KR101517790B1 - Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치 - Google Patents

Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101517790B1
KR101517790B1 KR1020130122374A KR20130122374A KR101517790B1 KR 101517790 B1 KR101517790 B1 KR 101517790B1 KR 1020130122374 A KR1020130122374 A KR 1020130122374A KR 20130122374 A KR20130122374 A KR 20130122374A KR 101517790 B1 KR101517790 B1 KR 101517790B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
space
valve
connection pipe
muffler
main
Prior art date
Application number
KR1020130122374A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150043688A (ko
Inventor
안호찬
박철민
임승환
선종호
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020130122374A priority Critical patent/KR101517790B1/ko
Priority to US14/497,999 priority patent/US9212594B2/en
Priority to DE102014114190.3A priority patent/DE102014114190B4/de
Priority to CN201410539037.1A priority patent/CN104564282B/zh
Publication of KR20150043688A publication Critical patent/KR20150043688A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101517790B1 publication Critical patent/KR101517790B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/02—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance
    • F01N1/04—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance having sound-absorbing materials in resonance chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/02—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate silencers in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/087—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits having valves upstream of silencing apparatus for by-passing at least part of exhaust directly to atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 배기계 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 메인소음기의 내부에 횡방향으로 결합되어 메인소음기 내부를 제 1 공간 내지 제 4 공간으로 분할시켜 주는 3개의 배플, 상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있는 제 1 연결관, 상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있으며 상기 제 1 연결관에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제 2 연결관, 상기 제 1 연결관의 통로 상에 제 1 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 1 밸브 및 상기 제 2 연결관의 통로 상에 제 2 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 2 밸브를 포함하며, 상기 제 1 공간과 제 2 공간 사이에 결합된 배플 및 제 3 공간과 제 4 공간 사이에 결합된 배플은 배기가스가 유동될 수 있도록 타공 또는 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하여, 기존 배기계 구조를 유지하면서 CDA 모드 적용에 따른 저주파 공진 문제를 해결하는 CDA 엔진용 배기계 구조에 관한 것이다.

Description

ＣＤＡ 엔진용 배기 소음장치{MUFFLER OF EXHAUST SYSTEM FOR CDA ENGINE}
본 발명은 차량의 배기계 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3개의 배플로 메인소음기를 4개의 공간으로 분할하고 제 2 공간과 제 3 공간의 사이를 연결하는 제 1 연결관 및 제 2 연결관, 제 1 연결관의 통로 상에 결합되는 제 1 밸브 및 제 2 연결관의 통로 상에 결합되는 제 2 밸브를 구비하여 엔진의 특성에 따라 배기계 소음을 최대의 효율로 저감시켜 주는 CDA(Cylinder DeActivation) 엔진용 배기계 구조에 관한 것이다.
최근 들어 환경에 대한 관심이 높아지면서 차량의 배기가스 과다 배출로 인한 환경문제가 대두되고 있으며 원유 가격 상승으로 인해 소비자들이 점점 고효율 연비 차량을 선호하는 경향이 높아지고 있다.
따라서, 차량의 연비를 개선하고 엔진 출력을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
예를 들면, 엔진의 회전 영역에 따라 변화하는 공기 흡입저항에 맞춰 흡기 다기관의 길이나 단면적을 변경하는 가변 흡기 시스템(Variable Induction System: VIS), 엔진의 회전 영역에 따라 밸브의 개폐 시기 및 개폐량을 조절하는 가변 밸브 타이밍(Vairable Valve Timing :VVT), 밸브의 리프팅 높이를 조절하는 가변 밸브 리프트(Variable Valve Lift: VVL) 및 연료 효율성 개선을 목적으로 주행여건에 따라 엔진 실린더 중 일부를 비작동/완전 작동으로 전환되도록 하는 실린더 디엑티베이션(Cylinder DeActivation: CDA) 등이 개발되어 사용되고 있다.
