KR100356052B1 - 자동차의 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기배압 과다로 인한 엔진출력 감소 및, 배기온도 상승에 의한 터보차저의 내구력 저하를 방지하며, 터보차저 배기온도 상승에 의한 주변 부위의 온도상승으로 인한 주변부품의 열해를 방지하기 위한 머플러에 관한 것으로,

상부케이스와 하부케이스가 계합되어 내부에 공간을 이루는 케이스와;

상기 케이스의 내부에 다공판이 일정간격으로 수직 설치되어 케이스의 내부를 제1 내지 제 4 챔버로 구획되도록 하는 제 1 내지 제 3 배플과;

일측이 케이스의 외부와 연통되고, 타측이 제 3 챔버와 연통되도록 케이스 내부에 수평방향으로 형성되어 엔진에서 배출된 배기가스의 유입통로가 되는 유입파이프와;

일측이 제 1 챔버와 연통되고 타측이 케이스의 외부와 연통되어 케이스 내부로 유입된 배기가스가 외부로 배출되도록 형성되는 배출파이프와;

제 1 챔버와 제 3 챔버를 연결하도록 제 2 배플과 제 3 배플 상에 형성되는 중간파이프와;

상기한 제 4 챔버의 공간과, 상기 제 3 챔버를 지나는 배출파이프 도중의 외주에 채워져 배기소음과 배기열을 감쇄하는 흡음재; 로 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 케이스를 이루는 상하부케이스 둘레의 중간부분은 주름이 형성되며, 하부케이스의 일측은 높이를 낮게 하고 타측은 높이를 높게 형성하여 상기 케이스의 전체형상이 마름모꼴로 이루어지는 것을 특징으로 하고,

상기한 유입파이프와 배출파이프는 서로 수직상으로 위치되며, 상기 유입파이프의 앞부분 일부구간이 하향절곡된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 머플러{Muffler}

본 발명은 자동차의 머플러에 관한 것으로, 보다 자세하게는 배기배압 과다로 인한 엔진출력 감소 및, 배기온도 상승에 의한 터보차저의 내구력 저하를 방지하며, 터보차저 배기온도 상승에 의한 주변 부위의 온도상승으로 인한 주변부품의 열해를 방지하기 위한 자동차의 머플러에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에서 배출되는 배기가스는 엔진의 연소시 발생하는 폭발소음을 포함하고 있으며, 이러한 소음을 감쇄시키기 위한 머플러가 자동차에 탑재되고 있다.

도 4는 종래의 자동차용 머플러를 도시한 것으로서,

케이스(1)가 구성되고, 상기 케이스(1)의 내부를 제 1 내지 제 4 챔버(2~5)로 구획하는 다수의 배플(6)이 케이스(1) 내부에 수직방향으로 형성되어 있다.

그리고, 상기 케이스(1)의 내부에는 엔진으로부터 배출된 배기가스를 공급받기 위한 유입관(7)이 그 일측이 케이스(1) 외부와 연통되고 타측은 제 2 챔버(3)와 연통되도록 형성되고, 배출관(8)은 그 일측이 제 1챔버(2)와 연통되고 타측은 케이스(1)의 외부와 연통되도록 형성되어 있다.

상기 유입관(7)을 통해 유입된 배기가스가 케이스(1) 내부를 순환하여 배출관(8)을 통해 대기중에 배출될 수 있도록 하는 제 1 내지 제 3 유동관(9,10,11)이 케이스(1) 내부에 설치되는데, 제 1 유동관(10)은 제 3 챔버(4)와 제 4 챔버(5)를연결하도록 형성되며, 제 3 유동관(11)은 제 1 챔버(2)와 제 3 챔버(4)를 연결하도록 형성된다.

상기 제 3 유동관(11)의 외주면 상에는 상기 유입관(7)을 통해 공급된 배기가스가 제 1 챔버(2) 측으로 이동되도록 안내하는 다수의 유동홀(12)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 머플러의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진에서 배출된 배기가스가 유입관(7)을 통해 유입되어 그 중 일부는 제 2 챔버(3) 내부로 퍼지고, 나머지 일부는 제 1 유동관(9)를 통해 이동하여 제 4 챔버 (5)로 공급된다.

제 4 챔버(5)로 공급된 배기가스는 다시 제 3 유동관(10)을 통해 제 2 챔버 (4)로 이동하고, 제 2 챔버(4)로 이동된 배기가스는 제 3 유동관(11)을 따라 이동하고, 제 2 챔버(4)로 이동된 배기가스는 제 3 유동관(11)을 따라 이동하여 제 1 챔버(2)로 공급된다.

