KR101115796B1 - 자동차의 배기 가변밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기 가변밸브장치에 관한 것으로,

종래에 있어서 자동차의 배기 가변밸브(10')는 소음기(30')의 내부에 설치되어 외부의 환경 즉, 자동차의 정면에서 불어오는 바람에 의한 영향을 고려하지 않은 자동차 내부에 의해 정해지는 것으로, 실제 자동차의 정면에서 바람이 심하게 불어 올 경우 같은 회전수(rpm)에서도 바람이 불지 않는 상황에서의 속도와 출력을 못 따라가게 되는 문제가 있었고, 물에 잠겨서 차가 저속으로 움직일 경우 배기 가변밸브(10')가 열리지 않아 오히려 자동차의 출력을 떨어뜨리는 원인이 되기도 하는 문제가 있었던 바,

밸브케이스 내부에 밸브판을 개폐하는 회전날개가 설치된 배기 가변밸브를 외부 배기파이프에 설치한 것 등을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 자동차의 정면에서 심한 바람이 불어올 때나 자동차가 물에 잠긴 상태에서 저속으로 움직일 때 등에 따라 배기 가변밸브의 열림량이 많게 제어할 수 있게 되고, 그에 따라 자동차의 엔진 출력을 향상시킬 수 있게 되므로 자동차의 성능 개선 및 상품성 향상에 크게 기여할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

배기 가변밸브, 밸브케이스, 회전날개, 밸브판

Description

자동차의 배기 가변밸브장치{a variable exhaust gas valve apparatus for a vehicle}

본 발명은 자동차의 배기 가변밸브장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 외부 환경을 감안하여 배기 가변밸브의 열림량을 조절할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

도 1a에는 종래의 자동차의 배기 가변밸브의 닫힘 상태의 종단면도가 도시되어 있고, 도 1b에는 동 종래의 자동차의 배기 가변밸브의 열림 상태의 종단면도가 도시되어 있다.

일반적으로 자동차의 배기 가변밸브는 저속 영역(2500rpm 이하)에서는 밸브가 닫힘으로 인해 부밍 노이즈(NOISE)를 저감시키고, 고속 영역(3500rpm이상)에서는 밸브가 열림으로 인하여 엔진 출력을 향상시키게 된다.

그러나 종래에 있어서 상기 자동차의 배기 가변밸브(10')는 소음기(30')의 내부에 설치되어 외부의 환경 즉, 자동차의 정면에서 불어오는 바람에 의한 영향을 고려하지 않은 자동차 내부에 의해 정해지는 것으로, 실제 자동차의 정면에서 바람이 심하게 불어 올 경우 같은 회전수(rpm)에서도 바람이 불지 않는 상황에서의 속도와 출력을 못 따라가게 되는 문제가 있다.

또한 부득이한 경우 물에 잠겨서 차가 저속으로 움직일 경우 배기 가변밸브(10')가 열리지 않아 오히려 자동차의 출력을 떨어뜨리는 원인이 되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 자동차의 정면에서 심한 바람이 불어 올 때 또는 물에 잠겨서 저속으로 차량을 움직일 때에 밸브 열림량을 많게 하여 자동차의 엔진 출력 향상을 시킬 수 있도록 하는 자동차의 배기 가변밸브장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 자동차 외부에 드러난 배기파이프에 밸브케이스와 회전날개, 그리고 밸브판을 구비하는 배기 가변밸브를 설치하되, 외부의 바람이 심하게 불어 올 때에 공기의 유량에 의해서 밸브케이스 내부의 회전날개가 회전됨으로써 배기파이프 내부의 밸브판을 열어주어 엔진 출력을 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 배기 가변밸브는 자동차가 물속에서 저속으로 움직일 때에도 물의 유량에 의해 밸브케이스 내부의 회전날개가 회전하게 되고, 그에 따라 밸브판이 열리게 되어 엔진의 출력을 높일 수 있게 된다.

본 발명의 자동차의 배기 가변밸브장치는 밸브케이스 내부에 밸브판을 개폐하는 회전날개가 설치된 배기 가변밸브를 외부 배기파이프에 설치한 것이다.

