KR20110062345A

KR20110062345A - 엔진의 소음 저감 장치

Info

Publication number: KR20110062345A
Application number: KR1020090119043A
Authority: KR
Inventors: 정현수; 한영호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2011-06-10

Abstract

본 발명은 상대적으로 저렴한 비용으로 구성될 수 있으면서도, 감쇄시킬 수 있는 소음의 주파수범위가 넓고, 간단한 구조적 변경으로 용이하게 감쇄대상 주파수영역을 변경시킬 수 있어서, 적절한 설계자유도를 제공해 줄 수 있는 엔진의 소음 저감 장치를 제공한다.

공명챔버, 넥, 흡기관, 터보차져

Description

엔진의 소음 저감 장치{Noise Reduction Apparatus for Engine}

본 발명은 엔진의 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 흡기관을 통해 방출되는 소음을 저감하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 가솔린 터보차져 엔진의 흡기계를 설명한 것으로서, 에어클리너(500)를 통해 흡입된 공기는 터보차져의 컴프레셔(502)에서 압축되어 스로틀밸브(504)를 통해 흡기매니폴드(506)로 공급되도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 엔진에서 운전자가 가속페달을 갑자기 놓는 경우와 같이, 상기 스로틀밸브(504)가 급격히 닫히게 되는 경우가 발생되면, 상기 컴프레셔(502)에서 가압된 공기의 흐름이 급격이 차단되면서 국부적인 압력의 비정상적인 상승이 발생하게 되므로, 이를 억제하기 위해 도시된 바와 같이 컴프레셔(502)의 후방과 전방을 연결하는 바이패스관(508)에 RCL(Recirculation)밸브(510)를 구비하여, 컴프레셔(502) 후방의 압력을 전방쪽으로 해소시킬 수 있도록 한다.

그런데, 상기와 같이 RCL밸브(510)가 개방되면, 상기 컴프레셔 출구측의 압력파가 컴프레셔 입구측을 통해 역류하여 에어클리너(500)를 거쳐 대기중으로 방사되면서 엔진의 소음을 발생시키게 된다.

종래 상기한 바와 같은 엔진 소음을 감쇄시키기 위해 상기 컴프레셔 전방에 도시된 바와 같은 레조네이터(512)를 구비하도록 하고 있는데, 비교적 가격이 비싸고 감쇄시킬 수 있는 소음의 주파수범위가 좁아서 충분한 소음저감 성능을 기대하기 어려운 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상대적으로 저렴한 비용으로 구성될 수 있으면서도, 감쇄시킬 수 있는 소음의 주파수범위가 넓고, 간단한 구조적 변경으로 용이하게 감쇄대상 주파수영역을 변경시킬 수 있어서, 적절한 설계자유도를 제공해 줄 수 있는 엔진의 소음 저감 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 엔진의 소음 저감 장치는

양단이 흡기관에 결합되고 자체로서 흡기관의 일부를 구성하도록 형성된 내 측관과;

상기 내측관의 외측에 일체로 형성되어, 상기 내측관의 외측면과 함께 서로 격리된 다수의 공명챔버를 형성하는 외측관과;

상기 각 공명챔버별로 서로 다른 형상으로 상기 내측관의 내부와 연통되도록 상기 내측관에 형성된 다수의 연통홀;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 양단이 흡기관에 결합되고 자체로서 흡기관의 일부를 구성하도록 형성된 내측관(1)과; 상기 내측관의 외측에 일체로 형성되어, 상기 내측관의 외측면과 함께 서로 격리된 다수의 공명챔버(3)를 형성하는 외측관(5)과; 상기 각 공명챔버별로 서로 다른 형상으로 상기 내측관의 내부와 연통되도록 상기 내측관에 형성된 다수의 연통홀(7)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 내측관(1)은 상기 외측관(5)보다 길게 형성되어 양쪽으로 돌출된 구조를 가짐으로써, 흡기관의 내측에 삽입되어 용이하게 결합이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

상기 공명챔버(3)는 상기 내측관(1)의 길이방향을 따라 차례로 형성되고, 상기 외측관(5)과 내측관(1) 사이는 다수의 차단벽(9)으로 연결되어 상기 공명챔버(3)를 형성한다.

본 실시예에서, 상기 내측관(1)은 원형파이프의 형상으로 형성되고, 상기 외측관(5)은 상기 내측관(1)과 동심원을 가지는 원형파이프의 형상으로 형성되어 있다.

상기 내측관(1)에 형성되는 연통홀(7)은 상기 내측관(1)의 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수의 원형홀(7-1)과, 상기 내측관의 내주면을 따라 길게 형성된 다수의 원호형홀(7-2)로 이루어진다.