한편, 상기 유입관(7)을 통해 제 2 챔버(3)로 공급된 배기가스는 제 3 유동관(11)에 형성되어 있는 다수의 유동홀(12)을 통해 제 1 챔버(2)로 이동한다.

상기 설명에서와 같이 제 1 챔버(2)로 이동된 배기가스는 배출관(8)을 통해 대기중으로 배출되는 것이며, 상기 설명과 같이 유입관(7)을 유입된 배기가스가 여려개의 챔버(2~5)와 유동관(9~11)을 이동하는 과정에서 배기가스에 포함되어 있는 배기소음이 감쇄되는 것이다.

그러나, 종래의 머플러는 배기배압 과다로 인하여 엔진출력 감소 및 배기온도 상승에 의한 터버차저의 내구력 저하의 문제점 및, 터보차저 배기온도 상승에 의한 주변부의 온도 상승으로 주변부품이 열해를 입는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 보다 자세하게는 배기배압 과다로 인한 엔진출력 감소 및, 배기온도 상승에 의한 터보차저의 내구력 저하를 방지하며, 터보차저 배기온도 상승에 의한 주변 부위의 온도상승으로 인한 주변부품의 열해를 방지하기 위한 머플러를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

상부케이스와 하부케이스가 계합되어 내부에 공간을 이루는 케이스와;

상기 케이스의 내부에 다공판이 일정간격으로 수직 설치되어 케이스의 내부를 제 1 내지 제 4 챔버로 구획되도록 하는 제 1 내지 제 3 배플과;

일측이 케이스의 외부와 연통되고, 타측이 제 3 챔버와 연통되도록 케이스 내부에 수평방향으로 형성되어 엔진에서 배출된 배기가스의 유입통로가 되는 유입파이프와;

일측이 제 1 챔버와 연통되고 타측이 케이스의 외부와 연통되어 케이스 내부로 유입된 배기가스가 외부로 배출되도록 형성되는 배출파이프와;

상기한 유입파이프와 배출파이프의 측면에 제 1 챔버와 제 3 챔버를 연결하도록 제 1 배플과 제 2 배플에 양단이 각각 고정형성되는 중간파이프와;

상기한 제 4 챔버의 공간과, 상기 제 3 챔버를 지나는 배출파이프 도중의 외주에 채워져 배기소음과 배기열을 감쇄하는 흡음재; 로 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 케이스를 이루는 상하부케이스 둘레의 중간부분은 주름이 형성되며, 하부케이스의 일측은 높이를 낮게 하고 타측은 높이를 높게 형성하여 상기 케이스의 전체형상이 마름모꼴로 이루어지는 것을 특징으로 하고,

상기한 유입파이프와 배출파이프는 서로 수직상으로 위치되며, 상기 유입파이프의 앞부분 일부구간이 하향절곡된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 머플러의 정단면도.

도 2는 본 발명에 의한 머플러의 배기가스의 흐름을 설명하기 위해 도시한 단면도.

도 3은 도 1의 A-A선 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 머플러가 장착된 상태의 배기계를 도시한 도면.

도 5는 고속주행시 머플러 내의 배기가스 흐름을 설명하기 위한 도면.

도 6은 고속주행시 머플러 내의 배기가스 흐름을 설명하기 위한 도면.

도 7는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 메인머플러 21 : 상부케이스

22 : 하부케이스 23 : 케이스

31 ~ 34 : 제 1 챔버 내지 제 4 챔버

41 ~ 43 : 제 1 배플 내지 제 3 배플

51 : 유입파이프 52 : 배출파이프

53 : 중간파이프 60 : 흡음재

100 : 배기파이프

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다

도 1은 본 발명에 의한 머플러의 정단면도이며, 도 2는 본 발명에 의한 머플러의 배기가스의 흐름을 설명하기 위해 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 머플러가 장착된 상태의 배기계를 도시한 도면이고, 도 5와 도 6은 고속 및 저속주행시 머플러 내의 배기가스 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도면 중 도면부호 20은 배기계의 도중에 형성되어 배기소음 및 배기가스의 열을 감쇄시키기 위한 메인머플러이다.

상기한 메인머플러(20)는 일측으로는 배기가스가 유입이 되고, 타측으로는 상쇄된 배기가스가 배출되도록 배기파이프(100)의 도중에 형성된다.

상기한 메인머플러(20)의 케이스(23)는 상부케이스(21)와 하부케이스(22)가 상하로 계합되어 구성되는데, 상기한 상,하케이스(21,22)의 중간부분은 다수의 굴곡이 형성된 주름관으로 구성된다.