본 발명에 있어서 배기 가변밸브는 소음기와 소음기를 이어 주는 배기파이프에 장착되며, 밸브케이스의 양단에 배기파이프를 삽입 결합할 수 있도록 하는 접속홈이 형성되고, 접속홈에는 가스켓이 설치되어 배기 가스가 유출되는 것을 방지하게 된다.

그리고 배기 가변밸브는 배기파이프가 삽입되어 안착되어지는 단과 밸브판을 회전시키는 기어가 장착되는 단의 이단 구조로 형성되며, 기어는 리턴스프링에 의해 탄성 지지되고, 외부의 힘에 의해 회전되어 열린 밸브판은 외부의 힘이 없어지게 되면 다시 반대방향으로 회전되어 닫히게 된다.

본 발명에 의하면 자동차의 정면에서 심한 바람이 불어올 때나 자동차가 물에 잠긴 상태에서 저속으로 움직일 때 등에 따라 배기 가변밸브의 열림량이 많게 제어할 수 있게 되고, 그에 따라 자동차의 엔진 출력을 향상시킬 수 있게 되므로 자동차의 성능 개선 및 상품성 향상에 크게 기여할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a에는 본 발명의 한 실시예의 배기 가변밸브 닫힘 상태의 요부 사시도가 도시되어 있고, 도 2b에는 동 실시예의 배기 가변밸브 열림 상태의 요부 사시도가 도시되어 있다.

본 발명의 배기 가변밸브장치는 자동차의 정면에서 심한 바람이 불어 올 때 또는 물에 잠겨서 저속으로 차량을 움직일 때에 배기 가변밸브(10)의 열림량을 많게 하여 자동차의 엔진 출력 향상을 시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 있어서 배기 가변밸브(10)는 자동차 외부에 드러난 배기파이프(20)에 설치되며, 외부의 바람이 심하게 불어 올 때에 공기의 유량에 의해서 밸브케이스(11) 내부의 회전날개(12)가 회전됨으로써 밸브케이스(11) 내부의 밸브판(13)을 열어주도록 되어 있다.

따라서 본 발명에 있어서는 밸브판(13)이 완전히 열리지 않는 회전수(rpm) 영역에서도 외부 바람의 힘이 더해져서 밸브판(13)의 열림량이 많게 되므로 엔진의 출력이 향상될 수 있게 된다.

또한 자동차가 물속에서 저속으로 움직일 때에도 물의 유량에 의해 밸브케이스(11) 내부의 회전날개(12)가 회전하게 되고, 그에 따라 밸브판(13)이 열리게 되어 엔진의 출력을 향상시키게 된다.

도 3 및 도 4에는 동 실시예의 배기 가변밸브의 사시도 및 정면도가 도시되 어 있다.

본 발명에 있어서 배기 가변밸브(10)는 소음기 내부에 장착되지 않고 소음기와 소음기를 이어 주는 배기파이프(20)에 장착된다.

밸브케이스(11)의 양단에는 배기파이프(20)를 삽입 결합할 수 있도록 하는 접속홈(14)이 형성되고, 접속홈(14)에는 가스켓(미도시)이 설치되어 배기 가스가 유출되는 것을 방지하게 된다.

한편 본 발명에 있어서 배기 가변밸브(10)는 이단 구조로 형성되며, 첫번째 단은 배기파이프(20)가 삽입되어 안착되어지는 단이고, 두번째 단은 내부에 밸브판(13)을 회전시키는 기어(15)가 장착되는 단이다.

본 발명에 있어서는 밸브케이스(11)의 바깥쪽의 회전날개(12)에 의해 밸브판(13)이 회전하여 개폐되고, 그에 따라 배기 가변밸브(10)를 통과하는 배기가스의 배출 압력을 조절하게 된다.

본 발명에 있어서 기어(15)는 리턴스프링(미도시)에 의해 탄성 지지되며, 그에 따라 외부의 힘에 의해 회전되어 열린 밸브판(13)은 외부의 힘이 없어지게 되면 다시 반대방향으로 회전되어 닫히게 된다.

한편 실차에 대하여 공기에 의해 받게 되는 고유한 값을 항력 계수 Ca로 표시하는데 자동차마다 각각의 고유한 값을 가진다.

