정되어 폭넓은 소음 감쇄가 어렵다는 문제점이 있다.However, according to the conventional structure described above, by connecting the resonator 22 of a certain specification (V, A, L) to the surge tank 20 to induce a noise attenuation effect only at a specific rpm, the noise attenuation effect is high or low speed. There is a problem that it is difficult to attenuate a wide range of noise limited to the driving area.
또한 종래의 경우 일정한 rpm 구간에서 엔진의 토오크가 강하하는 현상을 피하기 곤란하였는바, 이는 일정 제원의 레조네이터에 의한 튜닝 주파수와의 동조화에는 한계가 있기 때문인 것으로 알려지고 있다.In addition, in the related art, it is difficult to avoid a phenomenon in which the torque of the engine drops in a certain rpm section, because it is known that there is a limit in the synchronization with the tuning frequency by the regulator of a certain specification.
이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 엔진의 운전 조건에 따라 소음 감쇄 주파수가 변경되는 제원을 가지며, 특정 rpm에서의 엔진 토오크 강하를 방지할 수 있는 서지탱크의 흡기 소음 감쇄용 레조네이터 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above point, and its object is to have a specification in which the noise attenuation frequency is changed according to the operating conditions of the engine, and the intake noise of the surge tank which can prevent the engine torque drop at a specific rpm. The present invention provides a damping resonator device.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 흡기매니폴드를 통해 각 실린더에 분배하는 공기가 유입되는 서지탱크에 접속되어 흡기소음을 감쇄하는 일정 용적을 갖는 레조네이터 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a resonator device having a predetermined volume which is connected to a surge tank into which air to be distributed to each cylinder is introduced through an intake manifold to reduce intake noise.
상기 레조네이터와 서지탱크는 각기 다른 단면적과 목부 길이를 가지는 저속용 및 고속용의 목부를 통하여 접속되며, 상기 저속용 목부와 고속용 목부를 운전조건에 대응하여 택일적으로 개폐하는 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.The resonator and the surge tank are connected through a low-speed and high-speed neck having different cross-sectional areas and neck lengths, and have a valve for selectively opening and closing the low-speed neck and the high-speed neck in response to operating conditions. It is characterized by.
도 1은 본 발명에 의한 서지탱크의 흡기소음 감쇄를 위한 레조네이터 장치의 저속 운전에서의 작동상태를 나타내는 도면1 is a view showing an operating state in a low speed operation of the resonator device for the intake noise reduction of the surge tank according to the present invention
도 2는 동상 레조네이터 장치의 고속 운전에서의 작동상태를 나타내는 도면2 is a view showing an operating state of the in-phase resonator device in high speed operation;
도 3은 본 발명의 제어 블록도3 is a control block diagram of the present invention;
도 4는 종래기술4 is a prior art
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
1 : 서지탱크 2 : 흡기매니폴드1: Surge tank 2: Intake manifold
3 : 유입구 4 : 서지탱크3: inlet port 4: surge tank
5 : 저속용 목부 6 : 고속용 목부5: neck for low speed 6: neck for high speed
8 : 저속용 통로 9 : 고속용 통로8: low speed passage 9: high speed passage
10 : 밸브 11 : 힌지축10 valve 11 hinge shaft
12 : 액츄에이터 13 : 전자제어장치12: actuator 13: electronic control device
14 : rpm센서 A1,A2: 목부 단면적14 rpm sensor A 1 , A 2 neck cross-sectional area
L1,L2: 목부길이L 1 , L 2 : neck length
이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 서지탱크의 흡기소음감쇄를 위한 레조네이터 장치의 엔진 저속 운전시에서의 작동상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 동상 레조네이터 장치의 엔진 고속 운전에서의 작동 상태를 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제어블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an operating state during engine low speed operation of a resonator device for intake noise reduction of a surge tank according to the present invention, and Fig. 2 is a view showing an operating state during engine high speed operation of an in-phase resonator device. 3 is a control block diagram of the present invention.
도면중 부호 1은 서지탱크이고, 부호 2는 유입구(3)를 통해 드로틀바디측으로부터 서지탱크(1)내로 유입된 공기가 방향을 바꾸어 실린더헤드의 각 흡기포트에 공기를 분배하는 흡기매니폴드이다.In the drawing, reference numeral 1 denotes a surge tank, and reference numeral 2 denotes an intake manifold in which air introduced into the surge tank 1 from the throttle body side through the inlet port 3 changes direction and distributes air to each intake port of the cylinder head. .
흡기매니폴드(2)는 도시한 것과 같이 곡관으로 형성되는데, 그 구부러진 안쪽에 형성되는 공간을 이용하여 일정 용적(V)을 가지는 레조네이터(4)가 마련되어 있다.The intake manifold 2 is formed in a curved tube as shown in the drawing, and a resonator 4 having a predetermined volume V is provided using a space formed inside the bent portion.
