KR20090114051A - 자동차의 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 소음기에 관한 것으로, 입구파이프(50)에 타공홀(51)을 형성하고, 타공홀(51) 형성 부분 전체를 커버링튜브(90)으로 감싸 이중관 구조로 하며, 상기 커버링튜브(90)의 내부에 흡음재(100)를 충진하여 충격파가 소음기 내부공간으로 방출되어 퍼지기 이전에 흠읍재(100)에 의한 흡음작용이 1차적으로 이루어질 수 있도록 되어 있다.

따라서, 소음기 이전 부분의 배기파이프를 통과하면서 발생하는 충격파(배기계 완전 냉각상태에서 급작스런 가속 운행시 배기가스의 급격한 온도변화에 의해 발생)에 의한 소음인 래스핑 노이즈(rasping noise)를 효과적으로 감소시킬 수 있게 된다.

소음기, 머플러, 래스핑 노이즈, 이중관 구조

Description

자동차의 소음기{muffler of a car}

본 발명은 자동차의 소음기에 관한 것으로, 특히 래스핑 노이즈(rasping noise)를 효과적으로 감소시킬 수 있도록 된 자동차의 소음기에 관한 것이다.

연료의 폭발로 발생한 배기가스는 배기매니폴드에 연결된 배기파이프를 통해 배출되는데, 배기파이프 상에는 배기가스내 유해물질 제거를 위한 촉매장치와 소음 저감을 위한 소음기가 장착되어 있다.

엔진에서 발생한 배기가스는 온도 및 압력이 매우 높아서 직접 대기중으로 방출할 경우 소음을 크게 발생시킨다. 따라서, 상기 소음기를 통해 배기가스의 배출경로를 길게 함과 더불어 소음을 발생시키는 파동을 감쇠 및 흡수하여 최종 배출시킴으로써 배기 소음으로 인한 피해가 발생하지 않도록 하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 소음기는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부를 세 부분의 공간으로 분할하는 제1,2,3격벽(2,3,4)들과, 그 격벽(2,3,4)들을 관통하여 설치된 입구파이프(5), 중간파이프(6) 및 출구파이프(7)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 제2격벽(3)과 제3격벽(4)의 사이에는 흡음재(8)가 충진되어 있다.

상기 입구파이프(5)는 배기계에 있어서 소음기 이전의 배기파이프에 연결되 어 배기가스를 소음기의 내부로 받아들이는 부분으로서 하우징(1)의 입구측 벽과 제1격벽(2)을 관통하여 설치되며, 출구 부분은 제1~2격벽(2,3)의 사이에 형성된 제2챔버로 개방되어 있다.

상기 중간파이프(6)는 제1,2,3격벽(2,3,4)을 모두 관통하여 설치되며, 일측 단부는 제1격벽(2) 이전의 제1챔버로 개방되고 타측 단부는 상기 제3격벽(4) 이후의 제3챔버로 개방되어 있다. 또한, 상기 제2챔버내의 몸체 둘레에 타공홀(6a)이 형성되어 있다.

상기 출구파이프(7)는 제1,2,3격벽(2,3,4) 및 하우징(1)의 출구측 벽을 모두 관통하여 설치되며, 입구 부분이 상기 제1챔버로 개방되어 있고 그 둘레 부분에 타공홀(7a)이 형성되어 있다.

따라서, 입구파이프(5)를 통해 유입된 배기가스는 제2챔버로 배출되고, 이어 중간파이프(6)의 타공홀(6a)을 통해 중간파이프(6)의 내부로 유입되어 제1챔버 및 제3챔버로 배출되며, 제1챔버의 배기가스(제3챔버로 배출되었다가 중간파이프(6)를 통해 다시 제1챔버로 유입된 배기가스를 포함)는 상기 출구파이프(7)의 입구 및 그 둘레의 타공홀(7a)을 통해 출구파이프(7)로 유입되어 소음기 이후에 연결된 배기파이프를 통해 대기중으로 배출되고, 그 과정에서 압력감소와 반사파로 인한 파동 상쇠를 통해 소음 작용이 이루어지게 된다.

그런데, 상기와 같이 종래의 소음기는 단순히 내부 파이프의 경로 변경을 통해 소음 저감 작용이 이루어지도록 되어 있어서 저주파 부밍(booming) 소음과 고주파 기류음만을 저감시킬 수 있었다.

