KR19980036722A - 배기압 감응형 자동차용 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기압 감응형 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 자동차용 소음기에 있어서, 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 자동차용 소음기에 있어서, 소정형상의 본체, 상기 본체 일측에 설치되어 상기 엔진으로부터 유입되는 상기 배기가스의 소음을 일차적으로 감쇠시키는 감쇠수단, 상기 본체 타측에 설치되어 상기 감쇠수단을 통과하는 상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배출수단, 상기 감쇠수단과 상기 배출수단 사이에 형성되어 단면적의 변화에 따라 상기 감쇠수단을 통과한 상기 배기가스의 소음을 이차적으로 감쇠시키는 공간부가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기를 제공한다.

Description

배기압 감응형 자동차용 소음기

본 발명은 배기압 감응형 자동차용 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 주행속도 및 엔진의 회전속도에 따른 배기압의 고저에 따라 배기저항이 적절히 가감됨으로써 최적의 배기효율을 얻을 수 있도록 한 배기압 감응형 자동차용 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기장치(exhaust system)는 실린더의 배기가스를 종합하는 배기 매니폴드(exhaust manifold), 배기가스를 대기중으로 배출하는 배기 파이프(exhaust pipe) 및 배기 소음을 저하시키는 소음기(muffler) 등으로 구성되어 있다.

특히, 소음기는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어, 배기 소음을 저하시키는 것으로서, 일반적인 소음기의 구조는 강판을 원통형으로 만들어 그 내부를 몇 개의 공간으로 구분하여 배기가스가 그들의 장벽을 통과한 음파의 간섭, 압력변동의 감소 및 배기 온도의 저하 등을 일으켜 점진적으로 소음되도록 되어 있다.

그런데, 위와 같이 소음기를 통해서 배기가스가 감압, 감온 및 소음되는 과정에서 배기저항이 증대됨에 따라 엔진의 출력이 저하되므로 엔진의 출력과 소음방지의 면을 자동차의 사용목적에 따라 상호 절충하여 소음기의 사양을 결정짓고 있다. 한편, 자동차는 일반적으로 공회전, 저속 및 저회전시에는 배기가스의 압력(이하, 배기압이라 함)이 낮아서 소음기에 설정된 소정의 배기저항치에도 불구하고 원활히 대기중으로 배출될 수 있지만, 고속 및 고회전 영역으로 갈수록 배기압이 증가되고 배기가스는 소음기를 통과하기 전에 정체 현상을 일으키며 엔진출력은 급속하게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 경우 소정의 배기저항치를 갖는 소음기가 일단 장치된 후에는, 소음기를 교체하지 않고서는 배기저항치를 변화시킬 수가 없는 것이었으므로, 자동차의 주행속도 또는 운행조건에 따라 최적의 배기효율과 출력을 얻을 수가 없었다.

따라서, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본원 출원인을 1994년 12월 29일자로 특허출원 제 38478호(특허등록 제 9603호)를 출원한 바 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배기압이 낮을 때 배기 저항치를 증가시키고 배기압이 높을 때 배기 저항치를 감소시키기 위한 수단이 구비된 것으로, 전술한 수단은, 소음기 본체(1) 내벽과 소정 간격을 유지한 채 소음기 본체(1)내에서 배기압에 의해 이동가능하도록 지지되며 양단이 개방된 슬리이브(2)와, 이 슬리이브(2)를 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 압력설정스프링(3)과, 전술한 슬리이브(2) 내의 소정위치에서 슬리이브(2) 내부공간을 구획짓도록 설치된 에어포켓(4)과, 전술한 슬리이브(2)의 내, 외부를 관통하며 슬리이브(2)의 길이방향으로 소정간격으로 형성된 복수개의 관통공(5a, 5b, 5c)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 배기압 감응형 자동차용 소음기는, 저속, 저회전시 엔진쪽(A)으로부터 배기가스가 소음기 본체(1)내로 유입되고, 이 배기가스의 압력은 전술한 압력설정스프링(3)의 설정압력보다 놓지 않으므로, 슬리이브(2)는 이동되지 않은 상태를 유지한다. 즉, 이 경우의 배기가스의 배출은 화살표에 의해 표시된 것과 같이, 한 개의 열을 관통공(5a)을 통해 슬리이브(2) 외벽과 소음기 본체(1) 내벽 사이의 공간으로 배출된 후, 다시 한 개의 열의 관통공(5b)을 통해 슬리이브(2) 내부로 유입되어, 결국 대기쪽(B)으로 배출된다. 이 때의 다른 관통공(5c)들을 통해 배출된 배기가스는 링(6)를 통과하지 못하므로 대기쪽(B)으로 배출되지 못한다.

