KR100372106B1 - 내연기관용 머플러의 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머플러에 유입되는 배기가스에 의한 배기소음 저감과 엔진출력 향상을 동시에 달성할 수 있는 반능동 소음기의 핵심 부품이면서 접촉 소음을 저감시키고 리턴 스프링의 내구력을 향상시킬 수 있는 내연기관용 머플러의 밸브에 관한 것으로,

내연기관용 머플러에 있어서,

끝단의 외주연에 스프링시트가 형성되는 파이프와;

일측이 개방되어 상기한 파이프의 일측 단부가 수용되고, 타측은 유입된 배기가스가 외주연에 형성된 다수의 관통공으로 흐르도록 폐쇄된 원통과;

상기 파이프의 스프링시트에 일단이 탄력지지되며, 타단은 상기 원통의 개방부 내주연에 형성되는 스프링시트에 탄력지지되는 스프링; 으로 구성되어 배기가스가 유입되면 배기가스의 압력에 의해 상기 원통의 폐쇄부를 밀게 되어 상기 관통공으로 배기가스의 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 원통의 폐쇄부는 유입되는 배기가스를 상기 관통공 측으로 원활히 흐르도록 내측으로 중앙이 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내연기관용 머플러의 밸브{Valve of muffler}

본 발명은 내연기관용 머플러의 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세미 액티브 머플러에 적용되는 밸브의 구조를 개선한 내연기관용 머플러의 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 머플러는 배기관 도중에 팽창실을 설치하여 내벽간의 음파 반사나 공명현상을 이용하여 음을 감쇠하거나 배기가스의 통로에 음파와의 마찰에 의하여 음향에너지를 작게 하는 흡음재를 넣는 방법을 취한다.

배기가스를 대기중으로 방출하기 전에 압력과 온도를 저하시켜 급격한 팽창과 폭음을 억제한다.

1mm 두께의 강판을 원통으로 하여 내부에 다량의 구멍이 뚫린 여러개의 파이프와 칸막이를 설치하여 배기가스가 소음기로 들어가 칸막이와 작은 구멍을 통과할 때 서서히 팽창되고 압력과 온도가 저하되어 폭음을 방지한다.

배기가스의 온도는 600~700℃ 이며 음속이 340r/sec 가 되므로 소음기의 체적은 행정 체적의 12~20배가 정도가 좋다.

일예로 원통형 소음기는 3개의 원통을 동심이 되도록 조합한 소음기로, 원통의 중앙으로 들어간 배기가스는 작은 파이프를 통하여 다음 원통으로 이동하고 원통의 외곽에 설치되어 있는 파이프로 나간다.

이 때 압력과 온도가 저하되어 폭음을 방지한다.

이러한 종래의 머플러를 도 4에 도시하고 있다.

머플러(2)는 배기 메니폴드에 연결되는 배기관의 파이프에 연결되는하우징(4)과, 이 하우징(40) 내를 일정간격으로 분활하는 제1,2배플 플레이트(6,8)와, 제1,2배플 플레이트(6,8)에 의해 제1,2챔버(10,12)와, 공명챔버(14)로 나뉘어지고 있다.

그리고 배기관의 파이프에 연결되면서 제1,2배플 플레이트(6,8)를 관통시켜 제1파이프(16)를 설치하고 있다.

제1파이프(16)에는 제2챔버(12) 측으로 배기가스의 배출이 이루어지게 구멍(18)을 형성하고 있다.

상기 제1파이프(16)에 병렬로 일측에 배치되면서 제1챔버(10) 측에 밸브(20)를 설치한 후 제1,2배플 플레이트(6,8)를 관통하는 제2파이프(22)를 배치 설치하고 있다.

상기 밸브(20)의 개폐 작동시 접촉음을 저감시키기 위하여 제2파이프(22)의 저접촉면에 와이어 메쉬 등의 완충재를 부착하고 있다.

제2파이프(22)의 일측에 제1,2배플 플레이트(6,8)를 관통하면서 대기중으로 배기가스의 배출이 이루어지게 제3파이프(24)를 설치하고 있다.

제3파이프(24)의 일측에 제1배플 플레이트(6) 만을 관통하는 제4파이프(26)를 설치하여 이루어지고 있다.

이러한 머플러(2)는 배기가스가 제1파이프(16)를 통해 유입되면 일부는 공명챔버(14)로 유입되어 배기음은 감쇄되고, 또 일부는 구멍(18)을 통해 제2챔버(12)로 배출이 이루어진다.