이 중, CDA 엔진은 제동시나 정속 주행시에 전체 실린더 중에 일부 실린더를 휴지(deativation)시키는 엔진을 말하는 것으로, 휴지된 실린더 측에서는 연료 공급 및 흡/배기 밸브의 작동이 정지하게 된다.
차량 엔진의 최대 출력은 가속을 할 때나 경사진 곳을 올라갈 때에만 필요하므로 엔진의 부분 출력으로도 차를 구동시킬 수 있을 경우에는 실린더를 선택적으로 점화시키지 않음으로써 연료를 절감할 수 있다.
예를 들어, 4기통 엔진이 탑재된 차량의 경우 주행상태에서 제동이나 낮은 아이들 조건 혹은 저부하의 조건에서는 모든 실린더를 작동시켜 동력을 발생시킬 이유가 없으므로 2개 실린더의 작동은 휴지시키고 나머지 2개의 실린더를 통해서만 동력을 발생시킨다.
그러나, CDA 엔진은 보통의 엔진보다 연료가 적게 들어 연비가 좋다는 장점이 있는 반면 실린더 중 일부를 점화시키지 않기 때문에 엔진소음의 주성분이 변경되어 저주파 영역의 소음이 증대되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 CDA 엔진용 배기계 구조에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 서브소음기(1)와 메인소음기(3) 사이를 연결하는 배기파이프(4)에 추가소음기(2)를 장착하여 전체 배기파이프(4)를 여러 번 끊어줌으로써 소음을 저감시키고 있다.
즉, 4기통 엔진에서 2개의 실린더만 작동되는 CDA 모드에서는, 일반 모드에서 거의 발생되지 않았던 하프 오더(half order) 저주파 소음 성분이 (엔진소음 주성분 중 C1, C3 등에 해당하는 소음 성분) 추가적으로 발생되어 기존 배기파이프의 저주파 공진모드와 결합되고 이에 따라 차량 소음이 악화되는 문제가 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 두번째 배기계 공진 모드 및 네번째 배기계 공진 모드의 피크(peak) 지점에 추가소음기(2)를 장착하여 배기계 공진 모드를 저감시키고 있다.
그러나, 별도의 추가소음기를 장착한 종래 CDA 엔진용 배기계 구조는 서브소음기와 메인소음기 사이에 추가소음기를 장착하기 위해 타 부품(연료탱크, 리어 서스펜션, 실내 공간 등)의 공간을 축소해야 하는 문제점이 여전히 남아있으며, 추가소음기의 추가로 인해 차량의 중량이 과다하게 증가되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 메인소음기를 4개의 공간으로 분할하고 각 공간 사이를 연결하는 연결관 및 밸브를 구비하여 별도로 추가소음기를 장착하지 않고도 CDA 모드 적용에 따른 배기파이프 공진 문제를 해결하는 CDA 엔진용 배기계 구조를 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 배기관과 연결된 서브소음기와 연결되고 내부로 배기가스가 통과하는 제 1 배기파이프, 상기 제 1 배기파이프에 연결되고 배기가스로 인한 소음을 감소시키는 메인소음기, 상기 메인소음기에 연결되고 내부로 메인소음기를 거친 배기가스가 통과하는 제 2 배기파이프를 포함하는 CDA(Cylinder DeActivation) 엔진용 배기계 구조에 있어서, 상기 메인소음기의 내부에 횡방향으로 결합되어 메인소음기 내부를 제 1 공간 내지 제 4 공간으로 분할시켜 주는 3개의 배플, 상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있는 제 1 연결관, 상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있으며 상기 제 1 연결관에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제 2 연결관, 상기 제 1 연결관의 통로 상에 제 1 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 1 밸브 및 상기 제 2 연결관의 통로 상에 제 2 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 2 밸브를 포함하며, 상기 제 1 공간과 제 2 공간 사이에 결합된 배플 및 제 3 공간과 제 4 공간 사이에 결합된 배플은 배기가스가 유동될 수 있도록 타공 또는 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조는, 상기 제 1 밸브와 제 2 밸브 사이를 연결하는 링크부를 더 포함하고, 상기 제 1 밸브와 제 2 밸브는 90°의 위상 차이를 가지며 링크부에 결합되어 제 1 밸브가 개방되면 제 2 밸브가 폐쇄되고 제 1 밸브가 폐쇄되면 제 2 밸브가 개방되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배플은, 제 1 공간과 제 2 공간 사이에 배치되는 제 1 배플, 제 2 공간과 제 3 공간 사이에 배치되는 제 2 배플 및 제 3 공간과 제 4 공간 사이에 배치되는 제 3 배플을 포함하며, 상기 제 1 연결관은, 일단이 제 2 공간으로부터 제 1 배플을 통해 제 1 공간으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기의 외부로 돌출되고, 타단은 제 3 공간으로부터 제 3 배플을 통해 제 4 공간으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기의 외부로 돌출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 밸브는 모터에 의해 작동되는 능동밸브인 것이 바람직하다.