한편, 서서히 주행속도와 엔진회전수가 증가되어 배기압이 증가되면, 슬리이브(2)가 압력설정스프링(3)의 설정압력을 이기고 B 방향으로 이동된다. 슬리이브(2)가 이동함에 따라 링(6)을 기준으로 대기쪽(B)으로 옮겨진 관통공(5a, 5c) 열의 개수가 증가되고, 결국 슬리이브(2)내로 유입된 배기가스는 화살표에 의해 표시된 것과 같은 복수개 열의 관통공(5a, 5c)을 통해 슬리이브(2) 외벽과 소음기 본체(1) 내벽 사이의 공간으로 배출된 후, 관통공(5b)을 통해 재차 유입되어 결국 대기(B)으로 배출된다.

그러나, 종래의 배기압 감응형 자동차용 소음기는, 슬리이브에 형성된 다공으로 인한 소음기 본체내에서 배기가스의 체류시간이 짧아 배기가스에 의한 소음을 효과적으로 감소시키는 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 자동차의 주행속도 및 엔진의 회전속도에 따른 배기저항을 적절히 감쇠시켜 최적의 배기효율과 엔진 출력을 얻을 수 있으며, 소음기 본체내에서 배기가스의 체류시간을 길게하여 배기가스에 의한 소음을 효과적으로 감쇠시키는 배기압 감응형 자동차용 소음기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 종래 기술의 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 분해 사시도,

도 4는 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 단면도,

도 5(a)(b)는 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기의 작동상태를 나타내는 사시도 및 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

A:소음기 본체B:감쇠수단

C:배출수단S:공간부

10:몸체13:댐퍼

15:제 1흡음부재20:고정구

30:슬리이브33:압력설정스프링

35:제 2흡음부재36:테일 혼

전술한 본 발명의 목적은, 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 자동차용 소음기에 있어서, 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 자동차용 소음기에 있어서, 소정형상의 본체, 상기 본체 일측에 설치되어 상기 엔진으로부터 유입되는 상기 배기가스의 소음을 일차적으로 감쇠시키는 감쇠수단, 상기 본체 타측에 설치되어 상기 감쇠수단을 통과하는 상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배출수단, 상기 감쇠수단과 상기 배출수단 사이에 형성되어 단면적의 변화에 따라 상기 감쇠수단을 통과한 상기 배기가스의 소음을 이차적으로 감쇠시키는 공간부가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기를 제공함에 의해 달성된다.

전술한 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 감쇠수단은, 일단은 복수개의 흡입공이 형성되고, 타단은 복수개의 배출관이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 소정위치에 내장되어 상기 흡입공을 통해 유입되는 상기 배기가스의 맥동파에 의한 소음 등을 분산시키는 댐퍼와, 상기 몸체에 장착되는 타공망과, 상기 타공망 외측에 부착되어 상기 몸체내의 소음을 빨아들이는 제 1흡음부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 바람직한 다른 특징에 의하면, 상기 배출수단은, 일단은 고정구에 의해 지지되고, 타단은 복수개의 유입공이 형성된 이동구가 장착되어 상기 공간부에 형성되는 배기압에 의해 상기 본체에서 복동가능하도록 설치된 슬리이브와, 상기 슬리이브에 설치되어 상기 슬리이브를 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 제 1압력설정스프링과, 상기 슬리이브의 길이방향으로 형성되어 상기 슬리이브의 내외부를 관통하는 관통공과, 상기 슬리이브에 내장되어 상기 슬리이브 내의 소음을 상기 관통공을 통해 빨아들이는 제 2 흡음부재와, 상기 본체내에서 복동되는 상기 슬리이브의 스토퍼 기능과 상기 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 상기 배기가스를 유도하는 테일 혼과, 상기 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 상기 배기가스와 배기압을 조절하는 배기압 콘트롤 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기를 나타내는 단면도이며, 도 5(a)(b)는 본 발명의 배기압 감응형 자동차용 소음기의 작동상태를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 원통형의 소음기 본체(A)와, 이 본체(A) 일측에 설치되어 도시되지 않은 엔진으로부터 유입되는 배기가스의 소음을 일차적으로 감쇠시키는 감쇠수단(B)과, 전술한 본체(A) 타측에 설치되어 감쇠수단(B)을 통과하는 배기가스를 외부로 배출시키는 배출수단(C)과, 전술한 감쇠수단(B)과 배출수단(C) 사이에 형성되어 단면적의 변화에 따라 감쇠수단(B)을 통과한 배기가스의 소음을 이차적으로 감쇠시키는 공간부(S)로 구성된다.

