KR20040033667A - 자동차용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음기의 자체 용량을 증가시키지 않고 별도의 공명파이프를 설치하여 소음용량이 증가되도록 한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 배기계통의 배압과 아이들 부밍 노이즈의 저감을 위하여 공명식 소음기를 장착하되, 소음기의 길이방향을 따라 배치되는 공명 파이프를 다수개 설치함으로써 소음기의 크기를 증가시키지 않고 공명실 용량만을 증가시키는 자동차용 소음기를 제공함에 있다.

Description

자동차용 소음기{Automobile muffler}

본 발명은 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음기의 자체 용량을 증가시키지 않고 별도의 공명파이프를 설치하여 소음용량이 증가되도록 한 자동차용 소음기에 관한 것이다.

일반적으로, 소음기(muffler)는 덕트나 파이프를 통과하는 소음은 줄이되 통과하는 유동은 가급적 유지시키는 소음장치를 뜻하며 차량에서는 주로 배기계에 사용된다. 소음기는 주파수별로 요구하는 소음성능을 내어야 하고, 유동저항이 허용치 내로 되어야 하며, 유지보수의 용이성 및 적정한 가격 등의 조건을 만족하여야 한다.

이러한 소음기는 그 구조 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 배기가스의 진로를 수차례에 걸쳐 차단함으로써 충격반사 작용에 의해 소음을 감쇄하도록 되어 있다.

간섭 소음기는 배기관이 분기와 집합을 반복하는 구조를 가지고 있어 배기가스의 에너지를 약화시켜 소음제거를 하도록 되어 있으나, 소음관의 수가 많아서 부피가 커지므로 다소 비경제적이다.

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

또한, 본 발명과 관련이 있는 공명식 소음기는 다분기된 공명기를 특정 주파수에 알맞은 치수와 형상으로 형성하여 헬름홀츠(helmholtz) 공명원리를 이용해 배기의 음량을 감소시키도록 되어 있다.

도1은 자동차 배기계통을 나타낸 도면이고, 도2a 및 도2b는 종래의 자동차 소음기를 나타낸 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 자동차의 배기계통은 엔진의 배기매니폴드에 결합되는 결합플랜지(1a)가 형성된 배기관(1)이 소정길이로 연장되어 있다.

상기 배기관(1)에는 여러 가지의 배기장치가 직렬로 연결되는데, 상기 결합플랜지(1a)에서 가장 가까운 곳에는 벨로우즈(2)가 연결 설치되고, 그 후방으로 삼원촉매장치(3)가 설치되며, 상기 삼원촉매장치(3)의 후방에는 센터소음기(4a)와 메인소음기(4b)로 구분되는 소음기(4)가 장착된다.

상기 벨로우즈(2)는 엔진으로부터 전달되는 진동을 흡수하는 기능을 가지며, 상기 삼원촉매(3)는 배기가스와 산화/환원 반응을 일으켜 유해한 배기가스를 정화하는 기능을 갖는다.

또한, 상기 소음기(4)는 도2a에 도시된 바와 같이 입구 파이프(5a)와 출구 파이프(5b)가 배플(6)의 중심에 삽입되어 있는 구조로서, 파이프(5)에 관통된 관통공(5c)과 배플(6)에 형성된 원호형태의 통기공(6a), 그리고 배플(6)에 의해 간섭 및 반사식으로 소음을 감쇄시키도록 되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 소음기는 배압에 영향을 많이 미칠 뿐만 아니라 엔진으로부터 전달되는 엔진고유의 진동에 의한 노이즈를 감소하기 어려우므로 최근에는 센터 소음기와 메인 소음기 대신에 도2b에 나타낸 바와 같이 별도의 공명실(8)이 형성된 공명식 소음기(7)를 장착하여 엔진고유의 진동에 의한 노이즈를 감소시키게 된다.

그러나, 상기의 공명식 소음기(7)는 배압은 감소되어 엔진성능은 개선되지만 별도의 공명실(8)을 소음기 전체 용량의 1/3 수준으로 할당하여야 함으로 소음기의 용량이 커지는 문제점이 있다.

또한, 공명식 소음기(7)는 특정 주파수, 특히 엔진의 아이들 상태와 같은 저주파 구간에서는 아이들 부밍 노이즈가 발생하는 바, 이 아이들 부밍 노이즈를 저감시키기 위해서는 소음기의 용량이 상당히 커져야 하므로 지상고가 낮은 차량에서는 적용하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 배기계통의 배압과 아이들 부밍 노이즈의 저감을 위하여 공명식 소음기를 장착하되, 소음기의 길이방향을 따라 배치되는 공명 파이프를 다수개 설치함으로써 소음기의 크기를 증가시키지 않고 공명실 용량만을 증가시키는 자동차용 소음기를 제공함에 있다.

도1은 자동차 배기계통을 나타낸 도면,

도2a 및 도2b는 종래의 자동차 소음기를 나타낸 단면도,

도3은 본 발명의 소음기를 나타낸 사시도,

도4a 및 도4b는 본 발명의 실시예에 따른 소음기의 구조를 보인 개략 단면도,

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 배기관11 : 외통

12 : 유도관12a : 유도관의 유입구

12b : 유도관의 배출구12c : 가스관통공

13 : 공명실13a : 공명실의 유입구

13b : 공명실의 배출구14 : 공명파이프

14a : 공명파이프의 일측단14b : 공명파이프의 타측단

이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명한다.

도3은 본 발명의 소음기를 나타낸 사시도이고, 도4a 및 도4b는 본 발명의 실시예에 따른 소음기의 구조를 보인 개략 단면도이다.

