KR960006078B1 - 가변식 공명기를 갖춘 흡기관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가변식 공명기를 갖춘 흡기관

제 1 도는 일반적인 헬름홀츠 공명기의 원리를 나타낸 도면.

제 2 도는 종래의 자동차용 공명기를 갖춘 흡기관의 개략도.

제 3 도는 본 발명의 자동차용 공명기를 갖춘 흡기관의 일실시예를 보인 도면.

제 4 도는 본 발명의 자동차용 공명기를 갖춘 흡기관의 다른 실시예를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3,13,23 : 흡기관로 4,14,15,24,25 : 개구

5,16,26 : 공동 17,18,27 : 밸브

본 발명은 자동차용 가변식 공명기를 갖춘 흡기관에 관한 것으로서 특히 각각 다른 주파수 대역에 발생되는 음의 공명을 제거하도록 주파수 대역에 따라 가변하는 가변식 공명기에 관한 것이다.

제 1 도는 일반적인 헬름홀츠 공명기(Helmholtz resonator)를 도시한 것으로 작은 개구와 기밀을 유지하는 공동으로 구성되어 공명기의 기하학적 형상요소에 상응하는 공명을 일으키는 주파수의 음파가 입사되면 개구내부의 유체는 심하게 진동을 하면서 적절하게 설계된 공동에 의해 반대 위상차를 갖는 동일 주파수의 반사파를 발생(공명)시킨다.

즉, 라는 공식에서

(여기서, C는 음속, A : 개구의 단면적, V는 공동의 체적 L : 개구의 길이이다)

흡기관의 관로내에서 발생된 특정주파수의 소음의 반대위상차를 갖는 주파수로 공명하도록 개구의 단면적 (A), 공동의 체적(V) 및 개구의 길이(L) 등을 관로 주위에 적절한 형태로 변형 설치하여 각각 위상이 다른 두음파를 중첩시키므로써 감쇄하도록 하는 것이다. 여기서, 음속(C)은 온도와 압력에 따라 개구의 길이(L)은 형상에 따라 보정된다.

이와같이 일반적인 자동차내에는 전술한 헬름홀츠 공명기의 원리를 이용하여서 자동차엔진 흡기장치의 흡기관로(3)에 일정한 길이의 개구(4)를 갖으며 기밀을 유지한 채 일정한 체적의 공동(5)을 설치하므로서 흡기장치내의 공기의 압력 변환에 따른 소음중에 하나의 특정주파수와 그의 조화주파수(HARMONICFREQUENCY)에 해당하는 소음만 감쇄할 수 있었다.

그러나 자동차의 엔진은 다양한 주행조건(트랜스밋션의 기어단수, 차량속도, 스로틀밸브의 개도 등)에 따라서 광범위 대역의 회전수(RPM)로 운전되므로 다양한 주파수의 소음이 발생한다. 따라서 종래의 단일 개구형 공명기로서는 넓은 엔진 회전수(RPM) 대역의 모든 소음을 제거하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 여러가지의 대역을 갖는 주파수의 소음을 제거하도록 관로(13)의 일측에 형성된 복수개의 개구(14),(15)와 상기 개구(14),(15)의 타단에 형성되며 기밀을 유지한채 일정한 체적을 가지는 공동(16)과, 상기 관로(13)와 개구(14),(15) 사이에 설치되어 여러 대역의 공명 주파수에 따라 선택적으로 개폐되는 복수개의 밸브(17),(18)로 구성된 가변식 공명기를 갖춘 흡기관을 제공하여 흡기장치 내부에서 발생하는 소음을 제거하도록 하는 것이 목적이다.