상기한 레조네이터(4)는 2개의 목부(5)(6)를 통하여 서지탱크(1)에 연통하도록 접속되는데 2개의 목부(5)(6)의 제원은 각기 상이하다.The resonator 4 is connected to communicate with the surge tank 1 through two necks 5 and 6, but the specifications of the two necks 5 and 6 are different.
상기한 2개의 목부(5)(6)중 단면적(A1)이 작고 길이(L1)가 긴 목부(5)는 저속용통로(8)이며, 단면적(A2)이 크고, 길이(L2)가 짧은 목부(6)는 고속용 통로(9)인데, 이 저속 및 고속용 통로(8)(9)의 분기접속지점에는 회전 작동에 의해 상기 통로(8)(9)들을 택일적으로 개폐하게 되는 밸브(10)가 힌지축(11)을 중심으로 회동하도록 설치되어 있으며, 밸브(10)는 스텝 모터 방식의 액츄에이터(12)에 의해 회동작동된다.Among the two necks 5 and 6, the neck 5 having a small cross-sectional area A 1 and a long length L 1 is a low-speed passage 8, a large cross-sectional area A 2 , and a length L. 2 ) The short neck 6 is a high speed passage 9, at which branching points of the low speed and high speed passages 8 and 9 are alternatively connected to the passages 8 and 9 by rotational operation. The valve 10 to be opened and closed is installed to rotate about the hinge shaft 11, and the valve 10 is rotated by an actuator 12 of a step motor type.
이하 본 발명의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
레조네이터(4) 목부(5)(6)의 단면적(A1)(A2)과 길이(L1)(L2)는 엔진의 특정 운전 영역에 맞추어 설계되는데 예를 들면 2000rpm의 저속과 3500rpm의 고속 운전에 맞추어 설계되어 있다.The cross-sectional area (A 1 ) (A 2 ) and length (L 1 ) (L 2 ) of the neck (5) and (6) of the resonator (4) are designed for the specific operating area of the engine, e.g. a low speed of 2000 rpm and a 3500 rpm It is designed for high speed operation.
따라서 엔진이 2000rpm 정도로 저속 구동되면 전자제어장치(13)는 rpm센서(14)로부터 이를 검출하여 액츄에이터(12)를 구동하여 밸브(10)가 고속용 통로(9)를 차단하고 저속용 통로(8)를 개방하도록 제어한다.Therefore, when the engine is driven at a low speed of about 2000 rpm, the electronic controller 13 detects this from the rpm sensor 14 and drives the actuator 12 so that the valve 10 blocks the high speed passage 9 and the low speed passage 8 ) To open.
이에따라 레조네이터(4)와 서지탱크(1)가 저속용 통로(8)를 통해 연통하여 당해 운전 rpm에 해당되는 소음주파수를 감쇄하게 되는 것이다.Accordingly, the resonator 4 and the surge tank 1 communicate with each other through the low speed passage 8 to attenuate the noise frequency corresponding to the operation rpm.
한편, 엔진이 고속운전(3500rpm)에 돌입하면 rpm센서(14)로부터 검출된 신호에 의해 전자제어장치(13)가 액츄에이터(12)를 구동제어하여 밸브(10)가 저속용 통로(8)를 차단하고 고속용 통로(9)를 개방하도록 절환하게 된다.On the other hand, when the engine enters the high speed operation (3500 rpm), the electronic control device 13 drives and controls the actuator 12 by the signal detected from the rpm sensor 14 so that the valve 10 opens the passage 8 for the low speed. It switches off to block and open the high speed passage 9.
이에따라 레조네이터(4)는 서지탱크(1)와 고속용 통로(9)를 통해 연통되어 해당 rpm 조건하에서의 소음주파수를 감쇄시키게 되는 것이다.Accordingly, the resonator 4 is communicated through the surge tank 1 and the high-speed passage 9 to attenuate the noise frequency under the rpm condition.
이상과 같은 본 발명은 하나의 내용적을 갖는 레조네이터를 각기 다른 운전조건에 맞추어 단면적과 길이를 가지는 2개의 고속용 및 저속용 통로의 목부를 통해 서지탱크에 접속하고, 각각의 통로를 운전조건에 맞추어 택일적으로 개방하게 되는 밸브를 분기 접속지점에 설치하는 것에 의해서, 소음 발생이 심한 2가지 운전 조건에 튜닝되어 흡기소음을 감쇄할 수 있으며, 특정 rpm에서의 토오크 강하 정도를 줄여 엔진 성능을 향상시킬 수 있어 레조네이터의 효용성이 크게 증대되는 효과가 있다.The present invention as described above is connected to the surge tank through the neck of the two high-speed and low-speed passages having a cross-sectional area and length in accordance with the different operating conditions to each operating condition, each passage is adapted to the operating conditions By installing an open valve at the branch connection point, it is possible to reduce the intake noise by tuning to two kinds of noisy operating conditions, and to improve the engine performance by reducing the torque drop at a specific rpm. This can greatly increase the utility of the resonator.
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