나아가, 차량의 엔진이 일반 모드인 경우, 상기 제 2 밸브는 개방되고 제 1 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 2 연결관을 통해서만 유동되는 것이 바람직하고, 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우, 상기 제 1 밸브는 개방되고 제 2 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 1 연결관을 통해서만 유동되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 메인소음기의 내부에 횡방향으로 결합되는 3개의 배플, 제 2 공간과 제 3 공간의 사이를 연결하는 제 1 연결관 및 제 2 연결관, 제 1 연결관의 통로 상에 결합되는 제 1 밸브 및 제 2 연결관의 통로 상에 결합되는 제 2 밸브를 포함하여 기존의 배기계 구조를 유지하면서 CDA 모드 적용에 따른 배기파이프 공진 문제를 해결하는 것이다.
즉, 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우, 제 1 밸브는 개방되고 제 2 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 1 연결관을 통해서만 유동되도록 함으로써, 제 1 소음기와 제 2 소음기의 위치가 멀어져서 전체 배기계의 길이가 증가됨과 동시에 소음기가 하나 더 추가된 효과가 발생된다.
또한, 차량의 엔진이 일반 모드인 경우, 제 2 밸브는 개방되고 제 1 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 2 연결관을 통해서만 유동되도록 함으로써, 배기가스의 유로를 짧게 하여 전체 배압을 저감시키는 효과가 있다.
아울러, 제 1 밸브와 제 2 밸브 사이를 연결하는 링크부를 더 포함하여 제 1 밸브가 개방되면 제 2 밸브가 폐쇄되고 제 1 밸브가 폐쇄되면 제 2 밸브가 개방되도록 함으로써, 하나의 밸브만 작동하여도 유기적으로 다른 하나의 밸브도 작동되도록 하는 효과가 있다.
나아가, 기존 배기계 구조를 적극적으로 활용함으로써 추가소음기 장착에 따른 타 부품(연료탱크, 리어 서스펜션, 실내 공간 등)의 공간 축소 및 차량 중량 증가를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 CDA 엔진용 배기계 구조에서 추가소음기가 장착된 모습을 나타낸 평면도.
도 2는 종래 CDA 엔진용 배기계 구조에서 배기계 공진 모드 및 소음기의 위치를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조의 모습을 나타낸 평면도.
