KR20100105593A - 배기 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

차량 배기 시스템은 다양한 배기 부품을 포함한다. 수동 밸브 조립체는 하나 이상의 배기 부품과 연결된다. 수동 밸브는 폐쇄 위치를 향해 스프링 편향되며, 스프링의 편향력을 초과하는 배기 압력의 증가에 응답하여 개방 위치를 향해 이동될 수 있다. 본 발명의 일 양태는 그 외의 다른 배기 시스템 부품에 대한 수동 밸브의 위치에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 일 양태는 패킹된 레조네이터와 조합된 수동 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 소음 감소를 돕는 스톱 패드를 포함하는 동시에 밸브 성능 및 내구성을 개선시키는 수동 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 폐쇄 위치에서 높은 퍼센트율의 커버리지에 따른 논-바이패스 형상으로 수동 밸브를 이용하는 데 있다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 차량 배기 시스템 내에 오프셋 수동 밸브 형상을 제공하는 것과 관련된다.

Description

배기 밸브 조립체{EXHAUST VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 2007년 11월 21일에 출원된 가출원 제 60/989,508호, 2007년 12월 4일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/950,034호, 2008년 1월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/969,936호, 2007년 12월 11일에 출원된 미국 출원 제 11/953,930호, 2008년 1월 14일에 출원된 미국 특허 출원 제 12/013,652호 및 2007년 12월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/964,062호를 우선권 주장한다.

본 출원은 차량 배기 시스템용 밸브 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 일 양태는 그 외의 다른 배기 시스템 부품에 대한 수동 밸브의 위치에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 수동 밸브 및 레조네이터 형상에 관한 것이며, 보다 특히 패킹된 레조네이터와 조합된 수동 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 소음 감소를 돕는 동시에 밸브의 성능과 내구성을 개선시키는 스톱 패드를 포함한 수동 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 양태는 폐쇄 위치에 있을 때 높은 퍼센트율의 커버리지에 따른 논-바이패스 형상인 수동 밸브에 관한 것이다. 본 발명의 그 외의 다른 특징은 차량 배기 시스템 내에서 오프셋 설정된 수동 밸브에 관한 것이다.

배기 시스템은 널리 공지되었으며, 내연 기관과 함께 이용된다. 통상적으로, 배기 시스템은 엔진으로부터 머플러, 레조네이터, 등등과 같은 그 외의 다른 배기 시스템 부품으로 고온의 배기 가스를 이송하는 배기 튜브를 포함한다. 머플러 및 레조네이터는 배기 가스에 의해 형성되는 음파를 상쇄시키는 음향 챔버를 포함한다. 이러한 것이 비록 효과적일지라도, 이러한 부품들은 크기가 상대적으로 크며, 제한된 소음 감쇠 효과를 제공한다.

수동 밸브는 추가 소음 감쇠 효과를 제공하기 위해 머플러 내에서 이용된다. 그러나, 제안된 밸브는 다양한 설비 내에서 이의 용도가 한정되는 다수의 단점을 가진다. 수동 밸브에 따른 한 단점으로는 고온 조건에서의 사용이 제한된다. 공지된 수동 밸브 형상에 따른 그 외의 다른 단점은 이러한 밸브가 저주파수 소음을 효과적으로 감쇠시키지 못하는 데 있다. 게다가, 이러한 타입의 밸브가 다수의 머플러를 포함한 배기 시스템 내에서 이용될 때 추가적인 요구사항이 야기되어 진다.

배압을 증가시키거나 또는 머플러의 체적을 증가시킴으로써 수동 밸브를 이용하지 않고 저주파수 소음 감쇠 효과를 개선시키려는 시도가 되어져 왔다. 머플러의 체적을 증가시키면 비용, 재료 및 패키징 공간의 관점에서 문제점이 야기된다. 배압을 증가시키면 엔진 출력에 부정적인 영향이 미친다.

한 해결 방법은 머플러의 외측에 수동 밸브를 배치시키는 것이다. 이러한 형상의 실례는 2007년 12월 4일에 출원된 본 출원인의 공동 출원 제 11/950,034호에 기술된다. 이러한 해결 방법이 효과적인 것으로 입증되었지만, 이러한 타입의 마운팅 배열에 따른 전체 배기 시스템 내에서 그 외의 다른 문제점이 야기된다. 그 외의 다른 배기 시스템 부품에 대한 수동 밸브의 위치는 소음 감소 효과로부터의 중요한 특징이다. 전체 배기 시스템 내에서 수동 밸브의 특정 위치는 밸브의 음향적 효과와 직접적으로 연관된다. 예를 들어, 음속 노달 포인트에 밸브를 배치시키는 것은 비효율적이다. 예를 들어, 하나보다 많은 머플러를 포함한 시스템과 같은 다-배기 부품 시스템에 의해 추가 문제점이 야기된다. 메인 머플러의 전방에 수동 밸브를 배치시킴으로써 높은 수준의 압력 맥동을 인한 채터 문제점(chatter issues)이 야기될 수 있다.

머플러 외측 위치에서 배기 시스템 내의 수동 밸브를 이용하는 그 외의 다른 시도가 되어져 왔다. 예를 들어, 수동 밸브는 바이-패스 형상을 가진 배기 파이프 내에서 이용되어 진다. 수동 밸브는 배기 파이프 내에 배열된 베인 또는 플레퍼 밸브 바디(flapper valve body)를 포함하며, 베인은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전가능하다. 수동 밸브는 폐쇄 위치를 향해 스프링 편향되고, 배기 가스 압력이 스프링 편향을 극복하기에 충분할 때 베인은 개방 위치를 향해 피벗회전한다. 바이-패스 형상 내에서, 베인은 100%의 커버리지를 제공하며, 즉 폐쇄 위치에서 배기 부품이 완전히 차단된다. 폐쇄 시, 배기 가스는 베인의 다운스트림과 업스트림 위치에서 배기 파이프로 연결된 바이-패스 파이프에 의해 베인을 수용하는 배기 파이프의 외측에서 흐를 수 있다. 일반적으로, 베인은 피벗회전하는 동안 베인의 날들이 배기 부품의 내부 표면과 접촉하지 않도록 구성된다. 저주파수 소음 감쇠를 개선시키는 밸브를 이용함에 따라, 베인의 날에서 발생된 난류에 의해 추가 유동 소음이 야기된다. 따라서, 머플러의 외측에서 수동 밸브를 이용함에 따라 특정의 문제점이 야기되며, 추가 소음의 문제점이 발생된다.

게다가, 스프링을 이용함에 따라 베인을 배기 파이프 내의 일정하게 폐쇄된 위치로 복귀시키기가 어렵다. 또한, 스프링은 수동 밸브에 대해 추가 소음 문제점을 발생시킨다. 예를 들어, 스프링이 베인을 폐쇄 위치로 복귀시킬 때, 바람직하지 못한 폐쇄 소음이 발생된다.

추가로, 수동 밸브가 머플러 내의 파이프와 같은 배기 파이프 내에서 이용되거나 또는 바이-패스 파이프 형성으로 이용될 때, 수동 밸브가 완전히 개방된 위치를 향해 이동되는 문제점이 야기된다. 베인이 완전히 개방된 위치를 향해 이동될 때, 잠재적 간섭의 문제점이 파이프 자체의 형태에 의해 야기된다. 통상적으로, 베인은 파이프의 벽에 장착된 샤프트에 의해 지지되며, 샤프트는 베인과 정렬된 피벗회전축을 형성하고, 즉 베인에 의해 형성된 평면은 피벗회전축과 교차한다. 통상적으로, 파이프는 배기 가스 흐름 경로를 형성하는 내부 표면을 가진 만곡된 파이프를 포함한다. 베인이 파이프의 벽 표면에 인접하게 피벗회전할 때, 수동 밸브에 대한 개방 각도는 벽의 곡률과 베인의 폭에 의해 한정된다. 개방 각도를 한정하는 것은 배압의 관점에서 바람직하지 못하며, 추가로 최대 흐름을 위한 실제로의 완전 개방 위치를 구현할 수 없다.

또한, 공지된 바와 같이, 머플러는 적용 분야에 의존되는 다양한 작동 환경에 놓여진다. 예를 들어, 통상의 위치에서 승용차용 메인 머플러는 600°C의 배기 가스에 노출될 수 있으며, 반면 트럭, 미니밴 또는 SUV 차량 내에서 이용되는 머플러는 750°C를 초과할 수 있는 가스 온도에 노출된다.

승용차 분야에서, 수동 소음 감쇠 밸브는 소음 감쇠 효과를 제공하기 위해 머플러 바디 내에 직접적으로 장착되어 져 왔다. 이러한 밸브는 배기 흐름 경로가 형성된 밸브 하우징 내에서 피벗회전 운동을 위하여 밸브 바디를 편향시키는 스프링을 포함한다. 스프링은 고온 환경에서 제한된 적용분야를 가진다. 특정의 고온 스프링 재료가 종종 요구되고, 이는 매우 고가이다. 또한, 이러한 밸브는 트럭, SUV, 미니 밴, 등등과 같은 대형 차량에 대한 다수의 머플러 형상의 일부분으로 통상적으로 이용되는 상대적으로 작은 크기의 머플러 내에 패킹되기가 어려울 수 있다.

통상적으로, 이러한 공지된 수동 밸브는 바이-패스 흐름 경로가 제공되는 형상으로 이용된다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 타입의 형상은 배기 가스를 위한 바이-패스 흐름 경로와 1차 흐름 경로를 가진다. 밸브 바디는 1차 흐름 경로가 형성된 내부 머플러 튜브 내에 배열된다. 상기 언급된 바와 같이, 밸브 바디는 폐쇄 위치에서 1차 흐름 경로의 100%를 차단하도록 구성된다. 바이-패스 튜브는 밸브 바디의 다운스트림 위치에서 그리고 밸브 바디의 업스트림 위치에서 내부 머플러 튜브와 유체 연통된다. 특정 환경 하에서, 예를 들어 1차 흐름 경로가 100% 차단될 때, 배기 가스는 바이-패스 튜브에 의해 밸브 바디 주위에서 안내된다.