전술한 감쇠수단(B)은, 일단은 복수개의 흡입공(11)이 형성되고, 타단은 복수개의 배출관(12)이 형성된 몸체(10)와, 이 몸체(10) 내부의 소정위치에 장착되어 흡입공(11)을 통해 유입되는 배기가스의 배기압을 분산시키는 댐퍼(13)와, 전술한 몸체(10) 외측에 부착되는 타공망(14)과, 이 타공망(14) 외측에 설치되어 몸체(10) 내의 소음을 빨아들이는 제 1흡음부재(15)가 구비된다.

또한, 전술한 배출수단(C)은, 일단은 고정구(20)에 의해 지지되고, 타단은 복수개의 유입공(32)이 형성된 이동구(31)가 장착되어 전술한 본체(A)내에서 배기압에 의해 복동가능하도록 설치되는 슬리이브(30)와, 이 슬리이브(30)에 설치되어 슬리이브(30)를 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 제 1 압력설정스프링(33)과, 전술한 슬리이브(30)의 길이방향으로 형성되어 슬리이브(30)의 내외부를 관통하는 관통공(34)과, 전술한 슬리이브(30)에 내장되어 슬리이브(30)내의 소음을 관통공(34)과, 전술한 슬리이브(30)에 내장되어 슬리이브(30)내의 소음을 관통공(34)을 통해 빨아들이는 제 2 흡음부재(35)와, 전술한 본체(A)내에서 복동되는 슬리이브(30)의 스토퍼 기능과 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 배기가스를 유도하며 복수개의 배출공(37)이 형성된 테일 혼(36)과, 전술한 슬리이브(30)를 통과하여 외부로 배출되는 배기가스의 압력을 조절하는 배기압 콘트롤 댐퍼(38)가 구비된다.

그리고, 전술한 감쇠수단(B)에 형성된 흡입공(11)과 배출관(12) 및 전술한 배출수단(C)에 형성된 유입공(32)과 배출공(37)의 개수와 직경이 상기 엔진의 배기량에 따라 설정되는 한편, 전술한 고정구(20)와 이동구(31)의 소정위치에 설치되어 기밀 기능을 하는 복수개의 링(L)이 구비되며, 전술한 고정구(20)와 테일 혼(36) 사이에 개재되어 슬리이브(30)가 제 1압력설정스프링(33)에 의해 원상태로 복귀시 고정구(20)와 테일 혼(36)의 충격을 완화시키는 쿠션부재(21)가 구비된다.

바람직하기로는, 전술한 배기압 콘트롤 댐퍼(38)의 일측 소정위치에 도시되지 않은 제 2압력설정스프링을 설치하여 배출구(37)를 통해 외부로 배출되는 배기가스의 배기압에 따라 배기압 콘트롤 댐퍼(38)를 설정압력으로 탄성바이어스하게 됨에 따라 외부로 배출되는 배기가스 및 배기압을 조절가능하도록 설치된다.

더 바람직하기로는, 전술한 테일 혼(36)의 끝부분에 전술한 배기압 콘트롤 댐퍼(38)와 대체 설치되어 배기압 콘트롤 댐퍼(38)와 동일한 기능을 갖으며, 배기가스가 배출됨과 동시에 소음기 본체(A)내에 형성되는 진공상태에 따른 외부로부터 소음기 본체(A)내로 역류되는 공기를 차단할 수 있는 프로펠러(도시되지 않음)가 설치된다.

미설명 부호 16은 감쇠수단(B)의 몸체(10)를 고정시키는 제 1체결봉이며, 39는 배출수단(C)의 이동구(31)와 테일 혼(36)를 상호 고정시키는 제 2체결봉을 나타내고 있다.

이하, 위와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 설명한다.

엔진의 시동후 배기행정에 따른 고온 고압의 배기가스가 배기관을 통해 소음기 본체(A)에 유입된다. 이 때에 배기가스는 엔진의 배기량에 따른 소음기 본체(A)에 설치된 몸체(10)의 선단부에 형성된 복수개의 흡입공(11)을 통해 유입된 다음 맥동파가 직접 대기중에 방출되는 것을 일차적으로 막아주는 댐퍼(13)에 의해 소음이나 기타 에너지 등이 분산되는 한편 몸체(10) 외주에 설치된 제 1흡음부재(15)가 소음을 빨아들여 일차적으로 감소시킨다.

이와 같이, 댐퍼(13)에 의해 소음 및 기타 에너지가 분산된 상태의 배기가스는 댐퍼(13)와 타공망(14) 사이의 틈새를 통해 몸체(10) 후면에 전달됨과 동시에 배출관(12)을 통해 공간부(S)로 유입된다. 이때 공간부(S)에 유입된 배기가스가 일시적으로 공간부(S)에서 체류하게 됨으로써 배기압력이 증가되어 슬리이브(30)의 외주에 설치된 제 1압력설정스프링(33)의 탄성력을 이기게 되면, 도 5(a)(b)에 도시된 화살표 방향으로 슬리이브(30)를 밀어 이동시킴에 따라 공간부(S)의 단면적이 증가되면서 배기가스에 의한 소음을 감쇠시킨다.