제2챔버(12)로 유입된 배기가스는 제4파이프(26)를 거쳐 제1챔버(10)로 유입된 후 제3파이프(24)를 통해 대기중으로 배출된다.

이 때 통상의 저,중속 상태에서 머플러의 제1파이프(16)를 통해 공명챔버(14)로 배기가스가 유입되면 제2파이프(22)에 설치된 밸브(20)는 제2파이프(22)를 닫은 상태를 유지한다.

상기와 바와 같이 머플러(2)의 작용이 이루어지다가 고속 주행이 이루어지면 이때는 제2파이프(22)의 밸브(20)는 반대로 증가되는 배기가스의 압력에 의해 개폐가 이루어진다.

이러한 종래기술은 밸브의 닫히는 범위를 정하는 스톱퍼가 설치되어 있으나, 열리는 각도를 규제하는 스톱퍼가 없고 단지 리턴 스프링의 인장력에 의존하므로 밸브의 개구각도 산포가 발생하는 문제점이 있다.

이로서 배압 산포 및 엔진성능 산포가 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 밸브 스프링에 과도한 힘이 작용하므로 내구력의 부족우려와, 밸브 닫힘 때의 접촉소음 저감을 위하여 와이어 메쉬로 된 완충재를 적용하나 완충재가 오랜기간을 사용될 경우 하드하게 변형되어 완충역활이 떨어지고 접촉 소음이 증대되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 머플러에 유입되는 배기가스에 의한 배기소음 저감과 엔진출력 향상을 동시에 달성할 수 있는 반능동 소음기의 핵심 부품이면서 접촉 소음을 저감시키고 리턴 스프링의 내구력을 향상시킬 수 있는 내연기관용 머플러의 밸브를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

배기가스의 소음을 저감시키기 위해 하우징 내부에 다수의 파이프와 격벽이 형성되는 내연기관용 머플러에 있어서,

끝단의 외주연에 스프링시트가 형성되는 파이프와;

일측이 개방되어 상기한 파이프의 일측 단부가 수용되고, 타측은 유입된 배기가스가 외주연에 형성된 다수의 관통공으로 흐르도록 폐쇄된 원통과;

상기 파이프의 스프링시트에 일단이 탄력지지되며, 타단은 상기 원통의 개방부 내주연에 형성되는 스프링시트에 탄력지지되는 스프링; 으로 구성되어 배기가스가 유입되면 배기가스의 압력에 의해 상기 원통의 폐쇄부를 밀게 되어 상기 관통공으로 배기가스가 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기한 원통의 폐쇄부는 유입되는 배기가스를 상기 관통공 측으로 원활히 흐르도록 내측으로 중앙이 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 밸브가 장착된 내연기관의 머플러를 도시한

도면.

도 2는 본 발명에 의한 머플러의 밸브를 확대도시한 도면.

도 3은 본 발명의 의해 구성된 머플러 밸브의 작동상태도.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 머플러 31 : 하우징

32 : 제1배플 플레이트 33 : 제2배플 플레이트

34 : 제1챔버 35 : 제2챔버

36 : 공명챔버 40 : 파이프

41 : 스프링시트 50 : 원통

51 : 관통공 52 : 스프링시트

53 : 폐쇄부 60 : 스프링

100 : 밸브

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 실시예를 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 밸브가 장착된 내연기관의 머플러를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 머플러의 밸브를 확대도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 의해 구성된 머플러 밸브의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 머플러를 지시하는 것이며, 도면부호 100은 상기 머플러 내부에 형성되는 밸브를 지시하는 것이다.

상기한 머플러(30)는 종래와 같이 배기 매니폴드에 연결되는 배기관의 파이프에 연결되는 하우징(31)과, 이 하우징(31) 내를 일정간격으로 분할하는 제1,2배플 플레이트(32,33)와, 제1,2배플 플레이트(32,33)에 의해 제1,2챔버(34,35)와 공명챔버(36)로 구성된다. 그리고 배기관의 파이프에 연결되면서 제1,2배플 플레이트(32,33)를 관통하는 제1파이프(37)가 설치된다. 또한, 상기 제1파이프(37)에는 제2챔버(35) 측으로 배기가스의 배출이 이루어지게 구멍(37a)이 형성된다. 그리고 상기 파이프(40)의 일측에 제1,2배플 플레이트(32,33)를 관통하면서 대기중으로 배기가스의 배출이 이루어지게 제3파이프(38)가 설치되고, 이 제3파이프(38)의 일측에 제1배플 플레이트(32)만을 관통하는 제4파이프(39)가 설치된다.