특히, 하부케이스(22)는 배기가스유입측의 높이가 낮으며 다른측의 높이는 높게 형성되므로서 케이스(23)의 전체형상은 마름모꼴을 이룬다.

케이스(23)의 내부에는 다공판으로 구성되는 제 1 내지 제 3 배플(41~43)이 일정간격으로 수직 설치되는데, 상기 제 1 내지 제 3 배플(41~43)에 의해 상기 케이스(23)의 내부는 제 1 내지 제 4 챔버(31~34)로 구획된다.

그리고 케이스(23)의 내부에는 배기가스가 유입되는 유입파이프(51)와, 배기가스가 배출되는 배출파이프(52)와, 유입파이프(51)와 배출파이프(52)의 측면에 나란히 중간파이프(53)가 형성된다.

상기한 유입파이프(51)는 일측이 케이스(23)의 외부와 연통되고, 타측은 제 3 챔버(33)와 연통되도록 케이스(23) 내부에 수평방향으로 형성되어 엔진에서 배출된 배기가스를 제 3 챔버로 안내하도록 되어 있다. 특히 제 1 챔버(31)를 지나는 유입파이프(51)의 구간은 하향으로 절곡되어 형성된다.

그리고, 배출파이프(52)는 일측이 제 1 챔버(33)와 연통되고 타측이 케이스(23)의 외부와 연통되어 케이스(23) 내부로 유입된 배기가스가 외부로 배출되도록 구성된다. 배출파이프(52)는 도면에서와 같이 유입파이프(51)와 서로 수직상으로 형성된다.

상기한 중간파이프(53)는 유입파이프(51)와 배출파이프(52)의 측면으로 제 1챔버(31)와 제 3 챔버(33)를 연결하도록 제 1 배플(41)과 제 2 배플(42)에 파이프의 양단이 각각 고정형성되는데, 상기 중간파이프(53)는 유입파이프(51)를 통해 제 3 챔버(33)로 유입된 배기가스를 제 1 챔버(31)와 연통된 배출파이프(52)로 유도하기 위한 것이다.

그리고, 제 2 챔버(32)를 가로지르는 유입파이프(51), 배출파이프(52), 중간파이프(53)의 도중에는 각각 다수의 타공홀(51a,52a,53a)이 형성된다.

그리고 상기한 제 4 챔버(34)에는 글라스 울(Glass wool)로 형성된 흡음재(60)가 가득 채워져 있고, 상기 제 3 챔버(33)를 지나는 배출파이프(52) 도중의 외주면에도 도면에서와 같이 흡음재(60)가 감싸져 있다.

배출파이프(52)의 도중에 형성되는 흡음재(60)는 외주에 타공홀(54a)이 형성된 별도의 파이프(54)에 의해 감싸워지고, 흡음재(60)가 위치하는 배출파이프(52)의 구간에는 다수의 타공홀(52b)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 머플러의 장착 및 작용과정을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되면 배기가스가 배출되고, 배출된 배기가스는 배기계를 거쳐 배기파이프를 통해 메인머플러(20)로 유입된다.

메인머플러(20)의 유입파이프(51)로 유입된 배기가스는 유입파이프를 따라 제 3 챔버(34)로 흐르게 되는데, 이때 배기가스의 밀도 및 흐르는 속도에 따라 유입파이프(51)의 도중에 형성된 타공홀(51a)로 배기가스의 일부가 빠져나가 제 2 챔버(32)로 흘러들어 가게 된다.

제 3 챔버(34)로 강하게 유입된 배기가스는 제 3 배플(43)의 타공홀(43a)을 통해 흡음재(60)가 채워진 제 4 챔버(34)로 유입되어 감쇄된 후 다시 제 3 챔버(33)로 흘러나오게 된다. 제 4 챔버(34)에 가득 채워진 흡음재(60)를 통과하면서 어느정도 감쇄되어 제 3 챔버(33)로 유입된 배기가스는 제 3 챔버(33)와 연통된 중간파이프(53)로 유입되어 제 1 챔버(31)로 안내된다. 이때 유입파이프(51)의 타공홀(51a)로 흘러 나온 배기가스는 중간파이프(53)의 타공홀(53a)로 유입되어 제 3 챔버(33)에서 제 1 챔버(31)로 유도되는 배기가스와 함께 제 1 챔버(31)로 흐르게 된다.

