KR100922049B1 - Apparatus for adjusting ventilation of exhaust pipe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 차량용 배기관의 배기조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 배기관으로 배출되는 배출가스의 배기를 조절하는 배기조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust control device for a vehicle exhaust pipe, and more particularly, to an exhaust control device for controlling the exhaust of the exhaust gas discharged to the exhaust pipe of the vehicle.
일반적으로 배기가스는 차량의 배기관을 통해 배출된다. 그리고, 차량의 배기관 크기는 차량의 최고 출력에 적합하도록 제작된다. 그런데, 차량이 주행하면서 RPM 출력을 점점 증가시키면 배기가스의 배출량이 많아지고 배기압력도 증가된다.In general, the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe of the vehicle. And, the exhaust pipe size of the vehicle is made to be suitable for the maximum power of the vehicle. However, if the RPM output is gradually increased while the vehicle is running, the amount of exhaust gas is increased and the exhaust pressure is also increased.
상기 배기관의 직경이 작은 경우, 저속 주행시에는 토크가 증가하여 배기가스의 배출이 원활하나 고속 주행시에는 배기가스의 배기압 상승에 따라 출력이 떨어지는 단점이 있다. 반대로, 배기관의 직경이 커지는 경우, 저속 수행시에는 출력이 제대로 나오지 않는 단점이 있으나, 고속 주행시에는 토크가 상승하여 차량이 고출력을 낼 수 있다. 따라서, 차량의 RPM 출력과 관계된 배기가스의 배출 압력에 따라 배기가스의 배출통로 크기를 조절해야할 필요가 있다.When the diameter of the exhaust pipe is small, the torque is increased at low speeds to smoothly discharge the exhaust gas, but at high speeds, the output decreases as the exhaust pressure increases. On the contrary, when the diameter of the exhaust pipe is large, there is a disadvantage in that the output does not come out properly at low speed, but the torque is increased during the high speed driving so that the vehicle can produce a high output. Therefore, it is necessary to adjust the exhaust passage size of the exhaust gas according to the exhaust pressure of the exhaust gas associated with the RPM output of the vehicle.
본 발명은, 배기가스가 배출되는 배기관의 배출통로 크기를 차량의 RPM 출력과 관계된 배기가스의 배출 압력에 따라 조절 가능하여 차량의 배기를 원활히 하고 배기 효율을 증가시키는 차량용 배기관의 배기조절장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides an exhaust control apparatus for a vehicle exhaust pipe that facilitates vehicle exhaust and increases exhaust efficiency by adjusting the exhaust passage size of the exhaust pipe through which exhaust gas is discharged according to the exhaust pressure of the exhaust gas related to the RPM output of the vehicle. The purpose is to.
본 발명은, 배기관의 내부에 배치되어 차량의 배기가스가 배출되는 제1배출구와, 상기 배기관의 내부에서 상기 제1배출구의 일측에 나란히 배치되는 제2배출구, 및 상기 제2배출구에 개폐 가능하도록 구비되고, 상기 배기가스의 압력이 증가함에 따라 개방 정도가 증가되면서 상기 제2배출구를 상기 배기가스의 추가 배출 경로로 사용되게 하는 개폐부를 포함하는 차량용 배기관의 배기조절장치를 제공한다.The present invention provides a first discharge port disposed inside the exhaust pipe to discharge exhaust gas of the vehicle, a second discharge port arranged side by side on one side of the first discharge port inside the exhaust pipe, and openable to the second discharge port. It is provided, and provides an exhaust control device for a vehicle exhaust pipe including an opening and closing portion to be used as an additional discharge path of the exhaust gas while the opening degree is increased as the pressure of the exhaust gas increases.