바이-패스 흐름 경로를 제공하는 것은 조립, 재료, 중량의 관점에서 바람직하지 못하다. 추가로, 상기 언급된 바와 같이, 상대적으로 작은 머플러 내에 이러한 밸브를 패킹하는 것이 곤란하고, 이러한 밸브는 고온 환경 내에서 효율적으로 작동되기가 어렵다. 액티브하게 제어되고 진동 작동식 밸브 형상을 포함한 논-바이패스 형상을 이용하려는 시도가 되어져 왔다. 그러나, 이는 비용 및 패키징의 관점에서 바람직하지 못하다.

따라서, 그 외의 타입의 소음 문제점을 야기하지 않고 저주파수 소름을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 수동 밸브 장치와 배기 시스템을 제공할 필요가 있다. 게다가, 추가 소음을 발생시키지 않고 완전 개방 위치로부터 일정하게 폐쇄된 위치로 베인을 효과적이며 효율적으로 복귀시킬 수 있는 수동 밸브 장치를 제공할 필요성이 있으며, 폐쇄력은 수동 밸브의 내구성을 개선시키기 위해 최소화되어야 한다.

본 발명은 종래 기술의 문제점과 단점을 방지하는 동시에 상기 요구사항을 구현한다.

차량 배기 시스템(vehicle exhaust system)은 전체적으로 배기 시스템에 대해 소음 감쇠의 상당한 음향적 장점을 제공하기 위하여 그 외의 다른 배기 부품에 대해 특정의 위치적 상관관계에 따라 배기 시스템 내에 배열되는 수동 밸브(passive valve)를 포함한다.

일 실시예에서, 차량 배기 시스템은 유입부와 배출부를 가진 하나 이상의 머플러를 포함한다 제 1 파이프 바디는 배출부에 연결되고, 제 2 파이프 바디는 유입부에 연결된다. 수동 밸브 조립체는 제 1 및 제 2 파이프 바디들 중 한 바디 내에 장착되고, 머플러의 유입부와 배출부 중 한 부분에 대해 파이프 바디들 중 각각의 한 바디의 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열된다.

일 실시예에서, 제 1 파이프 바디는 제 1 및 제 2 단부를 가진다. 제 1 단부는 머플러에 배열되며, 파이프 바디는 전체 파이프 길이를 형성하기 위해 제 2 단부로 연장된다. 제 1 파이프 바디는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 단일의 배기 흐름 경로가 형성된다. 수동 밸브 조립체는 제 1 파이프 바디 내에 장착되고, 머플러의 배출부에 배열되는 제 1 단부에 대해 파이프의 전체 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열된다.

일 실시예에서, 차량 배기 시스템은 제 1 머플러를 제 2 머플러로 연결하는 인터-파이프 및 제 1 및 제 2 머플러를 포함한다. 인터-파이프는 제 1 머플러와 제 2 머플러 사이에 단일의 배기 가스 흐름 경로가 형성된다. 인터-파이프는 제 2 머플러에 연결된 제 2 단부 및 제 1 머플러에 연결된 제 1 단부를 포함한 관형 바디를 가진다. 관형 바디는 전체 인터-파이프 길이를 형성하기 위해 제 1 단부로부터 제 2 단부까지 연장된다. 수동 밸브 조립체는 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 위치에서 튜브 바디 내에 장착된다. 수동 밸브 조립체는 제 1 단부와 제 2 단부들 중 한 단부에 대해 파이프 전체 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열된다.

이러한 실시예에서, 전체 길이의 맨앞 25% 내에 수동 밸브 조립체를 배치시킴으로써 밸브는 해당 파이프 내에 형성된 음향 공명을 위한 속도 배 위치(velocity anti-node position)에 인접하게 된다.

그 외의 다른 실례의 실시예에서, 차량 배기 시스템은 제 1 및 제 2 배기 부품을 포함하며, 인터-파이프는 제 1 배기 부품의 배출부를 제 2 배기 부품의 유입부로 유체연결한다. 수동 밸브는 인터-파이프 내에 장착된다. 제 2 배기 부품은 고주파수 흡수 재료로 적어도 부분적으로 패킹된 내부 공동이 형성된다. 이러한 패킹된 형상이 저주파수 및 고주파수 소음을 효과적으로 감쇠시키기 위해 수동 밸브와 협력한다.

일 실시예에서, 제 1 및 제 2 배기 부품은 제 1 및 제 2 머플러 또는 레조네이터를 포함하고, 인터-파이프는 제 1 배출부와 제 2 배출부 사이에 단일의 배기 가스 흐름 경로를 포함한다.

일 실시예에서, 제 1 배기 부품은 제 1 유입부와 제 1 배출부를 가지며, 제 2 배기 부품은 제 2 배출부와 제 2 유입부를 가진 내부 공동이 형성된다. 제 2 유입부와 제 2 배출부는 제 2 배기 부품을 통해 내부 흐름 경로를 형성하기 위하여 협력한다.내부 흐름 경로는 나머지 부분에 배열된 내부 공동의 일부를 점유한다. 내부 공동의 나머지 부분은 고주파수 흡수 재료로 완벽히 패킹된다. 인터-파이프는 제 1 배출부와 제 2 유입부를 연결하고, 수동 밸브는 인터-파이프 내에 장착된다.

일 실시예에서, 제 2 배기 부품은 내부 흐름 경로를 형성하기 위해 제 2 유입부를 제 2 배출부로 연결하는 파이프를 포함한다. 파이프는 파이프 직경에 의해 형성되며, 수동 밸브는 제 2 배기 부품의 제 2 유입부로부터 특정의 거리에서 인터-파이프 내에 장착된다. 일 실시예에서, 이러한 특정의 거리는 내부 흐름 경로의 파이프 직경에 적어도 4배인 거리이다.

일 실시예에서,파이프는 천공된 섹션을 포함하고, 고주파수 흡수 재료는 천공된 섹션의 일부분과 적어도 접촉하도록 내부 공동 내에 배열된다. 일 실시예에서, 고주파수 흡수 재료는 천공된 섹션의 전체 길이와 접촉한다.

수동 밸브 및 패킹된 머플러의 상기 언급된 조합은 고주파수 및 저주파수 소음을 효과적으로 감쇠시키기 위해 협력한다. 논-바이패스 인터-파이프 내에서 수동 밸브를 이용함에 따라 저주파수 소음이 상당히 효과적으로 감쇠되는 동시에 후방에 위치되고 패킹된 머플러를 이용함에 따라 수동 밸브 위치 및 형상에 따라 야기된 소음의 문제점이 해결된다.

그 외의 다른 실례의 배기 시스템 형상에서, 수동 밸브는 배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 베인을 포함한다. 베인은 샤프트에 의해 지지되며, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전한다. 또한, 베인을 위한 폐쇄 위치를 형성하고 배기 가스 흐름 경로 내에 스톱이 배열된다.

일 실시예에서, 베인은 샤프트에 결합된 제 1 부분을 가진 바디 구조물을 포함한다. 바디 구조물은 제 1 부분으로부터 팁까지 연장된다. 폐쇄 위치에 있을 때, 바디 구조물의 팁은 스톱과 연결된다. 이러한 형상에서, 스톱은 샤프트에 의해 형성된 회전축으로부터 가장 멀리에 배열된다. 이에 따라 스톱과 베인 사이에 접촉력이 감소되어 내구성이 개선된다.

일 실시예에서, 스톱은 베인의 업스트림으로부터 시작하는 경사진 표면(ramped surface)을 포함한다. 배기 부품은 배기 가스 흐름 경로를 형성하는 내부 표면과 외부 표면을 가진 벽을 가진다. 경사진 표면은 벽의 내부 표면으로부터 베인을 향해 연장된다. 그 뒤, 스톱 단부 표면은 벽의 내부 표면을 향하여 경사진 표면으로부터 연장된다. 베인의 팁은 수동 밸브가 폐쇄 위치에 있을 때 스톱 단부 표면과 연결된다. 업스트림 경사진 표면은 배압(backpressure), 난류(turbulence) 및 유동 소음(flow noise)의 발생을 감소시킨다.

그 외의 다른 실례의 배기 시스템 형상에 있어서, 차량 배기 시스템용 배기 밸브는 논-바이패스 형상(non-bypass configuration)으로 배열되며, 폐쇄 위치에 있을 때 높은 퍼센트율의 커버리지(coverage)를 제공한다.

일 실시예에서, 수동 밸브 조립체는 배기 튜브 내에 장착된다. 배기 튜브는 횡단면 영역을 가진 배기 흐름 경로를 형성하는 보어를 가진다. 배기 튜브의 한 단부는 제 1 배기 부품에 연결되고, 배기 튜브의 제 2 단부는 제 2 배기 부품에 연결되어 배기 튜브는 제 1 배기 부품과 제 2 배기 부품 사이에 단일의 배기 경로를 형성한다. 수동 밸브 조립체는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능하고 보어 내에 장착되는 베인(vane)을 포함한다. 탄성 부재가 베인을 폐쇄 위치를 향하여 편향시킨다. 베인이 폐쇄 위치에 있을 때, 베인은 횡단면 영역의 80% 내지 97%를 덮는다.

이와 같이, 높은 커버리지의 단일의 수동 밸브 조립체가 저주파수 소음을 효과적으로 감쇠시키기 위해 논-바이패스 장치 내에서 이용된다.

그 외의 다른 실례의 배기 시스템 형상에서, 배기 부품은 배기 가스 흐름 경로가 형성된 내부 표면을 포함한 벽을 가진다. 수동 밸브 조립체는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전가능하도록 배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 베인을 포함한다. 베인은 베인의 폭을 가로질러 연장되는 평면에 의해 형성된다. 베인은 회전축을 형성하는 샤프트에 의해 지지된다. 회전축은 베인의 평면으로부터 오프셋 설정된다.