도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 확대도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조에서 제 1 밸브에 적용되는 능동밸브를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조에서 차량의 엔진이 일반 모드인 경우를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조에서 차량의 엔진이 일반 모드인 경우 배기계 공진 모드 및 소음기의 위치를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조에서 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우를 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조에서 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우 배기계 공진 모드 및 소음기의 위치를 개략적으로 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조는, 차량의 배기관과 연결된 서브소음기(10)와 연결되고 내부로 배기가스가 통과하는 제 1 배기파이프(12), 상기 제 1 배기파이프(12)에 연결되고 배기가스로 인한 소음을 감소시키는 메인소음기(20), 상기 메인소음기(20)에 연결되고 내부로 메인소음기(20)를 거친 배기가스가 통과하는 제 2 배기파이프(14)를 포함하는 CDA(Cylinder DeActivation) 엔진용 배기계 구조에 있어서, 상기 메인소음기(20)의 내부에 횡방향으로 결합되어 메인소음기(20) 내부를 제 1 공간(22) 내지 제 4 공간(28)으로 분할시켜 주는 3개의 배플(30), 상기 메인소음기(20)의 외부에 배치되어 메인소음기(20)의 제 2 공간(24) 및 제 3 공간(26)을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있는 제 1 연결관(40), 상기 메인소음기(20)의 외부에 배치되어 메인소음기(20)의 제 2 공간(24) 및 제 3 공간(26)을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있으며 상기 제 1 연결관(40)에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제 2 연결관(50), 상기 제 1 연결관(40)의 통로 상에 제 1 연결관(40)의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 1 밸브(42) 및 상기 제 2 연결관(50)의 통로 상에 제 2 연결관(50)의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 2 밸브(52)를 포함하며, 상기 제 1 공간(22)과 제 2 공간(24) 사이에 결합된 배플(30) 및 제 3 공간(26)과 제 4 공간(28) 사이에 결합된 배플(30)은 배기가스가 유동될 수 있도록 타공 또는 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 서브소음기(10)는 차량의 배기관(미도시)과 연결되어 배기관으로부터 배출되는 배기가스로 인한 소음을 1차적으로 감소시키는 역할을 한다.
상기 서브소음기(10)의 후방에는 제 1 배기파이프(12)가 연결되어 메인소음기(20)로 배기가스를 공급하고 배기가스로 인한 소음이 상기 제 1 파이프에 연결된 메인소음기(20)를 통해 2차적으로 감소하게 된다.
상기 메인소음기(20)의 후방에는 제 2 배기파이프(14)가 연결되어 있으며, 제 2 배기파이프(14)는 메인소음기(20)로부터 배출된 배기가스를 차량의 외부로 배출시키는 역할을 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 배기파이프(12)는 서브소음기(10)로부터 후술되는 메인소음기(20)의 제 1 공간(22)까지 연장되어 서브소음기(10)를 통과한 배기가스가 메인소음기(20)의 제 1 공간(22)에 공급되도록 한다.
또한, 상기 제 2 배기파이프(14)는 후술되는 메인소음기(20)의 제 4 공간(28)으로부터 차량의 외부로 연장되어 메인소음기(20) 내부를 통과한 배기가스가 차량의 외부로 배출되도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인소음기(20)는 내부에 횡방향으로 3개의 배플(30)이 결합되어 메인소음기(20) 내부를 제 1 공간(22) 내지 제 4 공간(28)으로 구획하며, 도시된 실시예에서 최상단에 위치한 공간이 제 1 공간(22), 제 1 공간(22)의 바로 아래에 위치하는 공간이 제 2 공간(24), 제 2 공간(24) 바로 아래에 위치하는 공간이 제 3 공간(26) 그리고 최하단에 위치하는 공간이 제 4 공간(28)이 된다.
또한, 도시된 실시예에서 상기 배플(30)은 제 1 공간(22)과 제 2 공간(24) 사이에 배치되는 제 1 배플(32), 제 2 공간(24)과 제 3 공간(26) 사이에 배치되는 제 2 배플(34) 및 제 3 공간(26)과 제 4 공간(28) 사이에 배치되는 제 3 배플(36)로 구분된다.
상기 제 1 배플(32)과 제 3 배플(36)에는 타공 또는 다수의 홀이 형성되어 배기가스가 자유롭게 유동되도록 하고, 제 2 배플(34)은 타공 또는 다수의 홀이 형성되지 않은 막혀있는 판 형태로 형성되어 배기가스가 후술되는 제 1 연결관(40) 또는 제 2 연결관(50)을 통해서만 유동되도록 한다.