여기서, 상기 제1배출구는, 상기 배기가스의 배출방향에 대해 단면적이 좁아지는 벤츄리관 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 개폐부는, 상기 배기관 상에 회전 가능하도록 구비되는 구동축과, 상기 구동축에 연결되어 상기 제2배출구를 커버하고 상기 배기가스의 압력을 직접적으로 받아 회전하면서 상기 제2배출구를 개방 가능하고 회전 각도에 따라 상기 제2배출구의 개방 정도를 조절하는 개폐판, 및 상기 개폐판의 회전시 탄성 압축되어 상기 개폐판을 최초 위치로 회전시키는 탄성 복원력을 가하는 스프링부재를 포함할 수 있다.Here, the first discharge port may have a venturi tube shape in which the cross-sectional area is narrow with respect to the discharge direction of the exhaust gas. The opening and closing part may include a driving shaft rotatably provided on the exhaust pipe and connected to the driving shaft to cover the second outlet and rotate under direct pressure from the exhaust gas, thereby opening and rotating the second outlet. It may include an opening and closing plate for adjusting the opening degree of the second outlet according to the angle, and a spring member that is elastically compressed when the opening and closing plate is rotated to apply an elastic restoring force to rotate the opening and closing plate to the initial position.
또한, 상기 구동축의 단부는, 상기 배기관의 외측으로 연장될 수 있다. 이 때, 상기 차량용 배기관의 배기조절장치는 상기 구동축의 단부에 연결되어, 차량이 일정속도 이상으로 주행시 상기 차량의 주행방향과 반대방향으로 가해지는 풍력에 의해 회전되면서 상기 개폐판을 개방시키는 바람받이판을 더 포함할 수 있다.In addition, an end portion of the drive shaft may extend to the outside of the exhaust pipe. At this time, the exhaust control device of the vehicle exhaust pipe is connected to the end of the drive shaft, when the vehicle is traveling over a certain speed while the wind is rotated by the wind applied in the direction opposite to the driving direction of the vehicle windshield to open the opening and closing plate The plate may further include.
본 발명에 따른 차량용 배기관의 배기조절장치에 따르면, 배기가스가 배출되는 배기관의 배출통로 크기를 차량의 RPM과 관계된 배기가스의 배출 압력에 따라 조절 가능함에 따라 차량의 배기를 보다 원활히 하고 배기 효율을 향상시키는 이점이 있다. 즉, 배기가스의 배출 압력이 증가함에 따라 상기 개폐부가 점차로 개방되면서 제2배출구를 점차로 열어주어 배출 통로를 더욱 넓혀줌에 따라, 주행 속도 또는 RPM 증가에 따른 배기 효율의 효과적인 조절이 가능하며, 그에 따른 차량의 출력성능 저하를 방지할 수 있다. According to the exhaust control device for a vehicle exhaust pipe according to the present invention, the exhaust passage of the exhaust pipe exhaust gas can be adjusted according to the exhaust pressure of the exhaust gas associated with the RPM of the vehicle to facilitate the exhaust of the vehicle more smoothly and exhaust efficiency There is an advantage to improve. That is, as the exhaust pressure of the exhaust gas increases, the opening and closing portion gradually opens, thereby gradually opening the second discharge port, thereby widening the discharge passage, thereby effectively controlling the exhaust efficiency according to the running speed or RPM. It is possible to prevent a decrease in the output performance of the vehicle.