일 실시예에서, 배기 부품은 만곡된 내부 벽 표면을 가진 파이프를 포함한다. 하우징은 파이프의 만곡된 외측 표면에 장착된다. 하나 이상의 부싱은 샤프트를 피벗회전하게 지지하기 위해 하우징 내에 장착된다. 탄성 부재는 폐쇄 위치를 향해 베인을 편향시키며, 베인은 탄성 부재의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 개방 위츠를 향하여 폐쇄 위치로부터 피벗회전한다.

일 실시예에서, 평면과 회전축은 비-교차 상관관계(non-intersecting relationship)를 가지며, 연결 암은 회전축과 평면 사이에 이격된 상태를 유지하기 위해 이용된다. 연결 암은 샤프트에 결합된 한 부분과 베인에 결합된 그 외의 다른 부분을 가진다. 연결 암은 회전축에 대해 그리고 평면에 대해 가로방향으로 연장된다.

일 실시예에서, 베인은 두께보다 큰 폭을 가진 디스크-형 바디를 포함한다. 평면은 디스크-형 바디의 폭을 가로질러 형성된다.

베인으로부터 평면을 오프셋설정함으로써, 베인은 파이프의 벽의 만곡된 내부 표면과 간섭 없이 흐름을 최대화하기 위하여 완전히 개방된 위치로 피벗회전할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 외의 다른 특징들은 하기 기술 내용과 도면 및 요약서로부터 보다 잘 이해될 수 있다.

도 1은 배기 파이프 부품과 수동 조립체의 투시도.
도 2는 개방 단부를 가진 파이프를 위한 음향 속도 모드 형태를 도시하는 도면.
도 3은 차량 배기 시스템 내의 수동 밸브의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 차량 배기 시스템 내의 수동 밸브의 그 외의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 차량 배기 시스템 내의 수동 밸브의 그 외의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 차량 배기 시스템 내의 수동 밸브의 그 외의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 도 6으로부터의 최후방 배기 부품의 횡단면도.
도 8은 도 7의 배기 부품에 대한 수동 밸브의 장착 위치를 도시하는 도면.
도 9는 천공된 파이프를 포함한 패킹된 배기 부품의 도면.
도 10은 조율 파이프를 가진 패킹된 배기 부품의 실례를 도시하는 도면.
도 11은 배기 부품과 수동 밸브 조립체의 일 실례의 투시도.
도 12는 베인을 위한 스톱을 포함한 배기 부품의 측면도.
도 13A는 배기 부품의 중심선에 대해 스톱의 경사진 표면 각도를 도시하는 도식적인 측면도.
도 13B는 배기 부품의 중심선에 대해 스톱의 단부 표면 각도를 도시하는 측면도.
도 14는 스톱의 일 실례의 측면도.
도 15는 스톱의 그 외의 다른 실례의 측면도.
도 16A는 스톱의 그 외의 다른 실례의 투시도.
도 16B는 도 16A의 스톱의 단면도.
도 16C는 도 16A의 스톱의 측면도.
도 16D는 도 16A의 스톱의 상면도.
도 17은 도 1의 조립체 내에서 이용되는 밸브 샤프트, 부싱 및 스프링의 도면.
도 18은 도 17의 스프링의 횡단면도.
도 19는 실질적으로 폐쇄되고 개방된 위치를 도시하는 스프링 및 베인의 측면도.
도 20은 베인이 실질적으로 폐쇄된 위치에 있는, 수동 밸브 조립체와 외부 배기 튜브의 횡단면도.
도 21은 수동 밸브 조립체를 포함한 외부 배기 튜브와 머플러의 투시도.
도 22는 오프셋 베인을 포함한 배기 부품의 측면도.
도 23은 완전히 개방된 위치에서 도 22의 배기 부품의 도식적인 측면도.

도 1에 도시된 바와 같이, 배기 튜브 또는 파이프(10)와 같은 배기 부품은 수동 밸브 조립체(passive valve assembly, 12)로 언급되는 배기 스로틀링 밸브(exhaust throttling valve)를 포함한다. 수동 밸브 조립체(12)는 배기 가스 흐름 경로(16)가 최소한으로 차단되는 개방 위치와 배기 가스 흐름 경로(16)의 실질적인 일부가 차단되는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 수동 밸브 조립체(12)는 폐쇄 위치를 향해 탄성적으로 편향되고, 배기 가스 흐름이 편향력을 극복하기에 충분한 압력을 생성할 때 개방 위치를 향해 이동된다.

도시된 실례에서, 배기 파이프(10)는 배기 가스 흐름 경로(16)를 형성하는 단일의 튜브 바디(14)를 포함한다. 수동 밸브 조립체(12)는 폐쇄 위치에 있을 때 배기 가스 흐름 경로(16)의 일부분을 차단하는 밸브 바디 또는 베인(vane, 18)을 포함한다. 상기 언급된 바와 같이, 베인(18)은 배기 가스에 의해 베인(18)에 대해 가해진 압력에 응답하여 배기 가스 흐름 경로(16)의 차단을 최소화하기 위하여 개방 위치를 향해 피벗회전한다.

일 양태에서, 베인(18)은 탱(tang), 브래킷 또는 연결 암(22)을 이용하여 샤프트(20)에 고정된다. 슬롯(24)은 파이프 바디(14)의 외측 표면 내에 형성된다. 정방향 금속 구조물로서 본 실시예에 도시된 하우징(26)은 슬롯(24) 내에 수용되며, 파이프 바디(14)로 용접된다. 또한, 그 외의 다른 하우징 형상이 이용될 수 있다. 샤프트(20)는 제 1(28) 및 제 2(30) 부싱 또는 베어링에 의해 하우징(26) 내에 회전가능하게 지지된다. 도시된 실례에서, 연결 암(22)은 샤프트(20)에 용접된 한 부분과 베인(18)으로 용접되고 하우징(26)으로부터 외측을 향하여 연장된 그 외의 다른 부분을 가진 시트 금속의 피스를 포함한다. 따라서, 베인(18)과 샤프트(20)는 샤프트(20)에 의해 형성되는 축(A) 주위에서 함께 피벗회전한다. 연결 암(22)은 샤프트(20)가 베인(18)에 부착될 수 있는 방법 중의 단지 한 실례이며, 그 외의 다른 부착 메커니즘이 이용될 수 있음을 이해하여야 한다.

통상적으로, 제 1 부싱(28)은 제 1 샤프트 단부(32)에 배열된다. 제 1 부싱(28)은 제 1 샤프트 단부(32)에 대해 밀봉된 인터페이스를 포함한다. 샤프트(20)는 제 1 칼라(36)와 제 2 칼라(38)를 가진 샤프트 바디(34)를 포함한다. 제 1 부싱(28)은 제 1 칼라(36)가 밀봉된 인터페이스를 제공하기 위하여 제 1 부싱(28)의 단부 면에 대해 직접적으로 접하도록 제 1 샤프트 단부(32)를 수용하는 제 1 보어를 포함한다. 이와 같이, 배기 가스는 제 1 부싱(28)과 샤프트(20) 사이의 경로를 따라 제 1 부싱(28)으로부터 누출되지 않을 수 있다.

제 2 부싱(30)은 제 2 보어를 포함하며, 상기 제 2 보어를 통해 샤프트 바디(34)가 제 2 샤프트 단부(40)로 연장된다. 제 2 칼라(38)는 제 2 부싱(30)의 축방향의 내측에 배열된다. 샤프트(20)는 제 2 보어를 통하여 제 2 부싱(30)에 대한 축방향의 외측 위치로 연장된다. 예를 들어, 스프링(42)과 같은 탄성 부재가 스프링 리테이너(44)를 이용하여 제 2 샤프트 단부(40)에 결합된다. 스프링 리테이너(44)는 하우징(26)에 고정된 제 1 리테이너 피스(46)와 제 2 샤프트 단부(40)에 고정된 제 2 리테이너 피스(48)를 포함한다. 하나의 스프링 단부(50)는 제 1 리테이너 피스(46)에 의해 하우징(26)과 연결되며, 제 2 스프링 단부(스프링 리테이너(44)로 인해 도 1에서는 도시되지 않음)는 제 2 리테이너 피스(48)에 의해 샤프트(20)와 연결된다.

바람직하게, 수동 밸브 조립체(12)는 전체적인 소음 감쇠를 위한 상당한 음향적 장점을 제공하기 위하여 그 외의 다른 배기 부품에 대한 특정의 위치적 상관관계로 차량 배기 시스템 내에 배열된다. 도 2는 개방 단부(62, 64)를 가진 파이프(60)를 도식적으로 도시한다. 이러한 파이프 형상에 대한 통상적 음향 속도 모드 형태가 도면부호(66)로 도시된다. 수동 밸브 조립체(12)는 음향적 효과를 정하는 배기 시스템 내에 배열된다. 예를 들어, 음향 속도 노달 포인트(acoustic velocity nodal point, P)(도 2)에 수동 밸브 조립체를 배치시키는 것은 소음을 감쇠하는데 효과적이지 못하다.

차량 배기 시스템(70)의 일 양태가 도 3에 도시된다. 이러한 형상은 도면부호(76)로 도시된 엔진으로부터 배기 가스 흐름을 수용하는 유입부(inlet, 74)를 가진 하나 이상의 머플러(72)를 포함한다. 머플러(72)는 차량 배기 시스템(70) 내에 머플러만 포함할 수 있거나 또는 그 외의 다른 머플러가 차량 배기 시스템(70) 내에 포함된다면 머플러(72)는 차량 배기 시스템(70) 내에 최후미 머플러(rearmost muffler)를 포함한다. 머플러(72)는 배기 가스를 테일파이프(tailpipe, 80)로 안내하는 배출부(78)를 포함한다. 배출부(78)는 테일파이프(80)에 결합되고 머플러(72)의 후방에 결합되는 튜브(82)를 포함할 수 있거나 또는 튜브(82)는 자체적으로 테일파이프(80)를 포함할 수 있다.

