KR100412602B1 - 자동차의 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기계의 도중에 다공판의 가이드를 따라 수직이동되는 차단판이 배기가스의 세기에 따라서 수직이동되므로서 배기계를 통과하는 배기가스의 양을 조절하여 소음 및 배압이 감소되도록 하는 자동차의 배기 시스템에 관한 것으로,

엔진의 배기 매니폴드 후방으로 배기 파이프, 메인 머플러, 서브 머플러 등과 같은 배기계가 형성되는 것에 있어서,

상기한 배기계의 도중에 형성되는 다공판과;

상기한 다공판에 형성되는 가이드에 의해 상하이동되며 배기가스의 흐름을 차단하게 되는 차단판과;

상기한 차단판과 브라켓으로써 연결되어 유입되는 배기가스의 세기에 의한 양력으로 상기 차단판을 상하이동시키는 에어포일; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 배기 시스템{Exhaust system using airfoil}

본 발명은 자동차의 배기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기계의 도중에 다공판의 가이드를 따라 수직이동되는 차단판이 배기가스의 세기에 따라서 수직이동되므로서 배기계를 통과하는 배기가스의 양을 조절하여 소음 및 배압이 감소되도록 하는 자동차의 배기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기 시스템은 연소의 생성물인 고온, 고압의 가스를 대기중으로 방출할 뿐만 아니라, 그 때 발생된 연소음을 감쇄시키는 장치로서의 역할을 하는 것이다. 이러한 배기계의 기능은 크게 소음저감과 배압저감이라는 두 가지로 크게 나눌 수 있으며, 현재까지는 머플러나 배기 파이프 등의 형상을 최적화하므로서 소음저감 및 배압저감의 기능에 충실하게 설계되어 왔다.

특히, 최근에는 소음저감과 배압저감이라는 두가지 요소를 모두 만족시키려는 시도가 계속해서 진행되었고, 이러한 욕구를 만족하기 위한 목적으로 가변 머플러(Dual mode muffler)가 개발되어 장착되어지고 있다. 상기한 가변 머플러는 저속 영역과 고속 영역의 상반되는 두 가지 조건을 모두 만족시키기 위하여 머플러 내부에 밸브를 설치하여 저속 영역에서는 밸브를 닫고 고속 영역에서는 밸브를 열도록 구성되었다.

상기와 같은 가변 머플러는 기존의 고정된 배기계 형상 및 머플러 구조로는 다양한 엔진 RPM 영역에서 효과적인 성능을 발휘하기가 쉽지 않았던 단점을 보완하기 위하여 밸브개폐를 통해 2가지 서로 다른 머플러 구조를 가지도록 설계한 것이다. 즉, 상기한 종래의 가변 머플러 시스템은 밸브를 통해 머플러를 통과하는 배기유동의 경로를 바꾸는 방식이다. 그러나 상기한 방식은 밸브의 개폐를 통해서만 구조가 변경되도록 되어 있고, 실제 엔진을 단순히 두 가지 조건(저RPM, 고RPM)으로만 가정하여 조정되도록 구성되어 있다. 따라서 종래의 가변 머플러 시스템에서는 엔진의 회전 및 배기량에 민감하게 그 구조를 변경시킬 수 없는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 배기계의 도중에 다공판의 가이드를 따라 수직이동되는 차단판이 배기가스의 세기에 따라서 수직이동되므로서 배기계를 통과하는 배기가스의 양을 조절하여 소음 및 배압이 감소되도록 하는 자동차의 배기 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

엔진의 배기 매니폴드 후방으로 배기 파이프, 메인 머플러, 서브 머플러 등과 같은 배기계가 형성되는 것에 있어서,

상기한 배기계의 도중에 형성되는 다공판과;

상기한 다공판에 형성되는 가이드에 의해 상하이동되며 배기가스의 흐름을 차단하게 되는 차단판과;

상기한 차단판과 브라켓으로써 연결되어 유입되는 배기가스의 세기에 의한 양력으로 상기 차단판을 상하이동시키는 에어포일; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 배기 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 주요부인 차단판 및 에어포일의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 배기 시스템의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 배기 시스템의 작동상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 배기계 30 : 다공판

32 : 구멍 34 : 가이드

40 : 차단판 42 : 에어포일(Airfoil)

44 : 브라켓

이하, 본 발명의 구성과 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 배기 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 주요부인 차단판 및 에어포일의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 배기 시스템의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 배기 시스템의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의한 배기계를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 다공판을 지시하는 것이다.

