KR100612750B1

KR100612750B1 - 가변 머플러

Info

Publication number: KR100612750B1
Application number: KR1020040046385A
Authority: KR
Inventors: 정두고
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-08-21
Also published as: KR20050121312A

Abstract

본 발명은 엔진의 운전영역에 따라서 머플러 내부 공간을 나누는 챔버 간을 연결하는 중간 파이프의 배기가스 통과공의 영역을 가변시키므로서, 보다 능동적으로 배기소음이 배압이 감쇄될 수 있도록 하기 위한 가변 머플러에 관한 것으로,

격벽에 의해서 내부가 다수의 챔버로 분리형성되는 머플러의 전방과 후방에 각각 배기가스 유입측 인너 파이프와 배기가스 유출측 인너 파이프가 접속되고, 상기한 챔버 간에는 배기가스 흐름을 제어하기 위한 중간 파이프가 형성되는 머플러에 있어서,

상기한 중간 파이프의 배기가스 유출단에 마련된 고정벽에 내외측을 연통시키기 위한 관통공이 형성되고, 상기 중간 파이프의 외측으로 외측단이 폐쇄된 가동 파이프가 소정의 스트로크 내에서 가동될 수 있도록 씌워지되,

상기한 중간 파이프 및 가동 파이프의 외주 도중에는 상기 가동 파이프의 이동량에 따라서 배기가스 통과량이 조절될 수 있도록 하기 위한 다수의 소공이 각각 형성되고,

상기 중간 파이프의 고정벽과 가동 파이프의 외측벽 일측에는 가동 파이프에 중간 파이프 측으로 향하는 힘이 전달되도록 하기 위한 탄력수단이 형성된 것을 특징으로 한다.

가변 머플러, 가동 파이프, 스프링, 소공

Description

가변 머플러{Variable muffler}

도 1은 본 발명에 의한 가변 머플러의 단면도.

도 2는 본 발명의 요부를 확대도시한 도면.

도 3은 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 도면.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 가변 머플러 31 : 유입구

32 : 유출구 33 : 격벽

34 : 후방 챔버 35 : 중간 챔버

37 : 유입측 인너 파이프 38 : 유출측 인너 파이프

40 : 중간 파이프 41 : 고정벽

42 : 관통공 43 : 소공

50 : 가동 파이프 51 : 외측벽

52 : 축공 53 : 소공

60 : 탄력수단 61 : 로드

62 : 스프링 시트

본 발명은 가변 머플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 운전영역에 따라서 머플러 내부 공간을 나누는 챔버 간을 연결하는 중간 파이프의 배기가스 통과공의 영역을 가변시키므로서, 보다 능동적으로 배기소음이 배압이 감쇄될 수 있도록 하기 위한 가변 머플러에 관한 것이다.

차량의 배기 파이프는 엔진에서 발생된 배기가스를 배기 매니폴드로부터 차량의 후방측으로 유도하기 위한 배기가스 통로로써, 그 도중에는 소음감쇄를 위한 머플러가 장착된다.

특히, 머플러는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 머플러는 그 구조에 따라서 다양한 형식으로 구분된다. 머플러는 두께가 1mm 정도되는 강판을 이용하여 원통형상으로 제작되는 것이 일반적이며, 그 내부공간은 소음감쇄의 효과를 높이기 위해서 다수의 격벽에 의해서 여러개의 챔버로 나뉘어진다. 따라서 배기가스의 소음은 머플러 내에 다수 마련된 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력변동이 감소, 배기가스 온도의 저하 등으로 인하여 점차로 소음이 감쇄되는 것이다.