어느 한 형상에서, 튜브(82)는 테일파이프(80)로부터의 배출부와 머플러(72) 사이에 단독의 배출 가스 흐름 경로를 형성하며, 수동 밸브 조립체(12)는 배기 시스템의 이러한 섹션 내에 배열된 밸브이다. 즉, 이러한 형상에 대해 머플러(72)의 다운스트림에는 바이-패스 튜브 또는 경로가 제공되지 않는다. 이와 같이, 튜브(82)는 테일파이프(80)로부터 배출부로 연장되는 제 2 단부(86)와 배출부(78)에 결합된 제 1 단부(84)를 가지도록 형성된다. 튜브(82)는 제 1 단부(84)로부터 제 2 단부(86)까지 연장되는 전체 길이를 가진다. 이러한 전체 길이는 파이프 또는 튜브의 전개된 길이로 언급된다. 전체 길이는 직선 길이로 형성되어서는 안되며, 즉 제 1 단부(84)와 제 2 단부(86)는 비-동축을 이룰 수 있고, 전체 길이는 직선과 추가된 만곡 부분으로 구성된 길이로 형성될 수 있다.

도시된 실례에서, 수동 밸브 조립체(12a)는 제 1 단부(84)와 제 2 단부(86) 사이의 위치에서 튜브(82) 내에 그리고 머플러(72)의 외측에, 즉 머플러 외부에 장착된다. 가장 효과적인 소음 감쇠 효과를 제공하기 위하여, 수동 밸브 조립체(12a)는 도면부호(90a)로 도시된 바와 같이 제 1 단부(84)에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열된다. 이러한 위치에 수동 밸브 조립체(12a)를 배열함으로써, 튜브(82) 내에 형성된 음향 공명을 위해 속도 배 위치(velocity anti-node position)에 근접하게 밸브 조립체(12a)를 배치시키는 음향적 감쇠 이점이 제공된다.

대안의 위치에서, 수동 밸브 조립체(12b)는 머플러(72)의 유입부(74)로 유체연결되는 튜브 또는 파이프(75) 내에 배열된다. 상기 파이프(75)는 전체적인 파이프 길이를 형성하고, 업스트림 배기 부품과 머플러(72) 사이에 단일의 배기 흐름 경로를 포함한다. 수동 밸브 조립체(12b)는 도면부호(90b)로 도시된 바와 같이 유입부(74)에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열된다.

도 4는 차량 배기 시스템(90)의 그 외의 다른 실례를 도시한다. 이러한 형상에서, 제 1 머플러(92), 제 2 머플러(94) 및 제 1 머플러(92)와 제 2 머플러(94)를 연결하는 인터-파이프(inter-pipe, 96)가 제공된다. 인터-파이프(96)는 제 1 머플러(92)와 제 2 머플러(94) 사이에 단일의 가스 경로를 포함하고, 즉 논-바이패스 형상이 제공되며, 수동 밸브 조립체(12)는 배기 시스템의 이러한 섹션 내에 위치된 밸브이다. 인터-파이프(96)는 제 1 머플러(92)의 배출부(100)에 결합되는 제 1 단부(98) 및 제 2 머플러(94)의 유입부(104)에 결합된 제 2 단부(102)를 포함한다. 인터-파이프(96)는 제 1 머플러(92)와 제 2 머플러(94) 사이에 단일의 튜브를 형성하기 위하여 서로 연결된 복수의 튜브 부분으로 구성될 수 있거나 또는 단일의 튜브일 수 있다.

제 1 머플러(92)는 도면부호(108)로 도시된 바와 같이 엔진으로부터 배기 가스 흐름을 수용하는 유입부(106)를 포함한다. 제 2 머플러(94)는 테일파이프(112)에 결합되는 배출부(110)를 포함한다. 수동 밸브 조립체(12)는 인터-파이프(96) 내에 장착되며, 제 1 단부(98)와 제 2 단부(102)들 중 한 단부에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내의 위치에서 제 1 단부(98)와 제 2 단부(102) 사이의 위치에 배열된다.

일 양태에서, 수동 밸브 조립체(12a)는 도면부호(114)로 도시된 바와 같이 제 1 단부(98)에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내에 배열된다. 그 외의 다른 대안의 실례에서, 수동 밸브 조립체(12b)는 도면부호(116)로 도시된 바와 같이 제 2 단부(102)에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내에 배열된다. 어느 예시라도, 수동 밸브 조립체(12a 또는 12b)를 그렇게 위치시킴으로써, 제 1 머플러(92)와 제 2 머플러(94) 사이의 인터-파이프(96) 내에 존재하는 음향 공진을 위한 속도 배 위치에 가깝도록, 밸브 조립체(12a 또는 12b)를 위치시키는 것의 음향 감쇠 이점이 제공된다.

배기 시스템(120)의 그 외의 다른 실례가 도 5에 도시된다. 이러한 실례는 도 4의 실례와 유사하지만 제 1 머플러(92)의 업스트림에서 엔진(124)으로 연결되는 추가 맨앞 머플러(122)를 포함한다. 이러한 형상에서 제 1 머플러(92)와 제 2 머플러(94)는 추가 소음 감쇠 효과를 제공하기 위해 이용된 추가 또는 제 2 머플러를 포함한다. 맨앞 머플러(122)는 엔진(124)과 유체연통되는 유입부(126) 및 제 1 머플러(92)의 유입부(106)와 유체연통되는 배출부(128)를 가진다. 수동 밸브 조립체(12)는 도면부호(130)로 도시된 바와 같이 제 1 단부(98)에 대해 전체 파이프 길이의 맨앞 25% 내의 위치에서 인터-파이프(96) 내에 배열된다.

상기 언급된 바와 같이, 바람직하게, 수동 밸브 조립체(12)는 전체적인 소음 감쇠 효과를 위한 상당한 음향적 장점을 제공하기 위하여 그 외의 다른 배기 부품에 대한 특정의 위치적 상관관계로 차량 배기 시스템 내에 배열된다. 도 6은 하나 이상의 제 1 레조네이터 또는 머플러(202)와 하나 이상의 제 2 레조네이터 또는 머플러(204)를 포함하는 차량 배기 시스템(200)의 그 외의 다른 실례의 형상을 도식적으로 도시한다. 제 1 머플러(202)는 도면부호(208)로 도시된 바와 같이 엔진으로부터 배기 가스 흐름을 수용하는 유입부(206)를 가진다. 제 1 머플러(202)는 인터-파이프(212)로 배기 가스를 안내하는 배출부(210)를 포함한다.

인터-파이프(212)는 제 2 머플러(204)의 유입부(214)로 제 1 머플러(202)의 배출부(210)를 유체연결한다. 제 2 머플러(204)는 테일파이프(218)에 유체연결된 배출부(216)를 포함한다. 인터-파이프(212)는 단일의 튜브일 수 있거나 또는 제 1 머플러(202)와 제 2 머플러(204) 사이에 단일의 튜브를 형성하기 위해 서로 연결된 다수의 튜브 부분으로 구성될 수 있다. 유사하게, 테일파이프(218)는 단일의 튜브일 수 있거나 또는 배기 시스템(200)으로부터 단일의 가스 흐름 배출을 형성하기 위해 서로 연결된 다수의 튜브 부분으로 구성될 수 있다.

인터-파이프(212)는 제 1 머플러(202)와 제 2 머플러(204) 사이에 단일의 배출 가스 흐름 경로를 형성한다. 즉, 제 1 머플러(202)와 제 2 머플러(204) 사이의 유체 연결부 내에 바이-패스 흐름 옵션이 제공되지 않는다. 이와 같이, 인터-파이프(212)는 파이프의 전개된 길이로 언급되는 전체 파이프 길이가 형성되도록 제 1 단부(220)로부터 제 2 단부(222)까지 연장된다. 제 1 단부(220)와 제 2 단부(222)는 동축을 이룰 필요가 없으며, 이에 따라 파이프의 전개된 길이는 파이프의 단일의 직선 셕션으로 구성될 수 있거나 또는 추가된 길이를 가진 파이프의 직선 및 만곡된 섹션의 조합으로 구성될 수 있다.

수동 밸브 조립체(12)는 인터-파이프(212) 내에 그리고 제 2 머플러와 제 1 머플러(202)의 외측에 장착된다. 수동 밸브 조립체(12)는 제 2 머플러(204)에 대한 특정 위치에서 제 1 단부(220)와 제 2 단부(222) 사이의 인터-파이프(212) 내에 배열된다. 이는 하기에서 보다 상세히 언급되어진다.

도 7은 제 2 머플러(204)의 횡단면도를 도시한다. 제 2 머플러(204)는 단일의 배출부(216)와 단일의 유입부(214)를 가진 내부 공동(224)이 형성된다. 유입부(214)와 배출부(216)는 제 2 머플러(204) 내에 단일의 내부 흐름 경로(226)를 형성하도록 협력한다. 내부 흐름 경로(226)는 내부 흐름 경로(226)에 의해 점유되지 않은 나머지 부분을 제외한 내부 공동(224)의 특정 부분을 점유한다. 이러한 나머지 부분은 고주파수 흡수 재료(high frequency absorption material, 228)로 패킹된다. 일 실시예에서 섬유-기반 재료가 이용될 수 있지만 고주파수 소음을 감쇠시키기 위한 임의의 적합한 재료가 이용될 수 있다.

