KR100276246B1 - Muffler for vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A muffler for a vehicle is provided to increase an output of an engine with reducing noise by forming a plurality of venturi tubes in a noise-proof tube after forming the noise-proof tube in a triple structure. CONSTITUTION: A noise-proof tube(21) installed in a case(20) is constructed as a multi-pipe structure. A plurality of venturi tubes(28) are installed in the noise-proof tube(21), so that an energy loss is reduced when exhaust gas passes through an expansion chamber from the noise-proof tube(21). An inlet pipe(12) is fixed to one end of the case(20), and an outlet pipe(14) is fixed to the other end of the case(20). The inlet and outlet pipes(12,14) are communicated with the noise-proof tube(21) formed in the case(20). The venturi tube(28) includes a shrink end(32) having a sectional area which is gradually reduced in a radial direction about a center of the noise-proof tube(21), and an expansion end having a sectional area which is gradually enlarged in the radial direction about a center of the noise-proof tube(21).

Description

자동차용 소음기Automotive Silencer

본 발명은 자동차용 소음기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소음기 내부의 배치되는 소음관을 3중 구조로 형성한 다음, 이 소음관에는 단면적이 가변되는 다수의 벤튜리관을 형성하여 소음효과를 높이고 배기가스의 간섭을 최소화하여 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 자동차용 소음기에 관한 것이다.The present invention relates to a silencer for automobiles, and more particularly, to form a noise tube disposed inside the silencer in a triple structure, and then to the noise tube to form a plurality of venturi tubes having a variable cross-sectional area to increase the noise effect. It relates to a vehicle silencer that can increase the output of the engine by minimizing the interference of the exhaust gas.

자동차의 배출가스를 그 배출원에 따라 구분하여 보면, 연료와 공기의 혼합기가 실린더 내에서 연소된 다음 배기관을 통해 대기로 방출되는 배기가스와, 연료탱크 내의 가솔린이 증발되는 증발가스 및 피스톤과 실린더 벽과의 틈새를 통해 연소실의 혼합기나 미연소가스가 크랭크 케이스로 유출되는 블로바이 가스로 나눌 수 있다.The car's emissions are classified according to their source: the mixture of fuel and air is combusted in the cylinder and then exhausted to the atmosphere through the exhaust pipe, the evaporated gas from which the gasoline in the fuel tank evaporates, the piston and the cylinder wall. It can be divided into a blow-by gas in which the combustion chamber's mixer or unburned gas flows into the crankcase through the gap between the and the combustion chamber.

이중에서, 배기다기관을 통해 엔진으로부터 배출되는 배기가스 내에는 많은 유해가스가 포함되어 있으며, 환경오염을 방지하기 위해서는 이들 유해가스를 대기 중으로 방출되기 전에 촉매 컨버터(catalytic converter)에 의해 처리하여 무해한 가스로 변환시켜 방출하여야 한다.Among them, the exhaust gas discharged from the engine through the exhaust manifold contains a large number of harmful gases, and in order to prevent environmental pollution, these harmful gases are treated by a catalytic converter before being released into the atmosphere and are harmless. Should be converted to and released.

엔진의 내부에서 연소된 연소가스는 배기밸브의 개방에 따라 배기 파이프를 거쳐 촉매 컨버터로 유입된다. 촉매 컨버터는 배기가스 중에 포함되어 있는 각종 유해물질을 산화 환원반응에 의해 제거한다. 촉매 컨버터를 통과한 배기가스는 다음의 도 1에 도시된 소음기로 유입된다.Combustion gas combusted inside the engine is introduced into the catalytic converter through the exhaust pipe as the exhaust valve is opened. The catalytic converter removes various harmful substances contained in the exhaust gas by redox reaction. The exhaust gas passing through the catalytic converter is introduced into the muffler shown in FIG.

도 1에 도시된 종래의 자동차용 소음기는 케이스(10)의 내부에 다공성 흡음재(8)가 충진되어 이를 통해 소음을 흡수하는 흡수 소음기이다. 케이스(10)에는 촉매 컨버터로부터 배기가스가 유입되는 유입 파이프(2) 및 유입된 배기가스를 방출하는 배출 파이프(4)가 연결되어 있으며, 케이스(10)의 내부에 배치되는 소음관(6)에는 다수의 구멍(6a)이 천공되어 있다.The conventional automobile silencer shown in FIG. 1 is an absorbing silencer that absorbs noise through the porous sound absorbing material 8 in the case 10. An inlet pipe 2 through which the exhaust gas flows from the catalytic converter and a discharge pipe 4 through which the exhaust gas flows out are connected to the case 10, and the sound pipe 6 disposed inside the case 10 is connected to the case 10. In the hole, a plurality of holes 6a are drilled.