도 4는 종래의 일반적인 머플러의 단면도를 도시한 도면으로서, 통형상을 이루는 가변 머플러(10)의 양단에는 각각 배기가스 유입구(11)와 유출구(12)가 형성되고, 유입구(11)와 유출구(12) 사이의 내부공간에는 격벽(13)에 의해서 다수의 챔버(14,15,16)가 형성된다. 한편, 상기한 챔버들 간을 연결하는 다수의 인너 파이프 가 형성되는데, 우선 배기가스 유입구(11)를 통과한 배기가스가 후방 챔버(14)로 유도될 수 있도록 유입측 인너 파이프(17)가 형성되고, 후방 챔버(14)로 입력된 배기가스가 중간 챔버(15)로 유입될 수 있도록 하기 위한 중간 파이프(18)가 형성되고, 상기 중간 챔버(15)로 입력된 배기가스가 전방 챔버(16)를 우회하여 배기가스 유출구(12) 측으로 유도될 수 있도록 하기 위한 유출측 인너 파이프(19)가 형성된다. 특히, 상기한 중간 파이프(18)의 도중에는 후방 챔버(14)의 배기가스 압력에 의해서 개폐가 조절되는 가변 밸브(20)가 형성된다. 이 가변 밸브(20)는 스프링(21)으로 탄력지지되어 스프링력보다 배기가스 압력이 높으면 개방되어 후방 챔버(14) 내의 배기가스가 중간 챔버(15)로 유도되도록 구성되고, 스프링력보다 후방 챔버(14) 내의 배기가스 압력이 낮은 경우에는 닫힌 상태가 유지될 수 있도록 구성된다. 가변 밸브(20)의 동작에 의해서 중간 챔버(15)로 입력된 배기가스는 유출측 인너 파이프(19)의 입구로 입력된 후, 유출측 인너 파이프(19)를 통과하여 유출구(12) 측으로 흐르게 된다.

그런데 이상과 같이 머플러의 챔버 간에 마련되어 머플러의 배압을 조절하기 위한 가변 밸브는 그 형상이 비교적 복잡한 형태로 구성될 뿐만 아니라, 스프링과 같은 다수의 부품을 포함하여 구성되므로서 머플러 제작에 따른 비용이 비교적 많이 들게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 운전영역에 따라서 머플러 내부 공간을 나누는 챔버 간을 연결하는 중간 파 이프의 배기가스 통과공의 영역을 가변시키므로서, 보다 능동적으로 배기소음이 배압이 감쇄될 수 있도록 하기 위한 가변 머플러를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

이하, 본 발명에 의한 가변 머플러의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 가변 머플러의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 요부를 확대도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명이 적용되는 가변 머플러를 지시하는 것이고, 도면부호 50은 본 발명에 의한 가동 파이프를 지시하는 것이다.

상기한 가동 파이프(50)가 적용되는 가변 머플러(30)는 종래의 일반적인 머플러에서와 같이, 가변 머플러(30)의 몸체 내부공간이 격벽(33)에 의해서 다수의 챔버(34,35,36)로 구분된다. 그리고 가변 머플러(30)의 유입구(31)와 후방 챔버(34) 간에는 유입측 인너 파이프(36)가 연결되고, 중간 챔버(35)와 유출구(32) 간에는 전방 챔버(36)를 우회하는 유출측 인너 파이프(37)가 연결된다. 또한, 후방 챔버(34)와 중간 챔버(35) 간에는 본 발명에 의한 가동 파이프(50)가 장착될 중간 파이프(40)가 형성된다.

즉, 상기한 중간 챔버(35) 측으로 노출되는 중간 파이프(40)의 구간에 상기 가동 파이프(50)가 씌워지는 것이다. 특히, 가동 파이프(50)에 가동력을 부여하는 장치가 마련된 수 있도록 중간 파이프(40)의 외측단에는 고정벽(41)이 형성되고, 이 고정벽(41)의 도중에는 파이프의 내측과 외측이 서로 연통될 수 있도록 하기 위한 관통공(42)이 다수 형성된다.

가동 파이프(50)는 중간 파이프(40)의 외주연을 따라서 소정 스토로크 내에서 가동될 수 있도록 중간 파이프(40)의 외측에 씌워지며 두 파이프(40,50)가 교차되는 지점에는 소정 간격으로 다수의 소공(43,53)이 천공된다.

그리고 상기한 중간 파이프(40)의 소공(43)과 가동 파이프(50)의 소공(53)이 서로 엇갈린 상태 또는 교차된 상태가 될 수 있도록 하기 위한 장치로써 가동 파이 프(50)의 일단에 탄력수단(60)이 마련된다. 본 발명의 실시예에서는 이 탄력수단(60)으로 코일 스프링이 적용되었는데, 코일 스프링이 사용될 경우에 가동 파이프(50)의 외측벽(51)에 일단이 탄지되는 스프링의 다른 일단이 지지될 수 있도록 하기 위해서 상기한 중간 파이프(40)의 고정벽(41)으로부터 로드(61)가 연장형성되고, 상기 로드(61)의 외측단에 스프링 시트(62)가 일체로 형성된다. 상기한 로드(61)의 내측단은 중간 파이프(40)의 고정벽(41)에 고정장착되고, 그 도중은 가동 파이프(50)의 외측벽(51)을 관통하여 지나게 된다. 로드(61)의 도중이 끼워진 채로 원활한 동작이 이루어질 수 있도록 가동 파이프(50)의 외측벽(51)에 마련되는 축공(52)은 로드(61)의 지름보다 조금 큰 지름으로 형성된다.