도시된 실례에서, 단일의 내부 흐름 경로(226)가 유입부(214)로부터 배출부(216)까지 연장되는 파이프 바디(230) 내에 수용되며, 고주파수 흡수 재료(228)는 파이프 바디(230)를 완전히 뒤덮기 위하여 내부 공동(224)을 완전히 채운다. 이러한 완벽히 패킹된 형상은 가장 통상적인 형상이며, 조립 및 제조의 관점에서 가장 효과적인 형상이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 수동 밸브 조립체(12)는 도면부호(232)로 도시된 바와 같이 제 2 머플러(204)의 유입부(214)에 대한 특정의 거리에서 인터-파이프(212) 내에 장착된다. 파이프 바디(230)는 파이프 직경(D)으로 형성된다. 파이프 직경(D)은 차량 설비의 타입 및/또는 그 외의 다른 배기 시스템 특징에 의존하여 가변될 수 있다. 수동 밸브 조립체(12)는 내부 흐름 경로(226)를 형성하는 파이프 직경(D)의 적어도 4배인 거리(232)에 배열된다. 이와 같이 패킹된 제 2 머플러(204)의 유입부(214)에 대해 수동 밸브 조립체(12)를 배치시킴으로써, 기하학적 스텝 변화(geometric step change)로부터 유동 소음의 발생에 따라 수반된 거리로 인해 유동 소음의 흡수가 최대화된다.

도 9에 도시된 그 외의 다른 실례에서, 파이프(250)는 유입부(214)로부터 배출부(216)까지 연장되어 단일의 내부 흐름 경로(252)가 형성된다. 파이프(250)는 천공된 섹션(254)을 포함한다. 천공된 섹션(254)은 내부 공동(224) 내에 배열되고, 파이프(250)의 전체 길이의 일부분을 따라 연장된다. 이와 같이, 천공된 섹션(254)의 길이(L)는 파이프(250)의 전체 길이보다 짧다. 천공된 섹션(254)은 파이프(250)의 외측 주변 주위에서 적어도 부분적으로 연장되며, 도시된 실례에서 파이프(250)의 외측 주변 주위에서 전체적으로 연장된다.

고주파수 흡수 재료(228)는 패킹된 형상을 제공하기 위해 천공된 섹션(254)의 적어도 일부분과 접촉하도록 내부 공동(224)과 함께 배열된다. 도시된 실례에서, 고주파수 흡수 재료(228)는 천공된 섹션(254)의 전체 길이(L)와 접촉하도록 배열된다. 고주파수 흡수 재료(228)는 이러한 접촉을 제공하기 위해 파이프 주변에서 패킹된 재료를 포함할 수 있거나 또는 고주파수 흡수 재료(228)는 천공된 섹션(254) 주위에서 랩핑된(wrap) 매트를 포함할 수 있다.

도 9에 도시된 실례에서, 또한 고주파수 흡수 재료(228)는 비-천공 섹션(256)을 따라 파이프(250)와 접촉한다. 게다가, 파이프(250)는 고주파수 흡수 재료(228)와 접촉하지 않는 내부 공동(224) 내에 섹션들을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 언급된 바와 같이, 각각의 실례에서 고주파수 흡수 재료(228)는 고주파수 소음의 가장 효과적인 감쇠를 구현하기 위해 천공된 섹션(254)의 전체 길이(L)와 접촉한다.

도 10에 도시된 실례에서, 조율 튜브(tuning tube, 260)는 추가 소음 감쇠 효과를 구현하기 위하여 비-천공 섹션(256)들 중 한 섹션에서 파이프(250)에 연결된다. 이러한 실례에서, 조율 튜브(260)는 고주파수 흡수 재료(228)와 접촉하는 파이프(250)의 위치에 위치되지 않는다. 그러나, 고주파수 흡수 재료(228)는 조율 튜브 위치에서 파이프(250) 상에서 이용될 수 있다. 게다가, 조율 튜브(260)는 도 6 내지 도 8에 도시된 형상으로 이용될 수 있다.

도 9 및 도 10에 기초한 형상에 대해, 수동 밸브 조립체(12)는 도 6 내지 도 8의 실시예에 따라 상기에서 기술된 바와 같이 제 2 머플러(204)의 유입부(214)에 대한 특정 위치에서 인터-파이프(212) 내에 장착된다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시된 파이프 바디(230)는 완벽히 패킹된 내부 공동과 조합된 천공된 섹션을 포함할 수 있다.

스로틀링의 다운스트림에서 패킹된 고주파수 머플러를 이용함에 따라 스프링-편향식 수동 밸브는 소음을 감쇠하기 위한 효과적인 형상을 제공한다. 저주파수 소음을 감쇠하는데 효과적인 수동 밸브 조립체(12)는 상당히 개선된 소음 감쇠 기능을 가진 배기 시스템을 제공하기 위하여 고주파수 소음을 감쇠하는데 효과적인 패킹된 머플러와 협력한다.

도 11은 스톱 부분(stop feature)과 조합된 수동 밸브 조립체(12) 및 배기 파이프(10)를 도시한다. 배기 파이프(10)는 배기 가스 흐름 경로(16)를 형성하는 단일의 파이프 바디(14)를 포함한다. 일 실시예에서, 파이프 바디(14)는 배기 가스 흐름 경로(16)를 형성하는 만곡된 내부 표면(14b)과 만곡된 외부 표면(14a)을 포함한다. 일 실시예에서, 파이프 바디(14)는 원형 횡단면을 가진다.

수동 밸브 조립체(12)는 폐쇄 위치에 있을 때 배기 가스 흐름 경로(16)의 일부분을 차단하는 밸브 바디 또는 베인(18)을 포함한다. 상기 언급된 바와 같이, 베인(18)은 배기 가스에 의해 베인(18)에 대해 가해진 압력에 응답하여 배기 가스 흐름 경로(16)의 차단을 최소화하기 위하여 개방 위치를 향해 피벗회전한다. 베인(18)은 예를 들어 연결 암(22)을 이용하여 샤프트(20)에 결합되는 제 1 부분(302)을 포함한 디스크-형 바디와 같은 바디 구조물(300)을 포함한다. 바디 구조물(300)은 원위 팁(304)을 포함한 제 2 부분으로 제 1 부분(302)으로부터 연장된다. 이와 같이, 팁(304)은 회전축(A)으로부터 가장 이격된 바디 구조물(300)의 일부분을 포함한다.

스톱(306)은 파이프 바디(14)에 의해 지지되며, 배기 가스 흐름 경로(16) 내에 배열된다. 스톱(306)은 베인(18)을 위한 폐쇄 위치를 형성한다. 베인(18)의 팁(304)은 스프링(42)이 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 베인(18)을 복귀시킬 때 스톱(306)과 연결된다.

일 실시예에서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 스톱(306)은 베인(18)으로부터의 업스트림 위치에서 내부 표면(14b)에서 시작하는 경사진 표면(308)을 포함하며, 베인(18)을 향하여 그리고 내부 표면(14b)으로부터 이격되는 방향으로 외측을 향해 연장된다. 그 뒤, 경사진 표면(308)은 내부 표면(14b)을 향하여 후방으로 연장되는 스토퍼 단부 표면(310)으로 변이된다. 베인(18)의 팁(304)은 폐쇄 위치에 있을 때 스토퍼 단부 표면(310)과 연결된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 경사진 표면(308)과 스토퍼 단부 표면(310)은 파이프 바디(14)의 내부 표면(14b)에 대해 각을 형성한다. 파이프 바디(14)는 도 12에 도시된 파이프 중심선(C)이 형성된다. 도 13A에 도시된 바와 같이, 경사진 표면(308)은 파이프 중심선(C)에 대해 10° 내지 45°의 범위의 램프각(A)으로 배열된다. 유사하게, 스토퍼 단부 표면(310)(도 13B)은 파이프 중심선(C)에 대해 각도(B)로 배열된다. 일 실례에서, 경사진 표면(308)과 스토퍼 단부 표면(310)은 파이프 중심선(C)에 대해 그리고 내부 표면(14b)에 대해 경사지게 방향설정된다.

일 실례에서, 베인(18)의 팁(304)과 연결되도록 쿠션 표면을 제공하기 위하여 스토퍼 단부 표면(310) 상에 패드(312)가 지지된다. 패드(312)는 예를 들어 메쉬 재료(mesh material) 또는 그 외의 다른 유사한 재료로 제조될 수 있으며, 배기 부품 내에서 이용하기에 적합한 임의의 타입의 부착 방법을 이용하여 스토퍼 단부 표면(310)으로 부착될 수 있다.

스톱(306)은 폐쇄력을 최소화하기 위하여 베인(18)의 팁(304)에 배열된다. 회전축(A)으로부터 가능한 멀리 접촉 표면을 배치시킴으로써 접촉력이 감소되며, 내구성이 증가된다. 게다가, 스톱(306)의 업스트림 경사진 표면(308)은 배압(backpressure), 난류(turbulence) 및 추가 유동 소음의 발생을 감소시킨다.

일 실례에서, 스톱(306)은 도 14에 도시된 바와 같이 파이프 바디(14)의 벽과 단일의 부분으로 형성된다. 스톱(306)을 형성하기 위하여 파이프 바디(14)의 일부분(316)을 만입하는 공구(314)가 이용된다. 그 뒤, 패드(312)가 상기 언급된 바와 같이 스토퍼 단부 표면(310)에 부착될 수 있다.

도 15에 도시된 그 외의 다른 실례에서, 스톱(306)은 도면부호(322)로 도시된 파이프 바디(14)의 내부 표면(14b)으로 용접되는 개별 바디(320)를 포함한다. 패드(312)는 상기 언급된 바와 같이 부착될 수 있다. 패드(312)와 개별 바디(320)는 동일한 재료로 제조될 수 있거나 또는 패드(312)는 스톱(306)에 부착되는 상이한 재료로 제조될 수 있다.

