KR20100010826A - 차량용 서브 머플러 구조 - Google Patents

차량용 서브 머플러 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 격벽을 관통하는 배기가스 유입용 배기관에 스크류를 내장시키며, 배기가스 유입용 배기관에 통기용 홀을 형성토록 하여 배기가스의 배압(back pressure)을 저감함으로서 엔진의 저속 및 고속상태에서의 출력을 극대화시키도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조에 관한 것으로,
서브 머플러 하우징과, 하우징의 내측에 설치되는 제 1 격벽과, 제 1 격벽에 이격되어 하우징 내측에 설치되는 제 2 격벽과, 배기가스 입력측에 연결되며 하우징의 상단 내측에 설치하되 제 1 격벽과 제 2 격벽을 관통하여 연결되는 배기가스 유입용 배기관과, 배기가스 출력측에 연결되며 하우징의 하단에 설치하되 제 2 격벽으로부터 제 1 격벽을 관통하여 설치되는 배기가스 배출용 배기관으로 이루어지고; 상기 배기가스 유입용 배기관은 내부에 스크류를 설치하고, 내측과 외측이 관통되는 다수개의 통기용 홀을 형성하여 이루어진 것이 특징이며;
본 발명은 저회전시에는 스크류를 타고 배기가스가 출력되고 고회전시에는 스크류 및 통기용 홀을 통해 배기가스가 출력되도록 함으로서 엔진 출력을 극대화시키는 효과가 있다.
차량, 서브 머플러, 통기용 홀, 스크류

Description

차량용 서브 머플러 구조{A Sub Muffler Sturucture of Vehicles}
본 발명은 차량용 서브 머플러 구조에 관한 것으로, 특히 서브 머플러 하우징 내부에 2개의 격벽을 설치하고, 상기 격벽을 관통하는 배기가스 유입용 배기관에 스크류를 내장시키며, 배기가스 유입용 배기관에 통기용 홀을 형성토록 하여 배기가스의 신속한 배출이 가능토록 하고, 배기가스의 배압(back pressure)을 저감하여 엔진의 저속 및 고속상태에서의 출력을 극대화시키도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 공기와 적당한 비율로 혼합된 혼합기를 실린더로 흡입하여 압축시킨 다음 점화와 팽창을 통해 발생되는 직선운동을 커넥팅 로드와 크랭크를 이용하여 토크를 갖는 회전운동으로 변환시켜 구동력을 발생하고, 여기서 발생된 구동력을 이용하여 차량의 주행이 가능토록 한다.
그리고, 혼합기가 점화되면서 발생된 연소가스는 도 1에 도시한 바와 같이 엔진(100)에 구비된 배기매니폴드를 통해 한곳으로 모아진후 촉매 컨버터(200)를 통과하는 과정에서 일산화탄소와 탄화수소 및 질소화합물 등이 촉매로 인해 화원되고, 환원된 상태로 연결 파이프를 통해 서브 머플러(300) 및 메인 머플러(400)로 유입된다.
상기 서브머플러(300)로 유입된 연소가스는 다수의 팽창과정을 통해 압력이 낮아지고, 서브 머플러(300)의 토출측에 연결된 파이프를 경유하여 다수의 격막을 갖는 소음기(메인 머플러(400))를 통과하면서 배출소음이 출어들고, 배기가스는 외부 공기중으로 배출된다.
