KR101189381B1

KR101189381B1 - 차량의 배기소음 저감장치

Info

Publication number: KR101189381B1
Application number: KR1020060124307A
Authority: KR
Inventors: 양영덕
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR20080052746A

Abstract

본 발명은 차량의 배기소음 저감장치에 관한 것으로, 머플러의 내부에 글라스 울을 내장하여 글라스 울의 패킹 밀도를 엔진의 회전수에 따라 가변시켜 배기 부밍소음을 효과적으로 줄여서 차량의 상품성을 향상시키도록 머플러 하우징의 중앙에 장착된 배기가스 주통로를 형성하는 배기관과 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에 형성되는 배기가스 보조통로와, 이 배기가스 보조통로에 내장된 글라스 울, 상기 배기가스 보조통로로 유입되는 배기가스의 압력을 받아서 상기 글라스 울을 가압하여 글라스 울의 패킹 밀도를 가변시키는 압력판을 갖춘 구조로 되어 있다.

Description

차량의 배기소음 저감장치{Exhaust gas noise reducing device in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 배기소음 저감장치가 머플러에 설치된 상태의 단면도,

도 2는 도 1의 요부 확대 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 배기소음 저감장치의 작동 설명도,

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 배기소음 저감장치의 엔진 회전수에 따른 작동 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-머플러 하우징 2-배기관

3a,3b-격벽 4-글라스 울

5-압력판 6-개폐밸브

7-스프링 8-차단판

본 발명은 차량의 배기소음을 저감시키는 저감장치에 관한 것으로, 특히 글라스 울(Glass Wool)의 패킹 밀도를 엔진의 회전수에 따라 조절하여 차량의 배기 부밍소음을 효과적으로 저감하도록 한 차량의 배기소음 저감장치에 관한 것이다.

차량의 배기장치는 엔진의 배기가스를 엔진의 외부로 유도하는 배기매니폴드와, 상기 배기매니폴드에 일단이 연결되면서 타단은 차체의 길이 방향을 따라 차체의 후방으로 연장되어 차체에 지지되는 배기파이프, 상기 배기파이프의 연장 경로 상에 설치된 촉매컨버터와 머플러(소음기) 등을 구비하고 있다.

상기 머플러는 배기관 도중에 팽창실을 설치하여 내벽간의 음파 반사나 공명 현상을 이용하여 음을 감쇠하거나 배기가스의 통로에 음파와의 마찰에 의해 음향에너지를 줄이는 흡음재를 사용하고 있지만, 상기 머플러만으로 배기가스의 부밍소음을 저감시키는 데에는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 머플러의 내부에 글라스 울을 내장하여 글라스 울의 패킹 밀도를 엔진의 회전수에 따라 가변시켜 배기 부밍소음을 효과적으로 줄여서 차량의 상품성을 향상시키도록 한 차량의 배기소음 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 머플러 하우징의 중앙에 장착된 배기가스 주통로를 형성하는 배기관과 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에 형성되는 배기가스 보조통로와, 이 배기가스 보조통로에 내장된 글라스 울, 상기 배기가스 보조통로로 유입되는 배기가스의 압력을 받아서 상기 글라스 울을 가압하여 글라스 울의 패킹 밀도를 가변시키는 압력판을 갖춘 구조로 되어 있다.