도 16A-16D에 도시된 그 외의 다른 실례에서, 스톱(306)은 스토퍼 단부 표면(310)의 업스트림에 위치된 버크빌 부분(duckbill portion, 330)을 포함한다. 버크빌 부분(330)은 파이프 바디(14)의 내부 표면(14b)과 일치되도록 형성된 곡률 반경(R)을 가진다. 버크빌 부분(330)은 도면부호(332)로 도시된 바와 같이 파이프 바디(14)로 점용접된다. 버크빌 부분(330)은 본 실례에서 만곡된 표면을 포함하는 경사진 표면(308)으로 변이된다. 경사진 표면(308)은 파이프 바디(14)의 중심선으로부터 이격되는 방향으로 파이프 바디(14)의 내부 표면(14b)을 향해 연장되는 스토퍼 단부 표면(310)에서 종결된다. 도시된 실례에서, 버크빌 부분(330)은 스토퍼 단부 표면(310)과 경사진 표면(308)과 단일의 부분으로 형성된다. 패드(312)는 상기 언급된 바와 같이 스토퍼 단부 표면(310)에 부착될 수 있다.

스톱(306)과 패드(312)를 포함한 본 발명의 수동 밸브 조립체(12)는 추가 원치 않은 소음을 발생시키지 않고 일정하고 반복가능한 폐쇄 위치로 베인(18)을 효과적이며 유효하게 복귀시킬 수 있다. 추가적으로, 패드(312)는 수동 밸브 조립체의 내구성을 개선시키고 폐쇄력을 최소화하기 위해 베인(18)의 팁(304)에 인접하게 배열된다. 게다가, 스톱(306)의 경사진 표면(308)의 위치와 방향설정에 따라 배압과 난류가 감소되고 소음이 감소된다.

도 17은 샤프트(20), 스프링(42) 및 부싱(28, 30)을 보다 상세히 도시한다. 일반적으로, 제 1 부싱(28)은 제 1 샤프트 단부(32)에 배열되며, 제 1 샤프트 단부(32)를 위한 밀봉된 인터페이스를 포함한다. 샤프트(20)는 제 1 직경(D1)에 의해 형성되는 샤프트 바디(400)를 포함한다. 제 1 샤프트 단부(32)에 인접한 위치에 제 1 직경(D1)보다 큰 제 2 직경(D2)으로 형성된 제 1 칼라(36)가 배열된다. 제 1 부싱(28)은 제 1 샤프트 단부(32)를 수용하는 제 1 보어(402)를 포함한다. 제 1 칼라(36)는 배기 가스가 제 1 부싱(28)과 샤프트(20) 사이의 경로를 따라 제 1 부싱(28)으로부터 누출되지 않도록 제 1 부싱(28)의 단부 면(404)에 대해 직접적으로 접한다.

제 2 부싱(30)은 제 2 보어(406)를 포함하며, 상기 제 2 보어를 통해 샤프트 바디(400)가 제 2 샤프트 단부(40)로 연장된다. 샤프트(20)는 제 3 직경(D3)으로 형성된 제 2 칼라(38)를 포함한다. 제 3 직경(D3)은 제 1 직경(D1)보다 크다. 제 2 직경(D2)과 제 3 직경(D2)은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제 2 칼라(38)는 제 2 부싱(30)의 내부에서 축방향으로 배열된다.

샤프트(20)는 제 2 부싱(30)에 대해 축방향의 외측 위치로 제 2 보어(406)를 통해 연장된다. 스프링(42)은 스프링 리테이너(44)를 이용하여 제 2 샤프트 단부(40)에 결합된다. 상기 기술된 바와 같이, 스프링 리테이너(44)는 제 2 샤프트 단부(40)에 고정된 제 2 리테이너 피스(48)와 하우징(26)에 고정된 제 1 리테이너 피스(46)를 포함한다. 한 스프링 단부(50)는 제 1 리테이너 피스(46)에 의해 하우징(26)과 연결되고, 제 2 스프링 단부(408)(도 18)는 제 2 리테이너 피스(48)에 의해 샤프트(20)와 연결된다. 바람직하게, 스프링(42)은 파이프 바디(14)의 외측에 배열된다. 이와 같이, 스프링(42)은 종래의 설계와 같이 고온 배기 가스에 직접적으로 노출되는 대신에 상당히 차가운 환경에서 작동된다.

일 실례에서, 스프링(42)은 설치 중 축(A) 주위에서 비틀림 방향 그리고 축(A)을 따라 축방향으로 압축되도록 구성된 코일 스프링을 포함한다. 비틀림 하중(torsional loading)은 폐쇄 위치를 향해 베인(18)과 샤프트(20)를 편향시키는 프리로드 포스(preload force)를 발생시킨다. 가스 흐름이 증가됨에 따라, 이러한 비틀림 력은 베인(18)이 개방 위치를 향해 이동하도록 극복된다. 이러한 축방향 력은 제 2 부싱(30)의 단부 면(410)에 대해 제 2 칼라(38)를 포지티브하게 배치하고 밀봉하기 위해 제공된다. 이는 제 2 부싱(30)의 보어 표면과 샤프트(20)의 외측 표면 사이의 경로를 밀봉함으로써 배기 가스가 제 2 부싱(30)으로부터 누출되는 것이 방지된다. 따라서, 축방향 및 비틀림 하중을 제공하기 위해 단일의 스프링이 이용되며, 이로 인해 배기 가스 누출이 방지될 뿐만 아니라 수동 밸브 조립체(12)가 선호되는 작동 위치에 유지될 수 있는 형상이 구현된다.

스프링(42)이 도 18에 보다 상세히 도시된다. 스프링(42)은 직경(Dw)을 가진 와이어로부터 제조된 코일 스프링이다. 설치에 앞서, 스프링(42)은 제 1 피치 지경(P1)이 직경(Dw)보다 큰 자유 길이 형상(FL)으로 형성된다. 이러한 상관관계에 따라 인접한 코일들 사이에 간격(412)이 형성된다. 인접한 코일들 사이의 간격(412)으로 인해 스프링(42)은 설치 중 비틀림 방향뿐만 아니라 축방향으로 압축된다. 이에 따라, 제 2 피치 직경(P2)(도 1)은 제 1 피치 직경(P1)보다 작게 형성된다.

일 실례에서, 스프링(42)은 대략 1.8 mm인 와이어 직경(Dw)과 2 mm보다 큰 제 1 피치 치수(P1)를 가진다. 또한, 스프링(42)은 대략 30 mm의 자유 길이(FL)와 17 mm의 전체 외측 직경을 가진다. 설치를 위해 압축 시, 이러한 자유 길이(FL)는 대략 5mm 감소된다. 선호되는 특징을 제공하기 위해 필요 시 단지 하나의 실례의 형상과 그 외의 다른 형상이 이용될 수 있다.

비틀림 그리고 축방향으로 기능을 수행할 수 있는 단일의 스프링을 이용함으로써, 샤프트는 부싱에 대해 하중이 가해질 수 있으며, 이에 따라 부싱과 샤프트 사이에 배기 가스 누출을 최소화된다. 게다가, 이러한 형상은 샤프트가 부싱에 대해 항시 포지티하게 위치될 수 있기 때문에 변형을 최소화하도록 이용될 수 있다.

또한, 수동 밸브 조립체(12)는 폐쇄 시 작은 범위 또는 50%를 가지는 종래 기술의 밸브에 비해 폐쇄 위치에 있을 때 상당한 범위의 배기 가스 흐름 경로(16)를 제공한다. 도 19 내지 도 20에 도시된 실례에서, 수동 밸브 조립체(12)는 제 2 배기 부품(428)에 연결되는 제 2 튜브 단부(426)와 제 1 배기 부품(424)에 연결되는 제 1 튜브 단부(422)를 가진 배기 튜브(420) 내에 배열된다. 제 1 배기 부품(424)과 제 2 배기 부품(428)은 머플러, 테일파이프, 등등과 같은 부품을 포함할 수 있다.

도 21에 도시된 일 실례에서, 제 1 배기 부품(424)은 머플러(430)를 포함하고, 제 2 배기 부품(428)은 테일파이프(432)를 포함한다. 배기 튜브(420)는 테일파이프(432)의 유입부와 머플러(430)의 배출부(434)에 연결된다. 그 외의 다른 실례에서, 제 1 부품(424)과 제 2 부품(428)은 머플러(도 19에 도식적으로 도시된)를 포함하며, 배기 튜브(420)는 한 머플러로부터의 배출부와 그 외의 다른 머플러로부터의 유입부로 연결된다.

한 형상에서, 배기 튜브(420)는 배기 가스 흐름 경로(16)가 형성되며, 제 1 배기 부품(424)과 제 2 배기 부품(428)을 유체연결하는 내부 보어 또는 개구부(436)를 가진다. 배기 가스 흐름 경로(16)는 제 1 배기 부품(424)과 제 2 배기 부품(428) 사이의 단일의 흐름 경로이다. 즉, 배기 튜브(420)와 연계된 바이-패스 흐름 경로가 제공되지 않으며, 배기 가스가 흐를 수 있는 경로는 오직 배기 튜브(420) 내의 배기 가스 흐름 경로(16)이다.

도 19에 도시된 바와 같이, 베인(18)은 실질적으로 폐쇄된 위치(실선)로부터 실질적으로 개방된 위치(점섬)까지 개구부(436) 내에서 피벗회전할 수 있다. 베인(18)은 도면부호(440)으로 도식적으로 도시된 바와 같이 폐쇄 위치를 향해 스프링(42)(도식적으로 도시됨)에 의해 편향된다. 화살표(442)로 도시된 배기 가스 압력이 특정의 수준을 초과할 때, 스프링력이 극복되고, 베인(18)은 개방 위치를 향해 이동된다.