상기한 배기계(20)는 엔진의 배기 매니폴드 후방에 형성되는 배기 파이프, 메인 머플러, 서브 머플러 등을 표현하는 것이고, 설명의 편의상 그 단면 형상 및 크기에는 제한을 두지 않고, 사각형상의 통로로서 표현한다.

상기한 배기계(20)의 도중에는 다공판(30)이 형성되는데, 배기계(20)는 대부분 수평으로 장착되므로서 상기 다공판(30)은 수직으로 설치되는 것이 바람직하다. 상기 다공판(30)에는 소정의 간격을 두고 다수의 구멍(32)이 형성되고, 양측으로는 후설할 차단판(40)의 상하이동을 안내하기 위한 가이드(34)가 형성된다.

상기한 차단판(40)은 가이드(34)에 양단이 끼워진 채로 상하이동이 가능하도록 형성되는데, 상기 차단판(40)의 전방측에는 에어포일(Airfoil)(42)이 형성된다. 상기 에어포일(42)은 브라켓(44)으로써 차단판(40)에 지지된다. 상기 에어포일(42)의 측단면 형상은 마치 비행기 날개 형상과 같이 유선형으로 형성되어 유체의 흐름에 따라 양력이 발생되도록 형성된다. 즉, 배기가스가 유입되면 전달되는 양력만큼 공중으로 뜨게 형성되고, 그에 따라 상기 차단판(40)이 상측으로 이동되도록 형성된다.

그리고 배기가스의 흐름이 없어 상기한 에어포일(42)이 하강될 때에는 소정의 높이 이하로 내려가지 않도록 하기 위한 스톱퍼(50)가 배기계의 내측벽에 형성되거나, 상기한 에어포일(42)의 일측에 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 형성되는 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되면 연료의 연소과정에서 발생된 배기가스가 배기 매니폴드를통해 배기계로 전달된다.

배기계(20)로 유입되는 배기가스는 엔진의 운전 영역에 따라 그 세기 및 용량에 차이가 나는데, 엔진이 저속 영역에서 운전 중일 때는 배기가스의 세기 및 용량이 적으며, 엔진이 고속 영역에서 운전 중일 때는 배기가스의 세기 및 용량은 상대적으로 많게 된다.

우선 엔진이 저속 영역에서 운전 중일 때는 도 3과 같이 배기가스가 에어포일(42)에 미치는 크지 않게 된다. 따라서 차단판(40)은 하측에 위치하게 되고, 도면과 같이 개방된 구멍(32)측으로만 배기가스가 통과되어 배기된다. 이 과정에서 배기가스가 통과되는 단면적이 축소되므로서 부밍 소음이 감소된다. 이 때는 배압의 영향이 적으므로 배기가스가 통과되는 단면적이 축소되어도 무방하다.

그리고 엔진이 고속 영역에서 운전 중이 때는 배기가스가 통과되는 단면적의 크기가 상대적으로 커지게 되므로서 기류음이 저감된다. 이 때는 배압영향이 크기 때문에 배기가스가 통과되는 단면적의 크기가 상대적으로 증대되어야 한다. 즉, 에어포일(42)에 걸리는 양력이 상대적으로 커지게 되므로서 배기가스의 유동압력이 커지는 만큼 상부로 많이 뜨게 된다. 그러면 차단판(40)이 보다 높게 상승되어 다공판(30)의 구멍(32)이 많이 개방되어진다.

상기와 같이 본 발명에 의해 형성된 배기 시스템은 배기 유동에 따라 아주 민감하게 변할 수가 있고, 최적의 배기 성능을 얻을 수가 있게 된다. 또한, 스프링과 같은 주변장치 없이도 간단하게 구성되므로서 제작이 용이하고 제작비용이 적게 든다.

이상과 같은 배기 시스템은 배기 파이프 뿐만이 아니라 메인 머플러나 서브 머플러에도 적용이 가능한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 배기 유동의 크기에 따라 배기가스가 통과되는 단면적의 크기가 민감하게 변하게 되므로서 최적의 배기 성능이 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 배기 소음이 저감되고 배압이 감소되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진의 배기 매니폴드 후방으로 배기 파이프, 메인 머플러, 서브 머플러 등과 같은 배기계가 형성되는 것에 있어서,

   상기한 배기계(20)의 도중에 형성되는 다공판(30)과;

   상기한 다공판(30)에 형성되는 가이드(34)에 의해 상하이동되며 배기가스의 흐름을 차단하게 되는 차단판(40)과;

   상기한 차단판(40)과 브라켓(44)으로써 연결되어 유입되는 배기가스의 세기에 의한 양력으로 상기 차단판(40)을 상하이동시키는 에어포일(42); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기 시스템.