그러나, 최근 고성능 고마력 엔진이 탑재되면서 배기가스의 온도와 압력이 상승하여 그에 따른 소음 레벨도 매우 커지고 있는데, 이때 배기계가 완전히 냉각된 상태에서 갑작스럽게 가속 주행이 이루어질 경우 과도한 온도 및 압력차에 의한 충격파(shock wave)가 발생하여 배기파이프 내측에서 날카로운 소음 즉, 래스핑 노이즈가 발생하게 된다. 이러한 현상은 최근 원가절감을 위해 보조소음기를 탈거하면서 배기계를 튜닝하는 사례가 증가하고 있어 더욱 문제가 되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 충격파가 소음기의 내부 공간으로 완전히 배출되어 퍼지기 전에 이를 제거할 수 있게 됨으로써 탑승자에게 불쾌감을 주는 날카로운 래스핑 소음을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있도록 된 자동차의 소음기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

입구측 벽과 출구측 벽 및 제1,2,3격벽에 의해 내부에 제1,2,3챔버가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 입구파이프, 중간파이프, 출구파이프를 갖춘 자동차의 소음기에 있어서,

상기 입구파이프의 전반부에 다수의 타공홀이 형성되고, 상기 타공홀 형성 부분 전체를 둘러싸는 커버링튜브가 설치되며, 상기 커버링튜브의 내측 공간에 흡음재가 충진되는 한편,

상기 입구파이프의 후반부에 다수의 타공홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은, 배기파이프의 소음기 이전 부분에서 발생한 충격파가 소음기의 내부 공간으로 방출되어 완전히 퍼지기 전에 상기 흡음재에 의한 흡음작용에 의해 제거됨으로써 날카로운 래스핑노이즈를 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.

더불어, 상기 제2챔버로 배기가스를 방출하는 타공홀들에 의해 중저 레벨의 부밍소음을 감소시킬 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 내부 구조도이다.

전체적인 구성은 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부 공간을 제1,2,3챔버로 분할하는 제1,2,3격벽(20,30,40) 및 이 격벽들 및 상기 하우징(10)의 입구측 벽과 출구측 벽을 관통하여 설치되는 입구파이프(50), 중간파이프(60), 출구파이프(70)로 이루어진다.

상기 입구파이프(50)는 하우징(10)의 입구측 벽과 제1격벽(20) 및 제2격벽(30)을 관통하여 설치된다.

따라서, 상기 입구파이프(50)의 입구는 소음기 이전의 배기파이프에 연결되고, 출구는 제2격벽(30)을 통해 제2격벽(30)과 제3격벽(40)의 사이 공간인 제3챔버로 개방된다.

상기 중간파이프(60)는 양단이 각각 제1격벽(20)과 제2격벽(30)을 관통하여 제1챔버(하우징 입구측 벽과 제1격벽(20)의 사이 공간)와 제3챔버(제2격벽과 제3격벽 사이의 공간)로 개방되도록 설치된다.

즉, 상기 중간파이프(60)는 제1챔버와 제3챔버를 연결하는 파이프이며, 도시된 바와 같이 타공홀이 형성되지 않은 단순한 원형의 파이프일 수도 있고, 상기 입구파이프(50)와 같이 다수의 타공홀이 형성된 파이프를 적용할 수도 있다.

상기 출구파이프(70)는 제1,2,3격벽(20,30,40) 및 하우징(10)의 출구측 벽을 관통하여 설치된다.

따라서, 상기 출구파이프(70)는 입구가 제1챔버로 개방되고, 출구는 하우징(10)의 출구측 벽을 통해 소음기 이후에 연결되는 배기파이프에 연결되며, 상기 제1챔버내의 출구측 부분에는 타공홀(71)이 형성된다.(이 타공홀(71) 역시 형성하지 않을 수 있다.)

또한, 상기 제3격벽(40)과 하우징(10)의 출구측 벽 사이에는 흡음재(80)가 충진된다.

한편, 상기 입구파이프(50)의 전반부에는 다수의 타공홀(51)이 형성되고, 이 타공홀(51)의 형성 부위 전체를 감싸도록 커버링튜브(90)가 장착되어 이중관 구조를 형성하며, 상기 커버링튜브(90)의 내측 공간에는 흡읍재(100)가 충진된다.