개구부(436)는 횡단면 영역에 의해 형성된다. 베인(18)이 폐쇄 위치에 있을 때, 이러한 횡단면 영역은 덮여지고, 즉 대략 80 내지 97% 폐쇄된다. 일 실시예에서, 상기 횡단면 영역은 87.5-92.5% 범위 내에서 덮여진다. 따라서, 베인(18)이 폐쇄 위치에 있을 때(도 20에 도시됨) 횡단면 영역의 오직 매우 작은 부분만 배출 가스 흐름을 위해 개방된 상태로 유지된다. 논-바이패스 형상과 조합하여 이러한 높은 퍼센트율의 커버리지(coverage)는 저주파수 소음을 감쇠시키는 매우 효율적인 방식을 제공한다.

도 22 내지 도 23은 오프셋 수동 밸브 형상을 도시한다. 상기 언급된 바와 같이, 파이프 바디(14)는 배출 가스 흐름 경로(16)를 형성하는 만곡된 내부 표면(14b)과 만곡된 외부 표면(14a)을 포함한다. 베인(18)은 디스크-형 바디(60)의 두께(t)(도 22)보다 상당히 큰 폭(W)(도 1) 또는 직경을 가지며, 일반적으로 평평하게 형성된 디스크-형 바디(500)를 포함한다. 베인(18)은 디스크-형 바디(500)의 폭(W)을 가로질러 연장되는 평면(베인 중앙 평면)(P)(도 22)이 형성된다. 디스크-형 바디(500)의 두께(t)는 평면(P)을 명확히 도시하기 위하여 도 22에서 확대된다.

도 22에 도시된 바와 같이, 평면(P)은 거리(D)만큼 회전축(A)으로부터 오프셋 설정된다. 일반적으로, 거리(D)는 베인(18)이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전함에 따라 일반적으로 일정하게 유지되며, 회전축(A)과 평면(P)은 비-상호교차 관계를 가진다. 베인(18)으로부터 평면(P)을 오프셋 설정함으로써, 베인(18)은 파이프 바디(14)의 벽의 만곡된 내부 표면(14b)과 간섭되지 않고 도 23에 도시된 바와 같이 완전히 개방된 위치로 피벗회전할 수 있다.

도 23에 도시된 바와 같이, 배기 가스 흐름 경로(16)는 화살표(502)로 도시된 제 1 방향으로 연장되며, 회전축(A)은 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장된다. 평면(P)은 제 1 방향으로 회전축(A)으로부터 오프셋 설정된다. 도시된 실례에서, 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 수직하게 형성되며, 평면(P)은 회전축(A)으로부터 업스트림의 위치에서 배출 가스 흐름 경로(16) 내에 배열된다.

연결 암(22)은 베인(18)에 결합된 제 2 부분(506)과 샤프트(20)에 결합된 제 1 부분(504)을 포함한다. 일 실시예에서, 연결 암(22)은 제 1 부분(504)과 제 2 부분(506)에서 각각 샤프트(20)와 베인(18)으로 용접된다. 연결 암(22)은 회전축(A)과 평면(P)에 대해 가로방향으로 연장된다. 일 실시예에서, 연결 암(22)은 평면(P)과 회전축(A)에 대해 수직하게 형성된다.

도 23에 도시된 바와 같이, 파이프 바디(14)는 종방향, 즉 길이를 따라 연장되어 배기 가스 흐름 경로(16)의 중앙과 일치되는 중심축(C)이 형성된다. 도시된 실례에서, 베인(18)의 평면(P)은 베인(18)이 완전히 개방되고 최대 흐름의 위치를 제공하기 위해 개방 위치에 있을 때 중심축(C)에 대해 평행하게 형성되며 이로부터 오프셋 설정된다. 가로방향으로 연장된 연결 암(22)에 의해 제공된 샤프트(20)와 베인(18) 사이의 오프셋 상관관계에 따라 개방 시 최소한으로 차단되며, 즉 배압을 최소화하는 개방 각도가 최대화된다.

비록 본 발명의 선호된 실시예가 공개된다 하더라도, 종래 기술의 당업자는 본 발명의 범위 이내에서 일정한 수정물을 도출할 수 있다. 그 이유로, 다음의 청구항은 본 발명의 진정한 범위와 내용을 결정하기 위해 연구되어야 한다.

Claims (47)