따라서, 유입 파이프(2)를 통해 케이스(10)내부에 충격적으로 유입되는 배기가스는 진동에 의해 소음관(6)에 천공된 구멍(6a)을 통해서 흡음재(8)로 채워진 소음기 내부의 팽창실로 유입된다. 배기가스는 여기에서 흡음재(8)와의 마찰로 진동 에너지가 소진되어 거의 충격이 없는 상태로 배출 파이프(4)를 통해 외부로 방출된다. 차량에 따라서는 2개의 소음기를 채용하는 경우도 있다.Accordingly, the exhaust gas that is shockingly introduced into the case 10 through the inlet pipe 2 passes into the expansion chamber inside the silencer filled with the sound absorbing material 8 through the hole 6a drilled into the sound pipe 6 by vibration. Inflow. The exhaust gas is discharged to the outside through the discharge pipe 4 in a state where the vibration energy is consumed by friction with the sound absorbing material 8 and there is almost no impact. Depending on the vehicle, two silencers may be employed.

이러한 구성을 지닌 종래의 자동차용 소음기에서는 음파의 에너지를 흡수하는 흡음재로서, 글래스나 울(wool), 석면 또는 암면등이 상용되는데, 이들은 모두 다공성이므로 오랜기간 사용하면 배기가스에 포함되어 있는 수분이나 탄소입자 등에 의해 소음관에 형성되어 있는 구멍이 막혀서 흡음성능이 저하되며, 공진에 의한 이음의 발생으로 정숙성이 저하되는 문제가 있다.As a sound absorbing material absorbing the energy of sound waves in a conventional automobile silencer having such a configuration, glass, wool, asbestos, or rock wool are commonly used, and since they are all porous, the moisture contained in exhaust gas The hole formed in the noise tube is blocked by carbon particles, so that the sound absorbing performance is lowered, and there is a problem that the quietness is lowered due to the generation of the noise by resonance.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 소음기 내부의 배치되는 소음관을 3중 구조로 형성한 다음, 이 소음관에는 단면적이 가변되는 다수의 벤튜리관을 형성하여 소음효과를 높이고 배기가스의 간섭을 최소화하여 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 자동차용 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention forms a noise tube disposed inside the silencer in a triple structure, and then the noise tube forms a plurality of venturi tubes having a variable cross-sectional area to increase the noise effect and reduce the exhaust gas. It is an object of the present invention to provide an automobile silencer that can increase the output of the engine by minimizing interference.

도 1은 종래의 자동차용 소음기의 구성을 보인 단면도,1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional automobile silencer;

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 구성을 보인 단면도,2 is a cross-sectional view showing the configuration of a silencer according to the present invention;

도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.

도 4는 도 3의 B부분 확대도.4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 3;