이상과 같이 구성되는 가변 머플러의 작동상태를 설명한다.

엔진이 운전되어 배기계로 배기가스가 흐르게 되면, 상기한 가변 머플러(30)의 유입구(31)를 통하여 챔버 내부로 배기가스가 유입되어진다. 이 과정에서 배기가스는 우선 후방 챔버(34)로 유입되어 공명이 이루어지고, 후방 챔버(34) 내의 배기가스 압력에 높고 낮음에 따라서 상기한 가동 파이프(50)가 동작되어진다.

즉, 후방 챔버(34) 내부의 배기가스 압력이 낮은 상태인 경우에는 스프링과 같은 탄력수단(60)에 의해서 상기한 가동 파이프(50)가 중간 파이프(40)의 내측을 향하게 되고, 중간 파이프(40)의 소공(43)과 가동 파이프(50)의 소공(53)이 서로 위상을 달리하고 있는 상태가 되므로서, 상기한 소공(43,53)들을 통과하는 배기가스량은 많은 양이 되지 않게 된다.

반대로, 후방 챔버(34) 내부의 배기가스 압력이 높은 상태가 된 경우에는 탄 력수단(60)은 배기가스의 압력에 의해서 중간 파이프(40)의 외측으로 소정구간 밀린 상태가 되고, 중간 파이프(40)에 마련된 소공(43)과 가동 파이프(50)에 마련된 소공(53)의 위상이 서로 일치된 상태가 되거나, 양 소공이 서로 일치되는 구간이 많은 상태로 된다. 따라서 후방 챔버(34)에서 상기 중간 파이프(40)를 통하여 중간 챔버(35)로 흐르게 되는 배기가스량이 증가하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 가변 머플러에는 종래기술에 의한 가변 밸브를 대신하여 비교적 비용이 적게 되는 형태의 가동 파이프(50)가 장착되고, 후방 챔버(34) 내의 배기가스 압력에 의해서 상기 가동 파이프(50)가 능동적으로 동작되므로서 배기가스의 배압저감 측면 및 소음저감 측면에서 유리하게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 비교적 비용이 많이 드는 종래기술에 의한 가변 밸브를 대신하여 비교적 비용이 적게 되는 형태의 가동 파이프가 장착되므로서 가변 머플러의 설계비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 후방 챔버 내의 배기가스 압력에 의해서 상기 가동 파이프가 능동적으로 동작되므로서 배기가스의 배압저감 측면 및 소음저감 측면에서 유리하게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

격벽에 의해서 내부가 다수의 챔버로 분리형성되는 머플러의 전방과 후방에 각각 배기가스 유입측 인너 파이프와 배기가스 유출측 인너 파이프가 접속되고, 상기한 챔버 간에는 배기가스 흐름을 제어하기 위한 중간 파이프가 형성되는 머플러에 있어서,

상기한 중간 파이프(40)의 배기가스 유출단에 마련된 고정벽(41)에 내외측을 연통시키기 위한 관통공(42)이 형성되고, 상기 중간 파이프(40)의 외측으로 외측단이 폐쇄된 가동 파이프(50)가 소정의 스토로크 내에서 가동될 수 있도록 씌워지되,

상기한 중간 파이프(40) 및 가동 파이프(50)의 외주 도중에는 상기 가동 파이프(50)의 이동량에 따라서 배기가스 통과량이 조절될 수 있도록 하기 위한 다수의 소공(43,53)이 중간 챔버(35)의 구간에 한정하여 각각 형성되고,

상기 중간 파이프(40)의 고정벽(41)과 가동 파이프(50)의 외측벽(51) 일측에는 가동 파이프(50)에 중간 파이프(40) 측으로 향하는 힘이 전달되도록 하기 위한 탄력수단(60)이 형성되며,

상기 탄력수단(60)의 장착을 위해 중간 파이프(40)의 고정벽(41)의 외측으로 로드(61)가 일체로 연장형성되어지되, 상기 로드(61)는 가동 파이프(50)의 외측벽(51)이 움직임이 허용되도록 통과되고, 그 외측 끝단에 가동 파이프(50)의 외측벽(51) 사이에 스프링이 개재될 수 있도록 스프링 시트(62)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 가변 머플러.
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