상기 타공홀(51)이 형성되는 부분은 주로 제1챔버내에 위치하나, 필요에 따라 중간부분으로 그 범위를 확장하여 제1격벽(20)을 지나 제2챔버의 내측으로 연장될 수 있으며(도시된 상태), 이 경우 상기 커버링튜브(90) 또한 상기 제1격벽(20)을 관통하여 확장된 타공홀(51) 형성 부분 전체를 감싸게 되며, 그 내부에는 동일하게 전체적으로 흡음재(100)가 충진된다.

또한, 입구파이프(50)의 후반부 즉, 상기 이중관 구조 부분에서 소정거리 이격되어 제2챔버(제1~2격벽(20,30)의 사이 공간) 내부에 위치한 부분에도 다수의 타공홀(52)이 형성된다.

상기와 같은 구성에 의하여 입구파이프(50)의 내부로 유입된 배기가스는 1차적으로 타공홀(51)을 통해 커버링튜브(90)의 내측 공간으로 배출되고, 여기서 흡음 재(100)에 의한 흡음 작용이 이루어진다.

즉, 긴 경로의 배기파이프(소음기 이전 부분)를 통해 유입되는 충격파가 소음기 내부의 공간으로 방출되어 퍼지기 전에 상기 흡음재(100)에 의한 흡음 작용이 이루어지므로 충격파에 의한 날카로운 소음인 래스핑 노이즈가 크게 저감된다.

이어 입구파이프(50)의 제2챔버 내측 부분에 형성된 타공홀(52)을 통해 배기가스의 일부가 제2챔버 내로 배출됨으로써 압력 강하가 이루어진다.

이러한 두 번째 타공홀(52)을 통한 배출을 통해 100Hz 근방 및 그 이하의 저주파수 감쇠가 이루어져 부밍소음이 감소하게 됨으로써 차량 실내에서 느끼는 중저레벨의 소음에 의한 압박감이 감소된다.

이어, 배기가스는 입구파이프(50)의 출구를 통해 제3챔버로 배출됨으로써 또 한 번의 압력강하가 이루어지고, 중간파이프(60)를 통해 제1챔버로 유입된다.

제1챔버의 배기가스는 출구파이프(70)의 입구와 그 부분에 형성된 타공홀(71)을 통해 출구파이프(70)내로 유입되어 소음기의 외부로 배출된다.

이와 같이 배출경로의 길이가 충분히 확보되고, 그 경로상에서 다단의 압력강하가 이루어짐에 따라 래스핑 노이즈 이외의 다양한 주파수 영역의 소음 감쇠작용이 이루어지게 된다.

결과적으로 본 발명에 따른 소음기는 일반적인 부밍소음 및 고주파 기류음 뿐만 아니라, 충격파에 의한 래스핑 소음까지 모두 저감시킬 수 있게 되는 장점을 가진다.

도 1은 종래 소음기의 내부 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 내부 구조도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 하우징 20,30,40 : 제1,2,3격벽

50 : 입구파이프 51,52 : 타공홀

60 : 중간파이프 70 : 출구파이프

71 : 타공홀 80 : 흡음재

90 : 커버링튜브 100 : 흡음재

Claims (3)

1. 입구측 벽과 출구측 벽 및 제1,2,3격벽(20,30,40)에 의해 내부에 제1,2,3챔버가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되는 입구파이프(50), 중간파이프(60), 출구파이프(70)를 갖춘 자동차의 소음기에 있어서,

   상기 입구파이프(50)의 전반부에 다수의 타공홀(51)이 형성되고, 상기 타공홀(51) 형성 부분 전체를 둘러싸는 커버링튜브(90)가 설치되며, 상기 커버링튜브(90)의 내측 공간에 흡음재(100)가 충진되는 한편,

   상기 입구파이프(50)의 후반부에 다수의 타공홀(52)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 소음기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 입구파이프(50)가 상기 하우징(10)의 입구측 벽과 제1격벽(20)과 제2격벽(30)에 관통 설치되어, 그 입구는 소음기 이전의 배기파이프에 연결되고, 출구는 상기 제3챔버로 개방된 것을 특징으로 하는 자동차의 소음기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 입구파이프(50) 전반부의 타공홀(51) 형성 부분과 이를 둘러싸는 상기 커버링튜브(90) 및 그 내부에 충진되는 흡음재(100)가 상기 제1격벽(20)을 지나 제2챔버의 내부까지 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 소음기.

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