차종	Ca(단위 없음)	Ca'(lbㆍsec2/ft)
승용차	0.4~0.5	0.104~0.13
경주용	0.25~0.3	0.078~0.035
버스	0.6~0.7	0.155~0.182
트럭	0.8~1.0	0.208~0.260
트랙터	1.3	0.333
모터사이클	1.8	0.470

도 5에는 자동차가 받는 공기 저항의 개략도가 도시되어 있다.

도 5에서 공기 저항력(Ra)을 이용하여 공기 저항을 극복하기 위한 동력을 구하면 다음 식과 같다.

Na = Ra * V = 0.013Ca * A * Vr² *Vs

상기 식에서 Vr은 공기에 대한 상대 속도, V는 지면에 대한 상대속도를 나타낸다.

상기의 식과 같이 공기의 저항에 의해서 소요되는 동력은 속도의 3승에 비례함을 알 수 있다.

다음의 표1은 외부 저항이 없을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 표이며, 도 6a는 외부 저항이 있을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 그래프이다.

* 표1

상기 표1 및 도 6a와 같이 외부 저항이 없을 때에는 신형 밸브의 배압과 기존 밸브의 배압이 별다른 차이가 없음을 알 수 있다.

다음의 표2는 외부 저항이 있을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 표이며, 도 6b는 외부 저항이 있을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 그래프이다

* 표2

일반적으로 외부에서 자동차로 미치는 저항이 있으면 같은 회전수(rpm)영역에서도 높은 엔진 출력이 있어야 하고 이를 위해서 배기 가변밸브의 열림량을 더 많게 해야 한다.

상기 표2 및 도 6b와 같이 외부 저항이 있을 때에 신형 밸브의 배압이 기존 밸브의 배압보다 높게 올라가는 것을 볼 수 있으며, 이는 배기 가변밸브의 열림양이 많아지는 것을 뜻하고 엔진의 출력이 올라가는 것을 보여 준다.

한편 고속영역에서는 두 밸브 모두 완전히 열리게 되어서 배압이 같아지는 것을 볼 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1a는 종래의 자동차의 배기 가변밸브의 닫힘 상태의 종단면도

도 1b는 동 종래의 자동차의 배기 가변밸브의 열림 상태의 종단면도

도 2a는 본 발명의 한 실시예의 배기 가변밸브 닫힘 상태의 요부 사시도

도 2b는 동 실시예의 배기 가변밸브 열림 상태의 요부 사시도

도 3은 동 실시예의 배기 가변밸브의 사시도

도 4는 동 실시예의 배기 가변밸브의 정면도

도 5는 자동차가 받는 공기 저항의 개략도

도 6a는 외부 저항이 있을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 그래프

도 6b는 외부 저항이 있을 때에 기존 배기 가변밸브와 본 발명의 배기 가변밸브의 배압을 나타낸 그래프

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

10 : 배기 가변밸브 11 : 밸브케이스

12 : 회전날개 13 : 밸브판

20 : 배기파이프

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 배기 가변밸브(10)가 밸브케이스(11)의 내부에 밸브판(13)과, 상기 밸브판(13)을 개폐하는 회전날개(12)가 설치된 형태로 구성되고, 상기 배기 가변 밸브(10)가 배기 가변밸브(10)가 외부 배기파이프(20)에 설치되며, 밸브케이스(11)의 양단에 배기파이프(20)를 삽입 결합할 수 있도록 하는 접속홈(14)이 형성되고, 접속홈(14)에 가스켓이 설치되어 배기 가스가 유출되는 것을 방지하는 자동차의 배기 가변밸브장치에 있어서,

   상기 배기 가변밸브(10)는 배기파이프(20)가 삽입되어 안착되어지는 단과 회전날개(12)에 의해 밸브케이스(11)가 회전될 때에 밸브판(13)을 회전시키는 기어(15)가 장착되는 단의 이단 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기 가변밸브장치.
5. 제4항에 있어서, 기어(15)는 리턴스프링에 의해 탄성 지지되며, 외부의 힘에 의해 회전되어 열린 밸브판(13)은 외부의 힘이 없어지게 되면 다시 반대방향으로 회전되어 닫히게 되는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기 가변밸브장치.

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