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

12:유입 파이프 14:배출 파이프12: inlet pipe 14: discharge pipe

20:케이스 22, 24, 26:제 1, 2, 3파이프20: Case 22, 24, 26: First, 2, 3 pipes

28:벤튜리관 30:확대단부28: Venturi building 30: Enlarged end

30':트롯부 32:축소단부30 ': Trot 32: Reduced end

상술한 본 발명의 목적은 촉매 컨버터를 통과한 배기가스의 배기음을 감소시켜 외부로 배출하기 위한 자동차용 소음기에 있어서, 촉매 컨버터로부터 배기가스가 유입되는 유입 파이프와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출 파이프가 연결되어 있는 케이스와, 이 케이스내에서 유입 파이프와 배출 파이프를 연결하는 것으로, 제 1 내지 제 3파이프가 소정의 간격으로 이격된 상태로 배치되어 있으며, 이들 파이프는 서로 다수의 벤튜리관에 의해서 결합되어 있는 소음관으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기에 의해 달성된다.An object of the present invention described above is an automobile silencer for reducing exhaust noise of exhaust gas that has passed through a catalytic converter and discharging it to the outside. The pipes are connected to each other, and the inlet pipes and the discharge pipes are connected to each other in the case, and the first to third pipes are arranged to be spaced apart at predetermined intervals, and the pipes are arranged in a plurality of venturi tubes. It is achieved by a silencer for automobiles, characterized in that composed of sound pipes coupled by.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 소음기에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 2 to 4 will be described in detail for the vehicle silencer according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 소음기의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 도 2에서 선 A-A를 따라 취한 단면도이며, 도 4는 도 3의 B부분 확대도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of a silencer according to the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of portion B of FIG.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 배기가스의 간섭을 최소화하여 엔진 출력의 저하를 막기 위한 방안으로, 케이스(20)내부에 배치되는 소음관(21)을 다중 파이프 구조로 형성한 다음, 이 소음관(21)에는 다수의 벤튜리관(28)을 형성하여, 배기가스가 소음관(21)으로부터 케이스(20)내부의 팽창실(C)로 통과하는 과정에서 에너지 손실을 최소화 하였다.First, as shown in Figure 2, in a preferred embodiment of the present invention to minimize the interference of the exhaust gas to reduce the engine output, the sound pipe 21 disposed inside the case 20 is multi-pipe After forming the structure, a number of venturi tubes 28 are formed in the sound pipe 21 so that the exhaust gas passes from the sound pipe 21 to the expansion chamber C inside the case 20. Losses were minimized.

케이스(20)일단에는 촉매 컨버터를 지난 배기가스가 유입되는 유입 파이프(12)가 고정되어 있으며, 타단에는 유입된 배기가스를 다음의 리어 소음기 또는 테일 파이프를 통해 외부로 방출하는 배출 파이프(14)가 고정되어 있다. 이들 유입 파이프(12) 및 배출 파이프는 케이스(20)내의 소음관(21)에 의해서 연통되어 있다.At one end of the case 20, an inlet pipe 12 through which the exhaust gas passing through the catalytic converter is fixed is fixed, and at the other end, an exhaust pipe 14 for discharging the inlet exhaust gas to the outside through the following rear silencer or tail pipe. Is fixed. These inflow pipes 12 and the discharge pipes are communicated by the noise pipe 21 in the case 20.

소음관(21)에 형성된 다수의 벤튜리관(28)은 도 3에 도시한 바와 같은 구조를 지니고 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 소음관(21)에 형성된 벤튜리관(28)의 구성을 보면, 소음관(21)의 중심으로부터 반경방향 외측으로 갈수록 점차 단면적이 줄어드는 축소단부(32)와, 단면적이 점차 증대되는 확대단부(30)를 이루어져 있다. 이들 축소단부(32)와 확대단부(30)는 트롯부(30')를 기준으로 볼 때, 소음관(21)의 반경방향으로 대칭되게 형성되어 있다.The plurality of venturi tubes 28 formed in the noise tube 21 have a structure as shown in FIG. 3. As shown here, in the configuration of the venturi tube 28 formed in the noise tube 21, the reduced end 32 gradually decreases in cross-sectional area from the center of the noise tube 21 toward the radially outer side, and the cross-sectional area thereof. The enlarged end portion 30 is gradually increased. These reduced ends 32 and enlarged ends 30 are formed symmetrically in the radial direction of the sound pipe 21 when viewed from the trot 30 '.

이와 같은 확대단부(30)와 축소단부(32)로 구성된 다수의 벤튜리관(28)을 통해 소음관(21)내부의 배기가스가 케이스(20)내의 팽창실(C)로 배출되기 때문에, 단면적이 변화되는 벤튜리관(28)을 통과하는 과정에서 에너지 손실이 발생되어 소음을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.Since the exhaust gas inside the noise tube 21 is discharged into the expansion chamber C in the case 20 through the plurality of venturi tubes 28 including the enlarged end 30 and the reduced end 32, the cross-sectional area is increased. Energy loss is generated in the process of passing through the changed venturi tube 28 to effectively reduce the noise.

도 4를 참조하면, 본 발명의 소음관(21)에 형성된 다수의 벤튜리관(28)의 구조를 상세히 알 수 있다. 벤튜리관(28)을 지나는 각지점에서의 배기가스의 에너지 손실관계는 다음의 수학식 1과 2로 표시할 수 있다.Referring to Figure 4, it can be seen in detail the structure of the plurality of venturi tube 28 formed in the noise tube 21 of the present invention. The energy loss relationship of the exhaust gas at each point passing through the venturi tube 28 may be expressed by the following equations (1) and (2).

벤튜리관(28)의 유입구(P1')와 트롯부(P2')사이에서의 에너지 손실(E1)관계는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The energy loss E1 relationship between the inlet port P 1 ′ of the venturi tube 28 and the trot portion P 2 ′ may be expressed by Equation 1 below.