이하 첨부도면에 의거해서 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 구성을 제 3 도를 참조하여 살펴보면, 흡기관로(13)의 일측에 형성된 복수개의 개구(14),(15)와, 상기 개구(14),(15)의 타단에 형성되며 기밀을 유지한 채 일정한 체적을 가지는 공동(16)과 상기 관로(13)와 개구(14),(15) 사이에 설치되어 여러 대역의 공명 주파수에 따라 선택적으로 개폐되는 복수개의 밸브(17),(18)로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명의 가변식 공명기의 일실시예를 제 3 도를 참조하여 살펴보면, 흡기장치의 관로(13)에 2개의 개구(14),(15)가 형성되며 공동(16)의 체적(V₂)은 일정하고 개구(14),(15)의 길이(L₂, L₂')와 단면적(A₂,A₂')은 다르다. 따라서 전술한 공식에서 보았듯이 양 개구(14),(15)의 길이(L₂, L₂')와 단면적(A₂,A₂')을 각각 다른 주파수에서 공명이 발생하도록 적절하게 변화시키고, 흡기관로(13)와 개구(14),(15) 사이에 각각 단면적이 서로 다른 밸브(17),(18)를 설치한 후, 밸브(17)만 개방했을 때는 개구(14)의 길이(L₂) 및 단면적(A₂)와 공동(16)의 체적(V₂)에 의해 의도된 공명 주파수와 그의 조화주파수들에 해당하는 소음을 제거하고, 밸브(18)만 개방했을 때는 개구(15)의 길이(L₂') 및 단면적(A₂')와 공동(16)의 체적(V₂)에 의해 또 하나의 의도된 공명주파수와 그의 조화주파수들에 해당하는 소음을 제거한다. 그리고 밸브(17),(18)을 모두 개방했을 때는 상기 두가지의 의도된 공명주파수와 그의 조화주파수들에 의해 중첩된 제 3의 공명주파수와 그의 조화주파수에 해당하는 소음을 제거한다.

이와같이 각각의 공명주파수에 대해서 선택적으로 밸브(17),(18)들이 열리고 닫히도록 하는 것은 종래의 전자제어장치를 갖춘 자동차와 같이 엔진회전수를 입력 신호로 하는 전자제어장치(ECU)와 액츄에이터를 사용하여 제어하도록 한다.

그리고 제 4 도는 또다른 실시예를 도시한 도면으로서 하나의 개구(24)와 일정체적(V₃)의 공동(26)으로 구성하고 다른 개구(25)는 흡기관로(23)에서 분기하여 개구(24)와 연결되도록 한다. 여기서 각각의 개구의 단면적(A₃)은 서로 같으며 개구의 길이(L₃, L₄)는 서로 다르게 구성되고 동공의 체적(V₃)은 서로 같다. 이와같이 2개의 개구(24),(25)가 서로 만나는 지점에 밸브(27)를 설치하여서 발생된 공명주파수에 대해 선택적으로 밸브(27)를 개폐시키므로서 소음을 제거하도록 한다.

그리고 본 발명의 구성은 제 3 도 및 제 4 도에만 한정되는 것이 아니고 예를들면 개구의 수가 2개에 한정되지 않고 그 이상으로 형성될 수 있으며 개구의 길이 및 단면적 그리고 밸브가 설치되는 위치 등 모든 구성은 일방 기술계에 알려진 방식에 따라 예를 들면 공동이 관로주위에 공간을 절약하는 방식으로 구성되는 것과 같이 합리적으로 변형되어 구성될 수 있다.

따라서 본 발명은 종래의 공명기와 다르게, 여러 공명 주파수 대역을 포괄하는 가변식 공명기를 제공하므로서 흡기장치내의 공기의 압력변동 및 엔진의 흡기밸브 진동에 의한 소음을 효율적으로 제거하도록 하는 유용한 것이다.

Claims (1)

1. 엔진흡기장치에 설치된 관로(13)의 일측에 형성된 복수개의 개구(14),(15)와, 상기 개구(14),(15)의 타단에 형성되며 기밀을 유지한채 일정한 체적을 가지는 공동(16)과, 그리고 엔진회전수(RPM)을 입력신호로 하는 전자제어장치에 의해 선택적으로 개폐되는 복수개의 밸브(17),(18)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변식 공명기를 갖춘 흡기관.