도3과 도4a를 참조하여 본 발명의 제1실시예를 설명하면, 본 발명의 소음기는 내부가 소정의 공간을 형성하도록 소정의 직경과 길이를 갖는 외통(11)과, 상기 외통 내부의 일측을 차지하며 배기가스가 통과되는 유도관(12)과, 상기 유도관의 옆에 배기가스가 유입되도록 형성된 공명실(13)과, 상기 공명실과 연결되며 외통의 길이방향으로 설치되는 공명파이프(14)로 구성된다.

상기 외통(11)은 소음기의 외체를 구성하는 것으로서, 그 내부가 소정의 체적공간을 갖도록 형성된다.

또한, 상기 유도관(12)은 상기 외통 내부의 일측부를 차지하며, 일측단에는 배기가스가 유입되는 유입구(12a)가 형성되고, 타측단에는 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(12b)가 형성된다. 그리고 상기 유도관(12)의 외표면에는 배기가스가 통과할 수 있도록 다수개의 가스관통공(12c)이 형성된다.

한편, 상기 공명실(13)은 상기 외통 내부의 타측부를 차지하도록 상기 유도관(12)의 옆에 위치된다. 따라서, 상기 유도관(12)의 외표면에 형성된 가스관통공(12c)을 통해 배기가스가 공명실(13)로 유입되게 된다.

또한, 상기 공명파이프(14)는 상기 외통(11)의 외부에서 외통(11)의 길이방향을 따라 길게 설치되는 중공의 파이프로서, 상기 공명파이프(14)의 일측단(14a)은 상기 공명실(13)의 선단부와 서로 통하도록 연결되고, 타측단(14b)은 막혀 있는 상태로 상기 공명실(13)을 통해 공명파이프(14)로 배기가스가 유입되어도 공명파이프의 타측단(14b)이 막혀 있으므로 그 배기가스는 공명파이프(14) 내에서 흐르지 못한다.

한편, 도3 및 도4b를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명하면, 본 발명의 소음기는 소정의 길이와 직경을 갖는 외통(11)과, 상기 외통 내부에 위치되며 일측단으로 배기가스가 유입되는 유입구(13a)가 형성되고 타측단으로 배기가스가 배출되는 배출구(13b)가 형성되는 공명실(13)과, 상기 공명실의 선단부와 일측단(14a)이 통하도록 연결되며 상기 외통(11)의 길이방향을 따라 연장되는 공명파이프(14)로 구성된다.

여기서, 상기 공명실(13)은 상기 외통(11)의 내부 전체를 차지하게 되어 소음용량이 매우 클 뿐만 아니라 배압이 적게 걸리는 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 공명파이프(14)는 앞에서 설명한 제1실시예의 공명파이프와 동일한 구조로 상기 공명실(13)의 선단부와 통하도록 일측단(14a)이 연결된다.

한편, 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 상기 공명파이프(14)는 그 수에 관계없이 상기 공명실(13)과 연결되도록 하여 외통(11)의 외부에 하나 또는 다수개로 설치되면 되는데, 다수개로 설치될 때에는 그 각각의 공명파이프(14)의 직경이 서로 다르게 구성되는 것이 바람직하다.

이는 상기 공명파이프(14)의 직경에 따라 그 내부의 용적이 달라져 특정 주파수대의 노이즈를 저감할 수 있기 때문이다.

즉, 다수개의 공명파이프(14)를 외통의 외부에 외통(11)의 길이방향을 따라 설치함으로써 실제로 소음기의 용량을 증가시키지 않고도 공명실의 체적을 증가시키는 효과를 가져오므로 소음기 용량 대비 소음효율이 매우 높은 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 소음기에 의하면, 소음기의 용량을 증가시키지 않고도 소음기 외통에 길이방향으로 설치되는 공명파이프에 의하여 공명실의 체적이 증가되는 효과를 가져와 특정 저주파대의 노이즈가 대폭 저감되고 특히 소음기 용량 대비 소음효율이 매우 높은 장점이 있다.

Claims (3)

1. 자동차의 배기관(1)에 설치되어 배기가스에 의한 소음을 감소시키는 자동차용 소음기에 있어서,

   소정의 길이와 직경을 갖는 외통(11)과, 상기 외통 내부에 위치되며 일측단으로 배기가스가 유입되는 유입구(13a)가 형성되고 타측단으로 배기가스가 배출되는 배출구(13b)가 형성되는 소정공간의 공명실(13)과, 상기 공명실의 선단부와 일측단(14a)이 통하도록 연결되며 상기 외통의 길이방향을 따라 연장되는 공명파이프(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.
2. 자동차의 배기관(1)에 설치되어 배기가스에 의한 소음을 감소시키는 자동차용 소음기에 있어서,

   소정의 직경과 길이를 갖는 외통(11)과, 상기 외통 내부의 일측부를 차지하며 일측단으로 배기가스가 유입되는 유입구(12a)가 형성되고 타측단으로 배기가스가 배출되는 배출구(12b)가 형성되며 외표면으로 다수개의 가스관통공(12c)을 갖는 유도관(12)과, 상기 외통 내부의 타측부를 차지하면서 상기 유도관의 외표면에 형성된 가스관통공(12c)을 통해 배기가스가 유입되도록 형성된 공명실(13)과, 상기 공명실의 선단부와 일측단(14a)이 통하도록 연결되며 상기 외통의 길이방향을 따라 연장되는 공명파이프(14)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.
3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 공명파이프(14)는 직경이 서로 다르도록 다수개 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.