그러나, 연소가스가 서브 머플러(300)를 통과하는 과정에서 압력과 유속이 낮아져 배출저항으로 작용함으로서 엔진의 출력이 감소되고, 엔진의 출력을 높이기 위해 가속페달을 밝아 엔진의 사이클 행정을 빠르게 함으로서 차량의 주행속도를 높일 수 있으나, RPM의 증가와 연료가 불완전 연소되므로 연료가 낭비되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,
서브 머플러 내의 유입 배기관에 스크류를 통해 배기가스를 통과시켜 초기에 배기가스의 빠른 배출을 통해 엔진의 흡입공기량을 증가시켜 엔진 출력을 향상시키고, 또한 엔진의 고회전 작동시에 유입 배기관의 통기용 홀을 통해 배기가스가 배출되도록 함으로서 배압저항을 저감시키도록 하여 신속한 응답특성을 부여하여 압력변화에 따른 배압제어가 용이하게 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 서브 머플러 하우징(310)과, 하우징의 내측에 설치되는 제 1 격벽(320)과, 제 1 격벽에 이격되어 하우징 내측에 설치되는 제 2 격벽(330)과, 배기가스 입력측에 연결되며 하우징의 상단 내측에 설치하되 제 1 격벽과 제 2 격벽을 관통하여 연결되는 배기가스 유입용 배기관(340)과, 배기가스 출력측에 연결되며 하우징의 하단에 설치하되 제 2 격벽으로부터 제 1 격벽을 관통하여 설치되는 배기가스 배출용 배기관(350)으로 이루어지고; 상기 배기가스 유입용 배기관(340)은 내부에 스크류(341)를 설치하고, 내측과 외측이 관통되는 다수개의 통기용 홀(342)을 형성하여 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 배기가스 유입용 배기관(340)은 제 1 격벽과 제 2 격벽 사이에 설치되는 부분에 장공형태의 홀(342a)을 형성하여 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 배기가스 배출용 배기관(350)에는 다수개의 통기용 홀(351)을 형성하여 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 격벽(320) 및 제 2 격벽(330)에는 다수개의 통기용 홀(322, 332)을 형성하여 이루어진 것이 특징이다.
본 발명은 유입 배기관에 스크류를 설치하고, 또한 다수개의 통기용 홀을 형성토록 함으로서 엔진 저회전시에는 스크류를 타고 배기가스가 빠른속도로 빠져나감으로서 엔진 출력을 향상시키는 효과가 있다.
아울러, 엔진 고회전시에는 스크류를 통해 흘러가고 남은 배기가스가 유입 배기관에 형성한 홀을 통해 배출되도록 함으로서 배압저항을 최소화하여 엔진출력을 유지시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 서브 머플러 구성도.
도 3a는 본 발명의 배기가스 유입용 배기관 구성도.
도 3b는 본 발명의 배기가스 배출용 배기관 구성도.
도 3c는 본 발명의 제 1 격벽 및 제 2 격벽 구성도.
도 4는 본 발명에서 엔진이 저알피엠 상황일때 서브 머플러 동작 상태도.
도 5는 본 발명에서 엔진이 고알피엠 상황일때 서브 머플러 동작 상태도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예도로서,
본 발명의 구성을 설명하기에 앞서, 본 발명에서는 총 3개의 통기용 홀을 구성하는바, 배기가스 유입용 배기관의 통기용 홀은 342, 342a로 표기하고, 배기가스 배출용 배기관의 통기용 홀은 351로 표기하며, 격벽에 설치되는 통기용 홀은 322, 332로 표기한다.
본 발명의 서브 머플러(300)는 크게 서브 머플러 하우징(310)과, 하우징의 내측에 설치되는 제 1 격벽(320)과, 제 1 격벽에 이격시켜 하우징 내측에 설치되는 제 2 격벽(330)과, 배기가스 입력측에 연결되며 하우징의 상단 내측에 설치하되 제 1 격벽과 제 2 격벽을 관통하여 연결되는 스크류(341)가 삽입된 배기가스 유입용 배기관(340)과, 하우징의 하단에 설치하되 제 2 격벽으로부터 제 1 격벽을 관통하여 설치되는 배기가스 배출용 배기관(350)으로 이루어진다.
이하에서 본 발명을 구성을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 머플러 하우징(310)은 배기가스 입력측에 제 1 격벽(320)을 설치하고, 배기가스 출력측에 제 2 격벽(330)을 설치하므로 총 3개의 소음실이 형성된다. 즉, 하우징의 입력측(310a)과 제 1 격벽(320) 사이에 제 1 소음실(300a)이 형 성되고, 제 1 격벽(320)과 제 2 격벽(330) 사이에 제 2 소음실(300b)이 형성되며, 제 2 격벽(330)과 하우징의 출력측(310b) 사이에 제 3 소음실(300c)이 형성된다.
배기가스 유입용 배기관(340)과 배기가스 배출용 배기관(350)이 설치되는바, 배기가스 유입용 배기관(340)은 배기가스 입력측 하우징(310a)으로부터 제 1 격벽(320)과 제 2 격벽(330)을 관통하여 설치되며 이에 따라 제 1 소음실(300a)과 제 2 소음실(300b)을 관통하여 제 3 소음실(300c)에 그 끝단이 위치된다. 배기가스 배출용 배기관(350)은 배기가스 출력측 하우징(310b)으로부터 제 2 격벽(330)과 제 1 격벽(320)을 관통하여 설치되며 이에 따라 제 3 소음실(300c)과 제 2 소음실(300b)을 관통하여 제 1 소음실(300a)에 끝단이 위치된다.