또한, 개폐부에 별도의 바람받이판을 구비하는 경우, 차량의 고속 주행 중 기어 변속 과정시 순간적으로 배기 압력이 떨어지더라도 주행 중에 바람받이판에 작용되는 풍력의 저항에 의해 개폐부가 폐쇄됨 없이 개방되게 조절함에 따라 기어 변속시 순간적으로 발생되는 차량의 출력 저하문제를 해소 가능하다.In addition, when a separate windshield is provided in the opening and closing portion, even if the exhaust pressure drops instantaneously during the gear shifting process during the high speed driving of the vehicle, the opening and closing portion is opened without being closed by the resistance of the wind force acting on the windshield during the driving. By adjusting, it is possible to solve the problem of the vehicle's power degradation which occurs momentarily during the gear shift.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기관의 배기조절장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 제2배출구가 약간 개방된 상태의 사시도이다. 도 3은 도 1의 정면도이고, 도 4는 도 1의 후면 사시도이다.1 is a perspective view of the exhaust control device for a vehicle exhaust pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of the second outlet in Figure 1 is slightly open. 3 is a front view of FIG. 1, and FIG. 4 is a rear perspective view of FIG. 1.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 차량용 배기관의 배기조절장치(100)는, 차 량의 배기관(10)에 설치되며, 제1배출구(110), 제2배출구(120) 및 개폐부(130)를 포함한다. 상기 배기가스는 상기 배기관(10)의 전단 입구를 통해 유입되어 후단 출구 측으로 배출 가능하다. 상기 전단 입구는, 상기 제1배출구(110)와 제2배출구(120)에 의해 2개의 경로로 구분된다.1 to 4, the
상기 제1배출구(110)는 상기 배기관(10)의 내부에 배치되어, 차량의 배기가스가 유입되어 배출되는 부분이다. 이러한 제1배출구(110)는 항상 개방되어 있어서 차량의 RPM 출력과 무관하게 상기 배기가스가 언제든 배출 가능한 상태로 존재한다.The
상기 제2배출구(120)는 상기 배기관(10)의 내부에서 상기 제1배출구(110)의 일측에 나란히 배치된다. 이러한 제2배출구(120)는 상기 개폐부(130)를 통해 입구가 개폐 가능하다. 따라서, 상기 배기관(10)의 전단 입구 측을 통해 유입되는 배기가스는, 상기 개폐부(130)의 동작에 따라 상기 제2배출구(120)를 통해 선택적으로 배출 가능하게 된다.The
이를 위해, 상기 개폐부(130)는 상기 제2배출구(120)에 개폐 가능하도록 구비되어, 상기 배기가스의 배출 압력이 증가함에 따라 개방 정도가 증가되면서 상기 제2배출구(120)를 상기 제1배출구(110)의 경로와 함께 상기 배기가스의 추가 배출 경로로 사용되게 한다. 즉, 상기 개폐부(130)에 의해 제2배출구(120)가 점차로 개방되는 경우, 배기가스의 압력을 떨어뜨려 배기가스의 배출을 더욱 원활히 하고 배출 속도를 빠르게 하여 고속 주행시에도 출력이 저하되지 않도록 한다.To this end, the opening and
일반적으로 시내 주행에서는 3000 RPM(ex, 가솔린 차량 기준으로 3단 변속 시, 약 80km/h 속도) 이상은 잘 이용하지 않는다. 따라서, 차량의 저속 주행 구간에서는 상기 제1배출구(110)의 제한된 직경으로도 차량의 출력에 큰 영향을 주지 않는다. 그러나, 고속 주행(3000 RPM 이상의 출력) 시에는 배기가스의 배출 압력이 증가되어 출력이 떨어지게 되므로, 상기 증가되는 배출 압력을 이용하여 상기 개페부(130)를 점차로 개방시켜, 차량의 출력 저하를 방지할 수 있는 것이다.In general, city driving is rarely used for more than 3000 RPM (eg, about 80 km / h for three-speed shifts based on gasoline vehicles). Therefore, the limited diameter of the