Figure 1019970077294_B1_M0001
Figure 1019970077294_B1_M0001

여기에서, P1과 P2는 각각, 유입구(P1')와 트롯부(P2')에서의 압력이고, υ1과 υ2는 각각, 유입구(P1')와 트롯부(P2')에서의 비체적이며, hL1은 1차 손실수두이다.Here, P 1 and P 2 are the pressures at the inlet (P 1 ′) and the throat (P 2 ′), respectively, and υ 1 and υ 2 are the inlet (P 1 ′) and the throat (P 2 ), respectively. Specific volume in '), h L1 is the first loss head.

다음에, 벤튜리관(28)의 트롯부(P2')와 유출구(P3')사이에서의 에너지 손실(E2)관계는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Next, the energy loss E2 relationship between the trot portion P 2 ′ and the outlet P 3 ′ of the venturi tube 28 may be expressed by Equation 2 below.

Figure 1019970077294_B1_M0002
Figure 1019970077294_B1_M0002

여기에서, P2와 P3는 각각, 트롯부(P2')와 유출구(P3')에서의 압력이고, υ1과 υ2는 각각, 트롯부(P2')와 유출구(P3')에서의 비체적이며, hL2는 2차 손실수두이다.Here, P 2 and P 3 are the pressures at the throat P 2 ′ and the outlet P 3 ′, respectively, and υ 1 and υ 2 are the throat P 2 ′ and the outlet P 3, respectively. Specific volume in '), h L2 is the second loss head.

이들 수학식에서 알 수 있는 바와 같이, 벤튜리관(28)을 지나는 배기가스는 소음관(21)의 내부와 팽창실을 오고가는 과정에서 에너지를 잃게 되어 배기저항이 감소됨으로써, 소음의 발생이 줄어드는 것을 알 수 있다.As can be seen from these equations, the exhaust gas passing through the venturi tube 28 loses energy in the course of traveling between the interior of the sound tube 21 and the expansion chamber, thereby reducing the exhaust resistance, thereby reducing the occurrence of noise. Able to know.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 소음기 내부의 3중 파이프로 구성된 소음관을 배치한 다음, 이 소음관에는 단면적이 가변되는 다수의 벤튜리관을 형성하였기 때문에, 소음효과가 향상되며 배기가스의 간섭을 최대한 억제하여 엔진의 출력을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention described above, since the sound pipe composed of triple pipes inside the silencer is arranged, the sound pipe is formed with a plurality of venturi tubes having a variable cross-sectional area, so that the noise effect is improved and the interference of the exhaust gas is improved. There is an advantage to increase the output of the engine by suppressing as much as possible.

이점이 있다.There is an advantage.

Claims (2)

촉매 컨버터를 통과한 배기가스의 배기음을 감소시켜 외부로 배출하기 위한 자동차용 소음기에 있어서,In the silencer for automobiles to reduce the exhaust noise of the exhaust gas passing through the catalytic converter to discharge to the outside, 상기 촉매 컨버터로부터 배기가스가 유입되는 유입 파이프(12)와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출 파이프(14)가 연결되어 있는 케이스(20)와,A case 20 to which an inlet pipe 12 through which the exhaust gas flows from the catalytic converter, and a discharge pipe 14 through which the introduced exhaust gas is discharged are connected; 상기 케이스(20)내에서 상기 유입 파이프(12)와 배출 파이프(14)를 연결하는 것으로, 제 1 내지 제 3파이프(22, 24, 26)가 소정의 간격으로 이격된 상태로 배치되어 있으며, 이들 파이프(22, 24, 26)는 서로 다수의 벤튜리관(28)에 의해서 결합되어 있는 소음관(21)으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.By connecting the inlet pipe 12 and the discharge pipe 14 in the case 20, the first to third pipes 22, 24, 26 are arranged at a predetermined interval, These pipes (22, 24, 26) is a silencer for automobiles, characterized in that composed of sound pipes 21 are coupled to each other by a plurality of venturi pipes (28). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 벤튜리관(28)은 트롯부(30')를 중심으로 반경방향 내측에 배치되는 축소단부(32)와 반경방향 외측에 배치되는 확대단부(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 소음기.The venturi tube (28) is a silencer for automobiles, characterized in that consisting of a reduction end portion (32) disposed radially inward with respect to the trot portion (30 ') and an enlarged end portion (30) disposed radially outward.
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