도시된 실시예에서는 상기 제 1 배플(32)과 제 3 배플(36)에 타공 또는 다수의 홀을 형성하여 배기가스가 유동되도록 하였지만, 제 1 배플(32)과 제 3 배플(36)은 다수의 짧은 파이프, 투과성 판막 등 배기가스가 유동될 수 있는 다른 구조를 포함할 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인소음기(20)의 외부에는 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)이 결합되어 있으며, 구체적으로 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)은 메인소음기(20)의 제 2 공간(24)과 제 3 공간(26) 사이를 연결한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 연결관(40)은 입구 및 출구가 각각 제 2 공간(24) 및 제 3 공간(26) 방향으로 굴곡된 전체적으로 'ㄷ'자 형태의 긴 파이프로 형성되고 제 2 연결관(50)은 'ㄷ'자 형태의 파이프로 형성되며 그 길이는 제 1 연결관(40)보다 상대적으로 짧게 형성된다.
즉, 상기 제 1 연결관(40)은, 일단이 제 2 공간(24)으로부터 제 1 배플(32)을 통해 제 1 공간(22)으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기(20)의 외부로 돌출되고, 타단은 제 3 공간(26)으로부터 제 3 배플(36)을 통해 제 4 공간(28)으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기(20)의 외부로 돌출되며, 상기 제 2 연결관(50)은 제 2 공간(24)로부터 바로 메인소음기(20)의 외부로 돌출되어 제 3 공간(26)으로 연결되는 구조로 이루어진다.
물론, 상기 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)은 메인소음기(20)의 형태, 배기계 전체의 공간 활용, 차량의 종류 등에 따라 'U'자 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)의 통로 상에는 제 1 밸브(42) 및 제 2 밸브(52)가 각각 설치되어 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)을 통해 유동되는 배기가스 흐름을 차단 또는 허용한다.
도 4 에 도시된 바와 같이 상기 제 1 밸브(42) 및 제 2 밸브(52)는 원판 형태로 형성된 통상의 밸브 덮개를 구비하며 CDA 엔진의 작동 여부에 따라 제어부(미도시)의 제어에 의해 제 1 연결관(40) 및 제 2 연결관(50)을 개방 또는 폐쇄한다.
도시된 실시예는 CDA 모드가 미작동(즉, 일반 모드 작동)된 경우로 상기 제 1 밸브(42)는 횡방향으로 배치되어 제 1 연결관(40)을 폐쇄하고 제 2 밸브(52)는 종방향으로 배치되어 제 2 연결관(50)을 개방한 상태를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밸브(42)와 제 2 밸브(52) 사이는 링크부(60)로 연결되어 있다.
도시된 실시예에서, 상기 링크부(60)는 일단이 제 1 밸브(42)에 결합되어 제 1 밸브(42)의 개폐에 따라 이동되는 제 1 링크(62), 일단이 상기 제 1 링크(62)의 타단에 피벗 회전 가능하게 결합되는 링크암(64) 및 일단이 상기 링크암(64)의 타단에 피벗 회전 가능하게 결합되고 타단이 제 2 밸브(52)에 결합되는 제 2 링크(66)를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밸브(42)와 제 2 밸브(52)는 90°의 위상 차이를 가지며 링크부(60)에 결합되고 제 1 링크(62) 및 제 2 링크(66)는 서로 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밸브(42)가 횡방향으로 배치되어 있을 때 제 1 링크(62) 및 제 2 링크(66)는 전체적으로 우측으로 기울어져 있으며 제 2 밸브(52)는 제 1 밸브(42)와 90°의 위상 차이를 가지며 종방향으로 배치되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밸브(42)가 종방향으로 이동되면 제 1 링크(62)는 좌측으로 이동되고 제 1 링크(62)의 이동에 따라 링크암(64)에 의해 연결된 제 2 링크(66)도 좌측으로 이동되며 제 2 밸브(52)는 90°이동되어 횡방향으로 배치된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 밸브(42)는 모터(44)에 의해 작동되는 능동밸브인 것이 바람직하고, 제 2 밸브(52)는 제 1 밸브(42)의 움직임에 따라 작동되는 수동밸브인 것이 바람직하다.