바람직하기로는 상기 배기관의 전방 선단부와 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에는 전방 격벽이 형성되고, 상기 배기관의 후방 선단부와 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에는 후방 격벽이 형성되며, 상기 전방 격벽에는 배기가스 유입구가 형성되고, 상기 후방 격벽에는 배기가스 유출구가 형성되며, 상기 유입구는 상기 유출구보다 그 단면적이 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 전방 및 후방 격벽에는 각각 상기 배기가스 보조통로를 개폐하는 개폐밸브가 리턴스프링을 매개로 탄력적으로 설치되고, 상기 배기가스 보조통로의 유입구와 인접한 상기 머플러 하우징에는 상기 배기가스 보조통로의 유입구로 향하는 배기가스 통로를 개폐하는 차단판이 그 리턴스프링을 매개로 탄력적으로 지지되게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 개폐밸브에 작용하는 리턴스프링의 탄성력이 엔진이 2000rpm 이하로 운전될 때에 상기 개폐밸브에 작용하는 배기가스 압력보다 크게 되도록 상기 리턴스프링의 탄성계수가 설정되고, 상기 차단판에 작용하는 리턴스프링의 탄성력이 엔진이 3000rpm 이상으로 운전될 때에 상기 차단판에 작용하는 배기가스의 압력보다 작게 되도록 상기 차단판의 리턴스프링의 탄성계수가 설정된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 배기소음 저감장치가 구비된 머플러의 단면이 도시되어 있는 바, 통상적으로 원통형상을 이루고서 대향하는 양측면이 개구된 머플러 하우징(1)에는 배기관(2)이 중앙에 고정되게 설치되고, 상기 배기관(2)의 선단부와 머플러 하우징의 내주면 사이 및 상기 배기관(2)의 후단부와 머플러 하우징의 내주면 사이에는 각각 전방 격벽(3a)과 후방 격벽(3b)이 장착되며, 이 격벽(3a,3b)과 상기 배기관(2)의 외주면 및 상기 머플러 하우징의 내주면에 의해 형성되는 배기가스 보조통로에는 글라스 울(4)이 내장됨과 더불어 상기 글라스 울(4)은 상기 배기가스 보조통로의 내부에서 이동가능하게 설치된 압력판(5)에 의해 지지되게 된다.

또한 상기 배기가스 보조통로를 개폐하는 개폐밸브(6)가 상기 전방 및 후방 격벽(3)에 각각 회전가능하게 설치되어 있다.

이에 따라 상기 개폐밸브가 개방되면 상기 배기가스 보조통로가 개방되어 배기가스가 보조통로를 따라서 유동할 수 있는 반면에 상기 개폐밸브가 닫히면 상기 보조통로가 폐쇄되어 보조통로를 통한 배기가스의 유동이 차단되게 된다.

도 2에는 상기 배기가스 보조통로의 구성이 확대되어 도시되어 있는 바, 상기 배기가스 보조통로의 내부에는 상기 글라스 울(4)이 내장되어 상기 압력판(5)에 의해 지지되어 있고, 상기 압력판(5)은 전방 및 후방에서 스프링(7)에 의해 탄력적으로 지지되어 있으며, 상기 전방 격벽(3a)에는 배기가스가 유입될 수 있는 유입구(3aa)가 형성됨과 더불어 상기 후방 격벽(3b)에는 배기가스 유출될 수 있는 유출구(3ba)가 형성되어 있다.

상기 유입구(3aa)는 상기 유출구(3ba)보다 그 단면적이 크게 형성되어 있다.

이에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 상기 개폐밸브가 상기 배기가스 보조통로를 개방하게 되면, 배기가스가 상기 유입구를 통해 유입된 다음에 상기 유출구를 거쳐서 배출되게 되는 데, 상기 유입구가 상기 유출구보다 상대적으로 큰 단면적을 가지고 있으므로, 상기 유입구를 통해 유입되는 배기가스 유입량보다 상기 유출구를 통해 유출되는 배기가스 유출량이 상대적으로 적어서 배기가스 보조통로에는 배기가스에 의해 압력이 형성되어 상기 압력판(5)을 가압하게 되고, 상기 압력판은 배기가스의 압력에 의해 상기 배기관 쪽으로 밀려져서 상기 글라스 울을 가압하여 글라스 울의 패킹 밀도를 가변시키게 된다.

도 4 내지 도 6에는 상기 개폐밸브의 구성과 작동 상태가 자세히 도시되어 있는 바, 즉 상기 머플러 하우징(1)의 상기 배기가스 보조통로와 인접한 부위에는 배기가스 보조통로의 유입구를 개폐하는 차단판(8)이 전후로 이동가능하게 설치되고, 상기 차단판(8)은 리턴스프링(8a)과 연결되어 있으며, 상기 개폐밸브(6)에도 리턴스프링(6a)이 설치되어 있다.

이에 따라 엔진이 예컨대 2000rpm 이하의 속도로 운전될 때에는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 개폐밸브에 작용하는 배기가스의 압력이 상기 개폐밸브(6)의 리턴스프링(6a)의 탄성력보다 작아서 상기 개폐밸브가 배기가스 보조통로의 유입구를 막는 쪽으로 회동되어 배기가스의 유입을 차단하도록 한다.