그리고, 상기 배기가스 유입용 배기관(340)은 제 1 소음실(300a) 위치부분과, 제 2 소음실(300b) 위치 부분 및 제 3 소음실(300c) 위치부분에 통기용 홀(342, 342a)을 형성하고, 배기가스 배출용 배기관(350)에도 제 3 소음실(300c) 위치부분과 제 2 소음실(300b) 위치부분 및 제 1 소음실(300a) 위치부분에 통기용 홀(351)을 형성한다. 배기가스 유입용 배기관(340)의 통기용 홀은 일반적인 구멍 형태의 홀(342)로 형성할 수도 있고, 가로방향으로 긴 장공형태의 홀(342a)로 형성할 수도 있다. 도 2는 구멍 형태의 홀(342)과 장공형태의 홀(342a)이 존재하는 형태를 도시하고 있고, 도 6은 구멍형태의 홀(342)만이 존재하는 형태를 도시하고 있다.
배기가스 유입용 배기관(340)에서 장공형태의 홀(342a)을 제 2 소음실(300b)위치 부분에 형성하게 되면 엔진으로부터 많은 배기가스가 출력될때 제 2 소음실(300b) 위치부분의 배기가스 유입용 배기관(340)에서 보다 많은 배기가스를 출력시켜 배압저항을 최소화하는데 일조할 수 있다.
상기 제 1 격벽(320) 및 제 2 격벽(330)은 배기가스 유입용 배기관(340)과 배기가스 배출용 배기관(350)이 통과되는 배기관 결합용 홀(321)이 형성되고, 또한 배기가스가 통과되는 통기용 홀(322, 332)이 다수개 각각 형성된다.
상기 배기가스 유입용 배기관(340)에는 필수적으로 통기용 홀(342, 342a)을 형성하나, 배기가스 배출용 배기관(350)에는 선택적으로 통기용 홀(351)을 형성할 수 있으며, 배기량이 비교적 적은 차량은 도 7에 도시한 바와 같이 통기용 홀을 형성하지 않을 수도 있고, 배기량이 커질수록 통기용 홀을 늘려서 형성하며, 배기량이 비교적 큰 차량은 제 1 소음실(300a)과 제 2 소음실(300b) 및 제 3 소음실(300c)을 통해 배기가스가 입력되도록 배기가스 배출용 배기관(350) 전체에 걸쳐 통기용 홀(351)을 형성함이 바람직하다.
즉, 배기량이 적은 차량은 배기가스 배출용 배기관에 통기용 홀을 형성하지 않더라도 원할하게 배기가스가 배출되나, 배기량이 큰 차량은 배기가스 배출용 배기관(350)에 통기용 홀(351)을 다수개 형성해야 원할하게 배기가스가 배출되며, 이에 따라 본 발명에서는 배기가스 배출용 배기관을 선택적으로 적용하여 엔진 출력을 극대화시킨다.
상기 배기가스 유입용 배기관(340)에는 스크류(341)가 내장되는바, 상기 스크류는 날개가 적어도 1개 설치되며 바람직하게는 3개 설치한다.
상기 스크류(341)는 배기가스가 유입될때 배기가스를 회전시켜 빠른속도로 후방으로 배출하는 역할을 하게 된다. 즉, 배기 메니폴드에서 빠져나온 배기가스가 하우징내의 배기가스 유입용 배기관(340)에 입력되면 스크류(341)의 날개를 타고 회전하면서 출력되므로 배기되는 속도가 빨라지게 되는 것이다.
이에 따라 악셀레이터를 밟는 초기에 엔진의 출력이 향상되어 저알피엠에서도 차량이 빠른 속도로 운행할 수 있게 된다.