즉, 상기 제 1 밸브(42)가 모터(44)에 의해 작동되어 제 1 연결관(40)을 개방 또는 폐쇄하면 제 1 밸브(42)와 링크부(60)에 의해 연결된 제 2 밸브(52)는 제 1 밸브(42)의 움직임에 대응하여 제 2 연결관(50)을 폐쇄 또는 개방하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 CDA 엔진용 배기계 구조의 작동 과정 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, CDA 모드가 미작동될 때, 즉 차량의 엔진이 일반 모드인 경우 먼저 배기가스가 상기 제 1 배기파이프(12)를 통해 메인소음기(20) 내부의 제 1 공간(22)으로 공급된다.
그 다음 상기 제 1 공간(22)으로 공급된 배기가스는 제 1 배플(32)에 형성된 타공 또는 다수의 홀을 통해 제 2 공간(24)으로 유동되고 개방되어 있는 제 2 연결관(50)을 통해 제 3 공간(26)으로 유동된다.
상기 제 3 공간(26)으로 유동된 배기가스는 제 3 배플(36)의 타공 또는 다수의 홀을 통해 제 4 공간(28)으로 유동되고 제 4 공간(28)에 연결된 제 2 배기파이프(14)를 통해 메인소음기(20)의 외부로 배출된다.
또한, 차량의 엔진이 일반 모드인 경우, 엔진소음 중 메인 오더(main order) 성분만 (엔진소음 주성분 중 C2, C4 등에 해당하는 소음 성분) 주로 발생되므로 배기파이프 저주파 공진모드와 결합할 가능성이 상대적으로 희박하다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진이 일반 모드인 경우 메인소음기(20)의 제 1 공간(22) 및 제 2 공간(24)으로 구성된 제 1 소음기(21)는 메인소음기(20)의 제 3 공간(26) 및 제 4 공간(28)으로 구성된 제 2 소음기(25)에 인접하게 배치되어 전체 배기계 시스템의 배압을 저감시키는 역할을 한다.
즉, 차량의 엔진이 일반 모드인 경우 상대적으로 짧은 유로에 해당하는 제 2 연결관(50)만 개방되고 제 1 소음기(21)가 제 2 소음기(25)에 인접하게 배치되어 배기계의 배압을 저감하는 효과가 발생하게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, CDA 모드가 작동될 때도 마찬가지로 먼저 배기가스가 상기 제 1 배기파이프(12)를 통해 메인소음기(20) 내부의 제 1 공간(22)으로 공급되고 제 1 배플(32)의 타공 또는 다수의 홀을 통해 제 2 공간(24)으로 유동된다.
그 다음 상기 제 2 공간(24)으로 유동된 배기가스는 제 1 연결관(40)을 통해 제 3 공간(26)으로 유동되고 제 3 배플(36)의 타공 또는 다수의 홀을 통해 제 4 공간(28)으로 유동되며 제 4 공간(28)에 연결된 제 2 배기파이프(14)를 통해 메인소음기(20)의 외부로 배출된다.
또한, 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우, 엔진소음 중 하프 오더 성분이 (엔진소음 주성분 중 C1, C3 등에 해당하는 소음 성분) 추가적으로 발생되어 배기파이프의 저주파 공진모드와 결합되고 이에 따라 차량의 소음이 악화되는 원인이 된다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우 메인소음기(20)는 제 1 연결관(40)에 의해 제 1 소음기(21) 및 제 2 소음기(25)로 분리되고 제 1 소음기(21)가 두번째 배기계 공진 모드의 피크 지점에 인접하게 배치되어 배기파이프 공진을 저감시킨다.
또한, 제 1 소음기(21)와 제 2 소음기(25) 사이의 거리가 길어짐에 따라 전체 배기계 구조의 길이가 길어지게 되고 서브소음기(10)는 상대적으로 첫번째 배기계 공진 모드의 피크 지점에 더욱 가까워지는 효과가 발생된다.