여기서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1배출구(110)는 배기가스의 배출 효율을 증가시키도록, 상기 배기가스의 배출방향에 대해 단면적이 점차로 좁아지는 벤츄리관 형태를 가진다. 즉, 상기 제1배출구(110)의 입구에 비해 출구를 좁게 만드는 경우, 차량의 저속 주행(초/중반) 구간시 토크를 상승시켜 배기가스의 배출 효율 및 차량의 출력 효율을 증가시키며, 예를 들면 리터 당 2km 정도의 연비 상승이 실현 가능하게 된다.2 to 4, the
이상과 같이, 상기 차량용 배기관의 배기조절장치(100)는, 배기가스가 배출되는 배기관(10)의 배출통로 크기를 차량의 RPM 출력과 연관된 배기가스의 배출 압력에 따라 조절 가능함에 따라 차량의 배기를 보다 원활히 하고 배기 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 배기가스의 배출 압력이 증가함에 따라 상기 개폐부(130)가 점차로 개방되면서 제2배출구(120)를 점차로 열어주어 배출 통로를 더욱 넓혀줌에 따라, 주행 속도 또는 RPM 증가에 따른 배기 효율의 효과적인 조절이 가능하며 배기를 원활히 함과 동시에 그에 따른 차량의 출력성능 저하를 방지할 수 있다.As described above, the
상기 개폐부(130)의 동작 예는 다음과 같다. 차량이 일정속도 이하로 주행할 경우, 상기 배기관(10)을 통해 유입되는 배기가스는 상기 제1배출구(110)를 통해서만 기본적으로 배기가 이루어지게 된다. 그런데, 차량이 기어를 변속하면서 주행속도를 점점 증가시키면 RPM도 증가하게 되고 배기가스의 배출량 및 그 압력은 점점 늘어나게 된다. 이후, 좀더 고속 주행시(ex, 3000 PRM 이상)에는 상기 배기가스의 배출이 더욱더 늘어나면서 배기가스의 압력이 증가되고 제1배출구(110)의 통로 만으로는 배출이 원활하지 못하게 된다. 여기서, 상기 배기가스의 배출이 원활하지 못한 경우, 차량의 출력 성능을 저하시키게 되며, 연비를 점점 떨어뜨리게 되는 원인이 된다. 즉, 차량이 고속 주행(ex, 3000 PRM 이상)하는 경우, 증가된 배기가스의 압력에 의해 개폐부(130)가 점차로 개방되어 제2배출구(120)를 점차 열어줌으로써 배출 통로를 넓혀주어 배기 동작을 더욱 원활히 할 수 있게 된다.An operation example of the opening and
상기 개폐부(130)의 구성 및 동작에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조로 하여, 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 이러한 개폐부(130)는 구동축(131), 개폐판(132), 스프링부재(133)를 포함한다.The configuration and operation of the opening and
상기 구동축(131)은 상기 배기관(10) 상에 회전 가능하도록 구비된다. 상기 개폐판(132)은 상기 구동축(131)에 연결되어 상기 제2배출구(120)를 커버하고, 상기 배기가스의 압력을 직접적으로 받아 회전하면서 상기 제2배출구(120)를 개방 가능하고, 그 회전의 각도에 따라 상기 제2배출구(120)의 개방 정도를 조절한다. 물론 상기 개폐판(132)의 회전 각도는 상기 배기가스의 배출 압력이 증가함에 따라 증가하고, 도 1의 실시예의 최대 회전 각도는 90도인 경우의 예이다.The
상기 스프링부재(133)는 상기 개폐판(132)의 회전시 탄성 압축되어, 상기 개 폐판(132)을 최초 위치로 회전시키는 탄성 복원력을 가한다. 스프링부재(133)의 설치예는 다음과 같다. 상기 구동축(131)의 단부는 상기 배기관(10)의 외측으로 연장 설치 가능하다. 이때, 상기 스프링부재(133)는 상기 구동축(131)의 단부 둘레에 끼워지되 일단과 타단이 상기 배기관(10)의 외벽 및 구동축(131)에 각각 고정되어, 상기 배기가스의 압력의 증가에 따른 개폐판(132)의 정회전시 점차로 탄성 압축되고 상기 배기가스의 압력 감소에 따른 개폐판(132)의 역회전시 점차로 탄성 복원 가능하다. 즉, 배기가스의 압력이 상기 스프링부재(133)의 탄성을 초과하여 증가하면 상기 개폐판(132)이 점차로 회전되기 시작하여 제2배출구(120)의 점차적인 개방이 가능하게 된다.The