그리고 상기 제1파이프(37)에 병렬로 일측에 배치되면서 제1챔버(34) 측에 밸브(100)를 설치한 후 제1,2배플 플레이트(32,33)를 관통하는 파이프(40)이 형성된다.

특히, 상기 파이프(40)의 끝단 외주연에는 상기 스프링(60)의 일단을 탄력지지하기 위한 스프링시트(41)가 외측으로 돌출형성된다.

그리고 상기한 파이프(40)의 일측 끝단에 형성되는 밸브(100)는 상기 파이프(40)의 끝단에 씌워지는 원통(50)과, 이 원통(50)을 탄력지지하기 위한 스프링(60)으로 구성된다.

상기 원통(50)은 일측이 개방되어 상기 파이프(40)의 일단을 수용하게 되며, 타측은 파이프(40)를 통과하는 배기가스가 외주연에 형성되는 다수의 관통공(51)으로 흐를 수 있도록 폐쇄된다.

이 원통(50)의 개방측 내주연에는 상기 스프링(60)의 다른 일단을 탄력지지하기 위한 스프링시트(52)가 형성되며, 폐쇄부(53)는 파이프(40)를 통과한 배기가스가 상기 관통공(51) 측으로 원활하게 흐를 수 있도록 내측으로 중앙이 돌출형성된다.

상기와 같이 구성되는 파이프(40)의 일단에는 상기 원통(50)이 씌워지는데, 상기 파이프(40)의 외주연에 스프링(60)을 수용되어 원통(50)이 상기 스프링(60)에 의해 탄력지지된다.

본 발명에 의해 이상과 같이 구성되는 머플러 밸브의 작동을 설명하면 다음과 같다.

차량의 저,중속 주행시에는 배기관을 통해 머플러(30)로 유입되는 배기가스는 압력이 낮기 때문에 파이프(40)에 설치된 밸브(100)는 개구되지 않는다. 즉, 배기가스가 제1파이프(37)를 통해 유입되면 유입되면 일부는 공명챔버(36)로 유입되어 배기음이 감쇄되고, 또 일부는 구멍(37a)을 통해 제2챔버(35)로 배출이 이루어진다. 제2챔버(35)로 유입된 배기가스는 제4파이프(39)를 거쳐 제1챔버(34)로 유입된 후 제3파이프(38)를 통해 대기중으로 배출된다.

그리고 고속주행이 이루어지면 이 때는 파이프(40)의 밸브(100)가 반대로 증가되는 배기가스의 압력에 의해 개방된다.

즉, 배기가스의 압력이 상기한 원통(50)의 폐쇄부(53)를 밀게되면 상기 스프링(60)이 가압되면서 상기 원통(50)에 형성된 관통공(51)을 통해 제1챔버(34)로 배기가스가 유입된다. 이렇게 제1챔버(34)로 유입된 배기가스는 제3파이프(38)를 통해 대기로 방출된다.

이상과 같이 구성되는 머플러의 밸브는 파이프를 통해 배출되는 배기가스가 원통의 관통공으로 균등하게 배출되므로서 밸브의 작동 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라, 밸브를 구성하는 스프링의 탄성유지력이 길어져 밸브의 내구성이 길어지는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 배기가스의 소음을 저감시키기 위해 하우징 내부에 다수의 파이프와 격벽이 형성되는 내연기관용 머플러에 있어서,

   끝단의 외주연에 스프링시트(41)가 형성되는 파이프(40)와;

   일측이 개방되어 상기한 파이프(40)의 일측 단부가 수용되고, 타측은 유입된 배기가스가 외주연에 형성된 다수의 관통공(51)으로 흐르도록 폐쇄된 원통(50)과;

   상기 파이프(40)의 스프링시트(41)에 일단이 탄력지지되며, 타단은 상기 원통(50)의 개방부 내주연에 형성되는 스프링시트(52)에 탄력지지되는 스프링(60); 으로 구성되어 배기가스가 유입되면 배기가스의 압력에 의해 상기 원통(50)의 폐쇄부(53)를 밀게 되어 상기 관통공(51)으로 배기가스의 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 머플러의 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 원통(50)의 폐쇄부(53)는 유입되는 배기가스를 상기 관통공(51) 측으로 원활히 흐르도록 내측으로 중앙이 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 머플러의 밸브.