즉, 차량의 엔진이 CDA 모드인 경우 상대적으로 긴 유로에 해당하는 제 1 연결관(40)만 개방되고 제 1 소음기(21) 및 제 2 소음기(25)는 분리되어 하나의 소음기가 더 추가된 것과 같은 효과가 발생하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 서브소음기
12 : 제 1 배기파이프
14 : 제 2 배기파이프
20 : 메인소음기
21 : 제 1 소음기
22 : 제 1 공간
24 : 제 2 공간
25 : 제 2 소음기
26 : 제 3 공간
28 : 제 4 공간
30 : 배플
32 : 제 1 배플
34 : 제 2 배플
36 : 제 3 배플
40 : 제 1 연결관
42 : 제 1 밸브
44 : 모터
50 : 제 2 연결관
52 : 제 2 밸브
60 : 링크부
62 : 제 1 링크
64 : 링크암
66 : 제 2 링크

Claims (6)

  1. 차량의 배기관과 연결된 서브소음기와 연결되고 내부로 배기가스가 통과하는 제 1 배기파이프, 상기 제 1 배기파이프에 연결되고 배기가스로 인한 소음을 감소시키는 메인소음기, 상기 메인소음기에 연결되고 내부로 메인소음기를 거친 배기가스가 통과하는 제 2 배기파이프를 포함하는 CDA(Cylinder DeActivation) 엔진용 배기 소음장치에 있어서,
    상기 메인소음기의 내부에 횡방향으로 결합되어 메인소음기 내부를 제 1 공간 내지 제 4 공간으로 분할시켜 주는 3개의 배플;
    상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있는 제 1 연결관;
    상기 메인소음기의 외부에 배치되어 메인소음기의 제 2 공간 및 제 3 공간을 연결시켜 주고 내부로 배기가스가 유동되는 통로가 형성되어 있으며 상기 제 1 연결관에 비해 상대적으로 짧게 형성되는 제 2 연결관;
    상기 제 1 연결관의 통로 상에 제 1 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 1 밸브; 및
    상기 제 2 연결관의 통로 상에 제 2 연결관의 통로를 개폐 가능하도록 결합되는 제 2 밸브; 를 포함하며,
    상기 제 1 공간과 제 2 공간 사이에 결합된 배플 및 제 3 공간과 제 4 공간 사이에 결합된 배플은 배기가스가 유동될 수 있도록 타공 또는 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브와 제 2 밸브 사이를 연결하는 링크부; 를 더 포함하고,
    상기 제 1 밸브와 제 2 밸브는 90°의 위상 차이를 가지며 링크부에 결합되어 제 1 밸브가 개방되면 제 2 밸브가 폐쇄되고 제 1 밸브가 폐쇄되면 제 2 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배플은, 제 1 공간과 제 2 공간 사이에 배치되는 제 1 배플, 제 2 공간과 제 3 공간 사이에 배치되는 제 2 배플 및 제 3 공간과 제 4 공간 사이에 배치되는 제 3 배플을 포함하며,
    상기 제 1 연결관은, 일단이 제 2 공간으로부터 제 1 배플을 통해 제 1 공간으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기의 외부로 돌출되고,
    타단은 제 3 공간으로부터 제 3 배플을 통해 제 4 공간으로 연장된 후 절곡되어 메인소음기의 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는 모터에 의해 작동되는 능동밸브인 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    차량의 엔진이 일반 모드인 경우, 상기 제 2 밸브는 개방되고 제 1 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 2 연결관을 통해서만 유동되는 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    차량의 엔진이 CDA 모드인 경우, 상기 제 1 밸브는 개방되고 제 2 밸브는 폐쇄되어 메인소음기 내 배기가스가 제 1 연결관을 통해서만 유동되는 것을 특징으로 하는 CDA 엔진용 배기 소음장치.