도 3의 (a)는 차량이 저속 주행함에 따라 배기가스의 배출 압력이 약하게 작용하여, 상기 개폐부(130)의 개폐판(132)이 개방되지 않고 제2배출구(120)가 차단되어 제1배출구(110)를 통해서만 배기가 이루어지는 상태를 나타낸다. (b)는 차량이 고속 주행(ex, 3000 RPM 이상)하기 시작하면서 개폐판(132)에 배기가스의 압력이 점차로 작용하여 개폐판(132)이 약간 회전되어 제2배출구(120)가 일부 개방된 상태로서, 제1배출구(110)뿐만 아니라 제2배출구(120) 일부를 통해 배기가 이루어지는 경우를 나타낸다. (c)는 (b)의 경우에 비해 차량이 더욱더 고속 주행하는 경우로서, 개폐판(132)이 완전히 회전되어 배기관(10)의 상부벽에 접촉된 경우로서 상기 제2배출구(120)가 모두 개방됨에 따라, 제1배출구(110)와 제2배출구(120) 전체를 통해 배기가 이루어지는 상태를 나타낸다. 여기서, 물론 속도가 점차로 약해지면 차량의 출력이 감소되고 배기가스의 압력이 줄어듦에 따라 (c)는 (b) 상태에 서 (c) 상태로 점차로 복귀 가능하다.3A illustrates a weak discharge pressure of the exhaust gas as the vehicle travels at a low speed, so that the opening /
상기 배기조절장치(100)는 바람받이판(134)을 구비한다. 상기 바람받이판(134)은 풍력을 원활히 받을 수 있도록 차량의 외부에 노출되도록 설치 가능하다. The
이러한 상기 바람받이판(134)은 상기 구동축의 연장된 단부에 연결되어, 차량이 일정속도 이상으로 주행시 상기 차량의 주행방향과 반대방향으로 가해지는 풍력에 의해 회전되면서 상기 개폐판(132)을 개방 가능하다. 차량의 고속 주행 중에 3단에서 4단으로 기어 변속이 되면, RPM이 3000 이상에서 2600 정도로 순간적으로 떨어지게 되는데, 이에 따라 배기가스의 압력이 저하되면서 개폐판(132)이 다시 점차로 폐쇄되는 일이 발생될 수 있다. 이러한 경우, 차량의 속도에 탄력이 점차로 붙어서 2600에서 3000 이상의 RPM에 도달하는 시간(시속 100Km ~ 120Km 구간)까지는 상기 개폐판(132)이 계속 닫혀 있게 되어 차량의 순간 출력이 떨어지는 단점이 있다.The
상기 바람받이판(134)의 경우, 차량의 고속 주행시 그에 대응되는 풍력의 공기 저항을 받아서 직접 회전됨에 따라 상기 개폐판(132)이 폐쇄되지 않도록 개방시켜 줌으로써 기어 변속시 순간적으로 발생 가능한 차량의 출력 성능 저하 문제를 해결할 수 있는 것이다. 즉, 차량의 고속 주행 중 기어 변속 과정시 순간적으로 배기 압력이 떨어지더라도 고속 주행 구간 중에 바람받이판(134)에 작용되는 풍력의 저항에 의해 개폐판(132)이 폐쇄됨 없이 개방되게 조절 가능함에 따라, 기어 변속시 순간적으로 발생되는 차량의 출력 저하 문제를 해소할 수 있다.In the case of the
한편, 도 4의 (a)와 (b)를 참조하면, 상기 제1배출구(110)는 상술한 벤츄리관 형태를 갖되, 상기 제2배출구(120)와 인접한 제1배출구(110)의 일측면(110a) 부분은 상기 배기관(10)의 측면과 평행하도록 형성되어, 좌우 비대칭형 벤츄리관 형태를 갖는다. 상기 제1배출구(110)가 대칭형으로 구성되는 경우, 비대칭형에 비해 상기 제2배출구(120)의 통로 단면적이 상기 배출방향에 대해 더 많이 넓어지게 되므로, 상기와 같이 비대칭형으로 구성하는 것이 배출 효율 면에서 보다 효과적이다. 물론, 제2배출구(120) 또한 통로 단면적이 배출방향에 대해 점점 좁아지는 벤츄리관 형태로 변경 제작 가능함은 물론이다.Meanwhile, referring to FIGS. 4A and 4B, the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기관의 배기조절장치의 사시도,1 is a perspective view of an exhaust control device for a vehicle exhaust pipe according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에서 제2배출구가 약간 개방된 상태의 사시도,FIG. 2 is a perspective view of the second outlet slightly open in FIG. 1;
도 3은 도 1의 정면도,3 is a front view of FIG. 1,
도 4는 도 1의 후면 사시도이다.4 is a rear perspective view of FIG. 1.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
100: 차량용 배기관의 배기조절장치 110: 제1배출구100: exhaust control device for vehicle exhaust pipe 110: first outlet
120: 제2배출구 130: 개폐부120: second outlet 130: opening and closing part
131: 구동축 132: 개폐판131: drive shaft 132: opening and closing plate
133: 스프링부재 134: 바람받이판133: spring member 134: windshield
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