상기 개폐밸브(6)의 리턴스프링(6a)의 탄성계수는 엔진이 2000rpm 이하로 운전될 때에 개폐밸브에 작용하는 배기가스의 압력보다 크게 되도록 설정해야 한다.

이어서 엔진이 2000rpm 내지 3000rmp 사이의 속도로 운전되면 도 5에 도시한 바와 같이 배기가스의 압력이 증가되면서 개폐밸브에도 보다 큰 배기가스의 압력이 작용하여 개폐밸브(6)는 그 리턴스프링(6a)을 신장시키면서 배기가스 보조통로를 개방하게 되고, 배기가스는 개방된 유입구를 통해 배비가스 보조통로로 유입되어서 도 3에서 설명한 바와 같이 압력판을 밀어서 글라스 울을 가압함에 따라 글라스 울의 패킹 밀도가 가변되면서 배기가스 부밍소음을 효과적으로 저감시키게 되는 것이다.

즉 엔진이 2000rpm 내지 3000rpm 사이에서 운전될 때에 차실 내부로 유입되는 배기 부밍소음을 상기 글라스 울이 효과적으로 저감하여 차량의 승차감을 향상시키게 된다.

한편 엔진이 가속 운전되어 3000rpm 이상으로 작동하면 도 6에 도시한 바와 같이 상기 차단판(8)에 작용하는 배기가스의 압력이 차단판을 지지하고 있는 리턴스프링(8a)의 탄성력보다 크게 되어 차단판이 배기가스 보조통로의 유입구 쪽으로 전진해서 상기 유입구를 막아주게 되므로, 배기가스 보조통로로 배기가스가 유입되지 않게 되고, 상기 개폐밸브(6)는 그 리턴스프링(6a)의 탄성 복원력에 의해 상기 유입구를 막는 방향으로 회전함과 더불어 상기 배기가스 보조통로내의 배기가스 압력도 줄어들면서 상기 압력판은 스프링(7)의 탄성력에 의해 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 배기소음 저감장치에 의하면, 엔진이 2000 내지 3000rpm 사이에서 운전될 때에 발생하는 배기 부밍소음을 머플러에 내장한 글라스 울의 패킹 밀도를 가변시켜 효과적으로 저감할 수 있으므로, 차량의 상품성을 향상시키게 되는 등의 효과가 있다.

Claims

머플러 하우징의 중앙에 장착된 배기가스 주통로를 형성하는 배기관과 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에 형성되는 배기가스 보조통로와, 이 배기가스 보조통로에 내장된 글라스 울, 상기 배기가스 보조통로로 유입되는 배기가스의 압력을 받아서 상기 글라스 울을 가압하여 글라스 울의 패킹 밀도를 가변시키는 압력판을 갖춘 차량의 배기소음 저감장치.
청구항 1에 있어서, 상기 배기관의 전방 선단부와 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에는 전방 격벽이 형성되고, 상기 배기관의 후방 선단부와 상기 머플러 하우징의 내주면 사이에는 후방 격벽이 형성되며, 상기 전방 격벽에는 배기가스 유입구가 형성되고, 상기 후방 격벽에는 배기가스 유출구가 형성되며, 상기 유입구는 상기 유출구보다 그 단면적이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 배기소음 저감장치.
청구항 2에 있어서, 상기 전방 및 후방 격벽에는 각각 상기 배기가스 보조통로를 개폐하는 개폐밸브가 리턴스프링을 매개로 탄력적으로 설치되고, 상기 배기가스 보조통로의 유입구와 인접한 상기 머플러 하우징에는 상기 배기가스 보조통로의 유입구로 향하는 배기가스 통로를 개폐하는 차단판이 그 리턴스프링을 매개로 탄력적으로 지지되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량의 배기소음 저감장치.
청구항 3에 있어서, 상기 개폐밸브에 작용하는 리턴스프링의 탄성력이 엔진이 2000rpm 이하로 운전될 때에 상기 개폐밸브에 작용하는 배기가스 압력보다 크게 되도록 상기 리턴스프링의 탄성계수가 설정되고, 상기 차단판에 작용하는 리턴스프링의 탄성력이 엔진이 3000rpm 이상으로 운전될 때에 상기 차단판에 작용하는 배기가스의 압력보다 작게 되도록 상기 차단판의 리턴스프링의 탄성계수가 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 배기소음 저감장치.