KR1020130122374A 2013-10-15 2013-10-15 Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치 KR101517790B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122374A KR101517790B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치
US14/497,999 US9212594B2 (en) 2013-10-15 2014-09-26 Structure of exhaust system for CDA engine
DE102014114190.3A DE102014114190B4 (de) 2013-10-15 2014-09-30 Abgassystem-Struktur für Zylinder-Deaktivierung(CDA)-Verbrennungsmotor
CN201410539037.1A CN104564282B (zh) 2013-10-15 2014-10-13 用于cda发动机的排放系统的结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130122374A KR101517790B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150043688A KR20150043688A (ko) 2015-04-23
KR101517790B1 true KR101517790B1 (ko) 2015-05-06

Family

ID=52738152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130122374A KR101517790B1 (ko) 2013-10-15 2013-10-15 Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9212594B2 (ko)
KR (1) KR101517790B1 (ko)
CN (1) CN104564282B (ko)
DE (1) DE102014114190B4 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9534546B2 (en) * 2014-05-14 2017-01-03 Caterpillar Inc. System and method for operating engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643452Y2 (ja) * 1988-02-08 1994-11-14 株式会社三五 消音器
JP2689720B2 (ja) 1990-11-06 1997-12-10 日産自動車株式会社 制御型マフラ
JP3248381B2 (ja) * 1995-01-09 2002-01-21 トヨタ自動車株式会社 バタフライ弁
DE19915789A1 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Daimler Chrysler Ag Abgasklappe
DE20003519U1 (de) 2000-02-25 2000-06-08 Wolff Robert Helmholtzresonator
DE10231056A1 (de) * 2002-07-10 2004-02-05 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage
JP3738000B2 (ja) * 2002-10-07 2006-01-25 本田技研工業株式会社 消音器用バルブ装置
US20050155816A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-21 Alcini William V. Dynamic exhaust system for advanced internal combustion engines
KR20060069641A (ko) 2004-12-17 2006-06-22 기아자동차주식회사 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조
CN201874685U (zh) * 2010-12-08 2011-06-22 蔡土金 一种降噪装置
DE202012002948U1 (de) 2012-03-23 2012-04-03 The Jekill & Hyde Company Bv Auspuffanordnung zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor
KR101536269B1 (ko) 2012-04-30 2015-07-13 주식회사 엘지화학 폴리락타이드 수지의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN104564282A (zh) 2015-04-29
CN104564282B (zh) 2018-08-28
US20150101884A1 (en) 2015-04-16
US9212594B2 (en) 2015-12-15
DE102014114190B4 (de) 2023-08-17
DE102014114190A1 (de) 2015-04-16
KR20150043688A (ko) 2015-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6755279B2 (en) Controllable muffler system for internal combustion engine
US9109483B2 (en) Exhaust system for an internal combustion engine
KR101511541B1 (ko) Ｃｄａ 엔진용 듀얼 배기계 구조
US6938729B2 (en) Exhaust gas system
US10054068B2 (en) Internal combustion engine having a two stage turbocharger
US20130037005A1 (en) Internal combustion engine haivng cylinder deactivation
JP5515977B2 (ja) 多気筒エンジンの排気装置
RU2015153191A (ru) Устройство для торможения двигателем, предназначенное для двигателя внутреннего сгорания, и способ эксплуатации устройства для торможения двигателем
JP5974806B2 (ja) ターボ過給機付多気筒エンジン
JP6256275B2 (ja) エンジンの吸排気装置
KR101517792B1 (ko) Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치
CN102536388A (zh) 双模态排气消声器
KR101517790B1 (ko) Ｃｄａ 엔진용 배기 소음장치
JP2006207382A (ja) ターボチャージャのサージング防止装置
JP3834908B2 (ja) 多気筒エンジンの吸気装置
US20100114456A1 (en) Variable Intake System
JP4078816B2 (ja) Ｖ型エンジンの排気還流装置
CN204532558U (zh) 用于发动机的汽缸停用系统、发动机和车辆
CN202467974U (zh) 双模态排气消声器
JP5420945B2 (ja) ターボ過給エンジンの排気再循環方法及び装置
US20210180548A1 (en) Intake manifold
JPH10246161A (ja) 自動車用エンジンの吸気装置
KR20060069641A (ko) 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조
JP2014080898A (ja) ターボ過給機付多気筒エンジン
JPH10274103A (ja) エンジンの吸気装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 5