이후, 배기가스의 유입량이 많아지면 스크류(341)를 거쳐서 배기가스가 출력됨과 동시에 제 1 소음실(300a)과 제 2 소음실(300b) 및 제 3 소음실(300c)에 분사되도록 형성된 통기용 홀(342)을 통해서도 배기가스가 출력되어 엔진의 출력이 용이하게 이루어지도록 조절된다. 아울러 제 1 격벽(320) 및 제 2 격벽(330)에 형성된 통기용 홀(322, 332)을 통해서도 적절히 이동하면서 배기가스 배출용 배기관(350)으로 이동된다.
만약에, 배기가스 유입용 배기관에 통기용 홀을 형성하지 않게 되면 스크류를 통해 배출되는 배기가스가 한정되어 초기 엔진출력은 좋으나 일정속도 이상에서는 배압저항 때문에 효율이 떨어질 수 밖에 없으며, 이는 배기가스 유입용 배기관의 출력측으로 빠져나오는 배기가스량이 한계가 있기 때문이다.
따라서, 저알피엠시에는 도 4와 같이 스크류를 통해서만 주로 배기가스가 통과되고, 본 발명에서는 스크류(341)를 통해 출력되는 배기가스가 한계를 넘어서면 도 5와 같이 통기용 홀(342, 342a)을 통해서도 배기가스의 배출이 이루어지도록 하여 엔진의 출력을 극대화할 수 있고 고알피엠에서도 충분히 차량의 속도를 유지할 수 있게 된다.
결국, 본 발명은 2단계 동작으로 요약할 수 있는바, 엔진이 저알피엠으로 작동시에는 배기가스 유입용 배기관(340)의 스크류(341)를 통해 빠른 속도로 배기가스가 배기되어 엔진 출력을 향상시키고, 엔진이 고알피엠으로 작동시에는 배기가스 유입용 배기관(340)의 스크류(341) 뿐만 아니라 통기용 홀(342, 342a)을 통해서도 배기가스가 배기되어 배압저항을 최소화시킴으로서 엔진 출력을 향상시킨다.
아울러, 비록 본 발명이 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 일반적인 배기가스 흐름을 나타낸 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 서브 머플러 구성도.
도 3a는 본 발명의 배기가스 유입용 배기관 구성도.
도 3b는 본 발명의 배기가스 배출용 배기관 구성도.
도 3c는 본 발명의 제 1 격벽 및 제 2 격벽 구성도.
도 4는 본 발명에서 엔진이 저알피엠 상황일때 서브 머플러 동작 상태도.
도 5는 본 발명에서 엔진이 고알피엠 상황일때 서브 머플러 동작 상태도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 엔진
200: 촉매 컨버터
300: 서브 머플러
300a: 제 1 소음실
300b: 제 2 소음실
300c: 제 3 소음실
310: 서브 머플러 하우징
320: 제 1 격벽
321: 배기관 결합용 홀
322: 제 1 격벽의 통기용 홀
330: 제 2 격벽
332: 제 2 격벽의 통기용 홀
340: 배기가스 유입용 배기관
341: 배기가스 유입용 배기관의 스크류
342: 배기가스 유입용 배기관의 구멍형태 통기용 홀
342a: 배기가스 유입용 배기관의 장공형태 통기용 홀
350: 배기가스 출력용 배기관
351: 배기가스 출력용 배기관의 통기용 홀
400: 메인 머플러

Claims (4)

  1. 서브 머플러 하우징(310)과,
    하우징의 내측에 설치되는 제 1 격벽(320)과,
    제 1 격벽에 이격되어 하우징 내측에 설치되는 제 2 격벽(330)과,
    배기가스 입력측에 연결되며 하우징의 상단 내측에 설치하되 제 1 격벽과 제 2 격벽을 관통하여 연결되는 배기가스 유입용 배기관(340)과,
    배기가스 출력측에 연결되며 하우징의 하단에 설치하되 제 2 격벽으로부터 제 1 격벽을 관통하여 설치되는 배기가스 배출용 배기관(350)으로 이루어지고;
    상기 배기가스 유입용 배기관(340)은 내부에 스크류(341)를 설치하고, 내측과 외측이 관통되는 다수개의 통기용 홀(342)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기가스 유입용 배기관(340)은 제 1 격벽과 제 2 격벽 사이에 설치되는 부분에 장공형태의 홀(342a)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기가스 배출용 배기관(350)에는 다수개의 통기용 홀(351)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽(320) 및 제 2 격벽(330)에는 다수개의 통기용 홀(322, 332)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 서브 머플러 구조.
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