한편, 슬리이브(30)가 배기압력에 의해 화살표 방향으로 이동시 이동구(31)에 형성된 유입공(32)을 통해 배기가스가 슬리이브(30)내에 유입됨과 동시에 슬리이브(30)에 내장된 제 2흡음부재(35)가 유입되는 배기가스에 의한 소음을 빨아들여 감쇠시키는 한편 슬리이브(30)내의 배기가스는 배출공(37)을 통과한 후 테일 혼(36)을 거쳐 외부로 배출되는데, 배기압 콘트롤 댐퍼(38)에 의해 배출되는 배기가스의 배기압이 조절된다.

그리고, 배기압에 따라 소음기 본체(A)내에 복동되는 슬리이브(30)는 엔진의 회전속도가 저속시 소음기 본체(A)내에 걸리는 배기압이 점차적으로 줄어들면 제 1압력설정스프링(33)에 의해 원상태로 복귀하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 배기압 감응형 자동차용 소음기는, 자동차의 엔진의 회전속도 또는 주행속도 등에 따른 배기압의 고저를 초기에 설정함에 따라 설정된 범위내에서 최적의 배기효율과 엔진추리력을 얻게 되는 것은 물론, 배기가스에 의한 소음을 소음기 본체내에서 이를 연쇄적으로 감쇠시켜 소음이 대폭절감되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 자동차용 소음기에 있어서:

   소정형상의 본체;

   상기 본체 일측에 설치되어 상기 엔진으로부터 유입되는 상기 배기가스의 소음을 일차적으로 감쇠시키는 감쇠수단;

   상기 본체 타측에 설치되어 상긴 감쇠수단을 통과하는 상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배출수단; 및

   상기 감쇠수단과 상기 배출수단 사이에 형성되어 단면적의 변화에 따라 상기 감쇠수단을 통과한 상기 배기가스의 소음을 이차적으로 감쇠시키는 공간부가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 감쇠수단은,

   일단은 복수개의 흡입공이 형성되고, 타단은 복수개의 배출관이 형성된 몸체와,

   상기 몸체의 소정위치에 내장되어 상기 흡입공을 통해 유입되는 상기 배기가스의 맥동파에 의한 소음 등을 분산시키는 댐퍼와,

   상기 몸체에 장착되는 타공망과,

   상기 타공망 외측에 부착되어 상기 몸체내의 소음을 빨아들이는 제 1흡음부재가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
3. 청구항 1에 있어서서, 상기 배출수단은,

   일단은 고정구에 의해 지지되고, 타단은 복수개의 유입공이 형성된 이동구가 장착되어 상기 공간부에 형성되는 배기압에 의해 상기 본체에서 복동가능하도록 설치된 슬리이브와,

   상기 슬리이브에 설치되어 상기 슬리이브를 소정의 설정압력으로 탄성바이어스하는 제 1압력설정스프링과,

   상기 슬리이브의 길이방향으로 형성되어 상기 슬리이브의 내외부를 관통하는 관통공과,

   상기 슬리이브에 내장되어 상기 슬리이브 내의 소음을 상기 관통공을 통해 빨아들이는 제 2 흡음부재와,

   상기 본체내에서 복동되는 상기 슬리이브의 스토퍼 기능과 상기 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 상기 배기가스를 유도하는 테일 혼과,

   상기 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 상기 배기가스와 압력을 조절하는 배기압 콘트롤 댐퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 감쇠수단에 형성된 상기 흡입공과 상기 배출관 및 상기 배출수단에 형성된 상기 유입공과 상기 배출공의 개수와 직경이 상기 엔진의 배기량에 따라 설정됨을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 고정체와 상기 이동체의 소정위치에 설치되어 기밀 기능을 하는 복수개의 링이 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 고정체와 상기 테일 혼 사이에 개재되어 상기 슬리이브가 상기 제 1압력설정스프링에 의해 원상태로 복귀시 상기 고정체와 상기 테일 혼의 충격을 완화시키는 쿠션부재가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
7. 청구항 3에 있어서,

   상기 배기압 콘트롤 댐퍼의 일측 소정위치에 압력설정스프링이 설치됨에 따라, 상기 배출구를 통해 외부로 배출되는 배기압에 따른 상기 배기압 콘트롤 댐퍼를 설정압력으로 탄성바이어스하는 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.
8. 청구항 3에 있어서,

   상기 테일 혼의 소정위치에 설치되어 상기 슬리이브를 통과하여 외부로 배출되는 배기가스와 배기압을 조절하며, 상기 소음기 본체내부로 역류되는 공기를 차단하는 프로펠러가 구비된 것을 특징으로 하는 배기압 감응형 자동차용 소음기.