이렇게 제 1 챔버(31)로 유도된 배기가스는 제 1 챔버(31)와 연통된 배출파이프(52)로 유입되어 케이스(23)의 외부로 배출되어 배출파이프(52)와 연결된 배기파이프(100)로 흘러나가게 된다. 이 과정에서 배출파이프(52)로 흐르는 배기가스의 일부는 배기가스의 밀도 및 흐르는 속도에 따라 제 2 챔버(32)를 지나는 배출파이프(52)의 타공홀(52a)을 통해 제 2 챔버(32)로 흘러 들어 가거나, 제 3 챔버(33)의 도중에 형성된 타공홀(52b)을 통해 제 3 챔버(33)으로 흘러 들어 가게 된다. 이렇게 배출파이프(52)에서 제 2 챔버(32) 및 제 3 챔버(33)로 흘러나간 배출가스는 중간파이프(53)를 통해 다시 제 1 챔버(31)로 흘러들어 가게 된다. 상기 제 3 챔버(33)의 도중에 형성된 배출파이프(52)의 타공홀(52b)을 통해 제 3 챔버(33)로 흘러나가는 배기가스는 배출파이프(52)의 외주에 형성된 흡음재(60)를 통과하면서 감쇄된 후 중간파이프(53)로 흘러들어 가는 것이다.

즉, 차량의 주행속도에 따라 머플러(20)로 유입된 배기가스의 흐름을 설명하면 다음과 같다. 고속주행시에는 도 5와 같이 유입파이프(51)의 타공홀(51a)을 통과한 후 중간파이프(53)의 타공홀(53a)을 거쳐 배출파이프(52)의 타공홀(52a)로 유입되어 배기된다. 반대로 저속주행시에는 도 6과 같이 유입파이프(51)의 배출단(51b)에서 방출된 배기가스가 중간파이프(53)를 거쳐 배출파이프(52)의 유입단(52c)으로 유도된 후 배기된다.

이상과 같이 구성되는 머플러는 배기배압 과다로 인한 엔진출력 감소 및, 배기온도 상승에 의한 터보차저의 내구력 저하를 방지하며, 터보차저 배기온도 상승에 의한 주변 부위의 온도상승으로 인한 주변부품의 열해를 방지하는 커다란 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 상부케이스(21)와 하부케이스(22)가 계합되어 내부에 공간을 이루는 케이스(23)와;

   상기 케이스(23)의 내부에 다공판이 일정간격으로 수직 설치되어 케이스(23)의 내부를 제 1 내지 제 4 챔버(31~34)로 구획되도록 하는 제 1 내지 제 3 배플(41~43)과;

   일측이 케이스(23)의 외부와 연통되고, 타측이 제 3 챔버(33)와 연통되도록 케이스(23) 내부에 수평방향으로 형성되어 엔진에서 배출된 배기가스의 유입통로가 되는 유입파이프(51)와;

   일측이 제 1 챔버(31)와 연통되고 타측이 케이스(23)의 외부와 연통되어 케이스(23) 내부로 유입된 배기가스가 외부로 배출되도록 형성되는 배출파이프(52)와;

   상기한 유입파이프(51)와 배출파이프(52)의 측면에 제 1 챔버(31)와 제 3 챔버(33)를 연결하도록 제 1 배플(41)과 제 2 배플(42)에 양단이 각각 고정형성되는 중간파이프(53)와;

   상기한 제 4 챔버(34)의 공간과, 상기 제 3 챔버(33)를 지나는 배출파이프(52) 도중의 외주에 채워져 배기소음과 배기열을 감쇄하는 흡음재(60); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 머플러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 케이스(23)를 이루는 상하부케이스(21,22) 둘레의 중간부분은 주름이 형성되며, 하부케이스(22)의 일측은 높이를 낮게 하고 타측은 높이를 높게 형성하여 상기 케이스(23)의 전체형상이 마름모꼴로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 머플러.
3. 제 항에 있어서,

   상기한 유입파이프(51)와 배출파이프(52)는 서로 수직상으로 위치되며, 상기 유입파이프(51)의 앞부분 일부구간이 하향절곡된 것을 특징으로 하는 자동차의 머플러.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기한 머플러(20)로 유입된 배기가스의 흐름은 고속주행시에는 유입파이프(51)의 타공홀(51a)을 통과한 후 중간파이프(53)의 타공홀(53a)을 거쳐 배출파이프(52)의 타공홀(52a)로 유입되어 배기되고, 저속주행시에는 유입파이프(51)의 배출단(51b)에서 방출된 배기가스가 중간파이프(53)를 거쳐 배출파이프(52)의 유입단(52c)으로 유도되어 배기되는 것을 특징으로 하는 자동차의 머플러.