물론, 상기 원형홀(7-1)에 의해 연통되는 공명챔버는 상기 원호형홀(7-2)에 의해 연통되는 공명챔버와는 격리된 구조이다.

본 실시예에서 상기 내측관(1)과 외측관(5) 사이의 공명챔버(3)는 상기 내측관(1)의 길이방향을 따라 2개가 형성되고, 상기 공명챔버(3)들 중 일측의 공명챔버 에는 상기 내측관의 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수의 원형홀(7-1)로 이루어진 연통홀이 형성되며, 상기 공명챔버들 중 타측의 공명챔버에는 상기 내측관의 내주면을 따라 길게 형성된 다수의 원호형홀(7-2)로 이루어진 연통홀이 구비된 구조이다.

상기 내측관과 외측관 사이에 형성되는 두 공명챔버(3)는 도시된 바와 같이 상기 내측관(1)의 외주면을 따르는 링형상으로 형성된다.

도 3의 좌측 공명챔버(3)는 상기 원형홀(7-1)에 의해 상기 내측관(1)의 내부에 연통되고, 우측의 공명챔버(3)는 상기 원호형홀(7-2)에 의해 상기 내측관(1)의 내부로 연통되는 구조인데, 상기 원형홀(7-1)은 개구된 면적이 상기 원호형홀(7-2)에 비하여 작아서 상대적으로 저주파용 넥(neck)의 기능을 하며, 이에 상응하여 상기 원호형홀(7-2)은 고주파용 넥의 기능을 한다.

결과적으로, 상기 좌측의 공명챔버는 저주파 소음을 저감시키는 기능을 담당하며, 우측의 공명챔버는 고주파 소음을 저감시키는 기능을 담당하는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 엔진의 소음 저감 장치는 상기 공명챔버를 복수개로 구성함에 의해 그 소음의 감쇄 주파수 대역이 비교적 넓게 확보될 수 있어서, 광범위한 소음저감 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 원형홀 형상의 연통홀의 직경이나, 상기 원호형홀 형상의 연통홀의 폭이나 길이 또는 이격 거리 등을 변경하면, 각각 대응하는 감쇄목표 주파수 대역이 변화하게 되며, 상기한 바와 같은 치수의 변경은 용이하게 이루어질 수 있으므로, 설계시에 용이하게 변경하여 해당 모델의 엔진에 손쉽게 최적화시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 구조의 소음 저감 장치는 플라스틱 사출이나 사출물의 결합 등의 방법으로 용이하고 저렴하게 구성할 수 있어서, 엔진의 단가를 저감시키는 데에 기여할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 엔진 흡기계의 구성을 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 엔진의 소음 저감 장치의 사시도,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 내측관 3; 공명챔버

5; 외측관 7; 연통홀

9; 차단벽

Claims

양단이 흡기관에 결합되고 자체로서 흡기관의 일부를 구성하도록 형성된 내측관과;

상기 내측관의 외측에 일체로 형성되어, 상기 내측관의 외측면과 함께 서로 격리된 다수의 공명챔버를 형성하는 외측관과;

상기 각 공명챔버별로 서로 다른 형상으로 상기 내측관의 내부와 연통되도록 상기 내측관에 형성된 다수의 연통홀;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 공명챔버는 상기 내측관의 길이방향을 따라 차례로 형성되고;

상기 외측관과 내측관 사이는 다수의 차단벽으로 연결되어 상기 공명챔버를 형성하는 것

을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 내측관은 원형파이프의 형상으로 형성되고;

상기 외측관은 상기 내측관과 동심원을 가지는 원형파이프의 형상으로 형성된 것

을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.
청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내측관에 형성되는 연통홀은 상기 내측관의 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수의 원형홀과, 상기 내측관의 내주면을 따라 길게 형성된 다수의 원호형홀로 이루어지고;

상기 원형홀에 의해 연통되는 공명챔버는 상기 원호형홀에 의해 연통되는 공명챔버와는 격리된 것

을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.
청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내측관과 외측관 사이의 공명챔버는 상기 내측관의 길이방향을 따라 2개가 형성되고;

상기 공명챔버들 중 일측의 공명챔버에는 상기 내측관의 내주면을 따라 일정한 간격으로 배치된 다수의 원형홀로 이루어진 연통홀이 형성되며;

상기 공명챔버들 중 타측의 공명챔버에는 상기 내측관의 내주면을 따라 길게 형성된 다수의 원호형홀로 이루어진 연통홀이 구비된 것

을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 내측관과 외측관 사이에 형성되는 두 공명챔버는 상기 내측관의 외주면을 따르는 링형상으로 형성된 것

을 특징으로 하는 엔진의 소음 저감 장치.