1. 차량 배기 시스템에 있어서, 상기 차량 배기 시스템은
   -유입부와 배출부를 가진 하나 이상의 머플러를 포함하고, 상기 배출부는 제 1 파이프 전체 길이를 형성하기 위해 제 2 단부로 연장되고 상기 하나 이상의 머플러에 위치된 제 1 단부를 가진 제 1 파이프 바디를 포함하고, 상기 제 1 파이프 바디는 상기 제 1 파이프 바디의 상기 제 2 단부와 상기 제 1 단부 사이에 단일의 배기 흐름 경로가 형성되고, 상기 유입부는 제 2 파이프 전체 길이를 형성하기 위해 제 2 단부로 연장되고 상기 하나 이상의 머플러에 위치된 제 1 단부를 가진 제 2 파이프 바디를 포함하고, 상기 제 2 파이프 바디는 상기 제 2 파이프 바디의 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 단일의 배기 흐름 경로가 형성되며,
   -상기 제 1 및 상기 제 2 파이프 바디 중 한 바디 내에 그리고 상기 하나 이상의 머플러의 외측에 장착된 수동 밸브 조립체를 포함하고, 상기 수동 밸브 조립체는 상기 하나 이상의 머플러의 상기 배출부와 상기 유입부 중 하나에 대해 상기 제 1 및 제 2 파이프 전체 길이들 중 한 길이의 맨앞 25% 내의 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 머플러는 제 1 및 제 2 머플러를 포함하고 상기 제 1 파이프 바디는 상기 제 1 머플러로부터의 배출부를 상기 제 2 머플러에 대한 유입부로 연결하는 인터-파이프를 포함하며, 상기 인터-파이프는 상기 제 1 머플러와 상기 제 2 머플러 사이에 단일의 배기 흐름 경로를 포함하고, 상기 수동 밸브 조립체는 상기 제 1 머플러의 상기 배출부에 대해 상기 제 1 파이프 전체 길이의 맨앞 25% 내의 위치에서 상기 인터-파이프 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 머플러의 업스트림에 배열된 제 3 머플러를 포함하고, 상기 제 2 머플러는 상기 제 1 머플러의 다운스트림에 위치되며, 상기 제 2 머플러로부터의 배출부에 연결된 테일 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는 상기 제 1 머플러와 상기 제 2 머플러 사이에 위치된 밸브 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 파이프 바디는 테일파이프를 포함하고, 상기 수동 밸브 조립체는 상기 하나 이상의 머플러의 상기 배출부에 대해 상기 제 1 파이프 전체 길이의 맨앞 25% 내의 위치에서 상기 테일파이프 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 제 1 및 제 2 파이프 바디들 중 한 파이프 바디 내에서 피벗회전 운동을 위한 샤프트 상에 지지된 베인을 포함하고 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 베인을 변향시키는 스프링을 포함하고, 상기 베인은 상기 스프링의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 개방 위치를 향해 상기 폐쇄 위치로부터 피벗회전하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 파이프 바디는 업스트림 배기 부품과 상기 하나 이상의 머플러 사이에 단일의 흐름 경로를 형성하는 유입 파이프를 포함하고, 상기 수동 밸브 조립체는 상기 하나 이상의 머플러의 상기 유입부에 대해 상기 제 2 파이프 전체 길이의 맨앞 25% 내의 위치에서 상기 유입 파이프 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
8. 차량 배기 시스템에 있어서, 상기 차량 배기 시스템은
   -제 1 유입부와 제 1 배출부를 가진 제 1 배기 부품을 포함하고,
   -상기 제 1 배기 부품의 다운스트림에 위치된 제 2 배기 부품을 포함하며, 상기 제 2 배기 부품은 제 2 배출부와 제 2 유입부를 포함한 내부 공동이 형성되고, 상기 내부 공동은 고주파수 흡수 재료로 적어도 부분적으로 패킹되며,
   -상기 제 1 배출부와 상기 제 2 유입부를 연결하는 인터-파이프를 포함하고 및
   -상기 인터-파이프 내에 장착된 수동 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 인터-파이프는 상기 제 1 배출부와 상기 제 2 유입부 사이에 단일의 배기 가스 흐름 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 배기 부품은 제 1 및 제 2 레조네이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유입부와 상기 제 2 배출부는 상기 제 2 배기 부품을 통과하는 흐름 경로를 형성하기 위해 협력하고, 상기 흐름 경로는 파이프 직경으로 형성되며, 상기 수동 밸브는 상기 파이프 직경의 적어도 4배인 상기 제 2 배기 부품의 상기 제 2 유입부로부터의 거리에서 인터-파이프 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 흐름 경로는 상기 제 2 배기 부품을 통과하는 단일의 흐름 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 배기 부품을 통과하는 단일의 흐름 경로를 형성하기 위해 상기 제 2 유입부로부터 상기 제 2 배출부까지 연장된 파이프를 포함하고, 상기 파이프는 상기 내부 공동 내에 배열된 천공된 섹션을 포함하고, 상기 고주파수 흡수 재료는 패킹된 제 2 배기 부품을 제공하기 위하여 상기 천공된 섹션의 적어도 일부분과 접촉하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 파이프와 연통하고, 상기 내부 공동 내에 배열된 하나 이상의 조율 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
15. 차량 배기 시스템에 있어서, 상기 차량 배기 시스템은
    -제 1 유입부와 제 1 배출부를 가진 제 1 배기 부품을 포함하고,
    -제 2 배기 부품을 통과하는 내부 흐름 경로를 형성하기 위해 협력하는 제 2 유입부와 제 2 배출부를 가진 내부 공동이 형성된 제 2 배기 부품을 포함하고,
    -상기 제 2 배기 부품을 통과하는 단일의 흐름 경로와 같은 내부 흐름 경로를 형성하기 위해 상기 제 2 유입부로부터 상기 제 2 배출부까지 연장된 파이프를 포함하며,
    -패킹된 제 2 배기 부품을 제공하기 위하여 상기 파이프의 적어도 일부분과 접촉하도록 상기 내부 공동 내에 배열된 고주파수 흡수 재료를 포함하고,
    -상기 제 1 배출부와 상기 제 2 유입부를 연결하는 인터-파이프를 포함하며 및
    -상기 인터-파이프 내에 장착된 수동 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 수동 밸브는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 인터-파이프 내에서의 피벗회전 운동을 위하여 샤프트 상에 지지된 베인을 포함하고 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 베인을 편향시키는 스프링을 포함하며, 상기 베인은 상기 스프링의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 개방 위치를 향해 상기 폐쇄 위치로부터 피벗회전하는 것을 특징으로 하는 차량 배기 시스템.
17. 차량 배기 시스템용 수동 밸브 조립체에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는
    -배기 가스 흐름 경로가 형성된 배기 부품을 포함하고,
    -배기 가스 흐름 경로 내에 배열되고 샤프트에 의해 지지된 베인을 포함하며, 상기 베인은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전가능하며,
    -상기 베인에 대해 폐쇄 위치를 형성하기 위해 상기 배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 스톱을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 베인은 상기 샤프트에 결합된 제 1 부분을 가진 디스크-형 바디를 포함하고, 상기 디스크-형 바디는 상기 제 1 부분으로부터 팁으로 연장되고, 상기 스톱은 상기 팁과 연결되도록 상기 배기 가스 흐름 경로 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 스톱은 폐쇄 위치에 있을 때 상기 베인과 연결되는 패드 표면(padded surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 스톱은 상기 베인을 향하여 상기 배기 부품의 내부 벽 표면으로부터 연장되는 경사진 표면을 포함하고 상기 내부 벽 표면을 향하여 상기 경사진 표면으로부터 연장되는 스토퍼 단부 표면을 포함하고, 상기 베인은 폐쇄 위치에 있을 때 상기 스토퍼 단부 표면에 대해 접하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 경사진 표면은 상기 배기 부품의 중심선에 대해 경사지게 방향설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
22. 제 20 항에 있어서, 상기 스토퍼 단부 표면은 상기 배기 부품의 중심선에 대해 경사지게 방향설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
23. 제 20 항에 있어서, 상기 경사진 표면은 상기 베인으로부터 업스트림의 위치에서 시작되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
24. 제 20 항에 있어서, 상기 배기 부품은 배기 가스 흐름 경로의 중앙과 일치되는 중심선이 형성되고, 상기 경사진 표면은 상기 중심선에 대해 10 내지 45°의 각도로 방향설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
25. 제 17 항에 있어서, 상기 폐쇄 위치를 향하여 상기 베인을 편향시키는 탄성 부재를 포함하고, 상기 베인은 상기 탄성 부재의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 개방 위치를 향해 상기 폐쇄 위치로부터 피벗회전하고, 상기 탄성 부재는 배기 가스 흐름이 상기 탄성 부재의 상기 편향력보다 작을 때 상기 스톱과 인접하게 연결되도록 상기 베인을 이동시키는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 베인의 한 날에 인접하게 배치된 회전축이 형성되며, 상기 스톱은 상기 회전축으로부터 상기 베인의 마주보는 날에 배열되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
27. 차량 배기 시스템용 수동 밸브 조립체에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는
    -배기 가스 흐름 경로를 형성하는 내부 표면과 외부 표면을 가진 벽을 포함하는 배기 부품을 포함하고,
    -상기 외부 표면에 부착된 하우징을 포함하며,
    -하나 이상의 부싱에 의해 상기 하우징 내에서 지지된 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트는 회전축이 형성되고,
    -배기 가스 흐름 경로 내에 배열되고 상기 샤프트에 의해 지지된 베인을 포함하며, 상기 베인은 상기 샤프트에 결합된 제 1 부분을 가진 바디 구조물을 포함하고, 상기 바디 구조물은 상기 제 1 부분으로부터 팁까지 연장되며,
    -상기 폐쇄 위치를 향해 상기 베인을 편향시키는 탄성 부재를 포함하고, 상기 베인은 상기 탄성 부재의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 개방 위치를 향해 상기 폐쇄 위치로부터 피벗회전하고,
    -상기 베인에 대한 폐쇄 위치를 형성하기 위하여 상기 배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 스톱을 포함하고, 상기 바디 구조물의 상기 팁은 폐쇄 위치에 있을 때 상기 스톱과 접촉하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
28. 제 27 항에 있어서, 상기 스톱은 상기 베인을 향하여 상기 배기 부품의 내부 표면으로부터 연장되는 경사진 표면을 포함하고 상기 내부 표면을 향하여 상기 경사진 표면으로부터 연장되는 스토퍼 단부 표면을 포함하고, 상기 베인은 폐쇄 위치에 있을 때 상기 스토퍼 단부 표면에 대해 접하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
29. 배기 시스템용 수동 밸브 조립체에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는
    -횡단면 영역을 가진 배기 흐름 경로를 형성하는 보어를 가진 배기 튜브를 포함하고, 상기 배기 튜브는 제 1 배기 부품에 연결되는 한 단부와 제 2 배기 부품에 연결되는 제 2 단부를 가지며 이에 따라 상기 배기 튜브는 제 1 배기 부품과 제 2 배기 부품 사이에서 연장되는 단일의 배기 경로를 형성하며,
    -개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하고 상기 보어 내에 장착된 베인을 포함하고, 상기 베인은 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 횡단면 영역의 80% 내지 97%의 커버리지를 제공하며,
    -상기 폐쇄 위치를 향해 상기 베인을 편향시키는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
30. 제 29 항에 있어서, 상기 베인은 폐쇄 위치에 있을 때 상기 횡단면 영역의 87.5% 내지 92.5%의 커버리지를 제공하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
31. 제 29 항에 있어서, 상기 베인은 제 1 배기 부품과 제 2 배기 부품 사이에 배열된 밸브 조립체만을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
32. 제 29 항에 있어서, 상기 베인에 장착된 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트는 하나 이상의 부싱에 의해 피벗회전가능하게 지지되며, 상기 탄성 부재는 상기 샤프트 상에 지지된 스프링을 포함하고, 상기 배기 튜브는 하우징을 수용하는 슬롯을 포함하며, 상기 하우징은 상기 샤프트와 상기 하나 이상의 부싱을 수용하는 중앙 보어를 포함하고, 상기 샤프트는 제 1 샤프트 단부와 제 2 샤프트 단부 사이에서 연장되며 상기 스프링은 상기 배기 튜브의 외측에서 상기 제 1 샤프트 단부와 상기 제 2 샤프트 단부들 중 한 단부 상에서 지지되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
33. 제 29 항에 있어서, 상기 베인은 오로지 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치를 향하여 이동가능한 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
34. 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 배기 부품들 중 한 부품은 머플러를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 배기 부품들 중 그 외의 다른 부품은 테이파이프와 그 외의 다른 머플러 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
35. 차량 배기 시스템용 수동 밸브 조립체에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는
    -배기 가스 흐름 경로를 형성하는 내부 표면을 가진 벽을 포함한 배기 부품을 포함하고,
    -배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 베인을 포함하며, 상기 베인은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전가능하고, 상기 베인은 상기 베인의 폭을 가로질러 연장되는 평면이 형성되며,
    -회전축이 형성되고 상기 벽에 의해 지지된 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 상기 베인을 피벗회전시키며, 상기 베인의 상기 평면은 상기 회전축으로부터 오프셋 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 평면은 상기 회전축과 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
37. 제 36 항에 있어서,상기 평면은 상기 베인이 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전함에 따라 일정한 거리로 회전축으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
38. 제 35 항에 있어서, 상기 배기 가스 흐름 경로는 제 1 방향으로 연장되고, 상기 회전축은 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장되며, 상기 평면은 상기 제 1 방향으로 상기 회전축으로부터 오프셋 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
39. 제 38 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대해 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
40. 제 38 항에 있어서, 상기 베인은 두께보다 큰 폭을 가진 평평한 디스크-형 바디를 포함하고, 상기 평면은 상기 디스크-형 바디의 폭을 가로질러 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
41. 제 35 항에 있어서, 상기 폐쇄 위치를 향해 상기 베인을 편향시키는 탄성 부재를 포함하고, 상기 베인은 상기 탄성 부재의 편향력을 초과하는 배기 가스 흐름에 응답하여 상기 개방 위치를 향해 상기 폐쇄 위치로부터 피벗회전하는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
42. 제 35 항에 있어서, 상기 배기 부품은 중심축이 형성된 종방향으로 연장된 파이프를 포함하며, 상기 베인의 상기 평면은 최대 흐름 위치를 제공하기 위해 완전 개방 시 상기 중심축에 대해 평행하며 이로부터 오프셋 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
43. 제 35 항에 있어서, 상기 배기 부품은 배기 가스 흐름 경로의 중심과 일치되는 중심축이 형성된 원형 파이프를 포함하고, 상기 베인의 상기 평면과 상기 중심축은 최대 흐름 위치에서 비-교차 상관관계를 가지는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
44. 차량 배기 시스템용 수동 밸브 조립체에 있어서, 상기 수동 밸브 조립체는
    -배기 가스 흐름 경로를 형성하는 내부 표면을 포함한 만곡된 벽을 가진 배기 파이프를 포함하고,
    -배기 가스 흐름 경로 내에 배열된 베인을 포함하며, 상기 베인은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗회전가능하고, 상기 베인은 두께보다 큰 폭을 가진 디스크-형 바디를 포함하며, 상기 베인은 상기 디스크-형 바디의 상기 폭을 가로질러 연장되는 평면이 형성되고,
    -회전축이 형성되고 상기 베인에 결합된 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 폐쇄 위치와 상기 개방 위치 사이에서 상기 베인을 피벗회전시키며, 상기 베인의 상기 평면은 상기 회전축으로부터 오프셋 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
45. 제 44 항에 있어서, 상기 평면은 상기 회전축에 대해 비-교차 상관관계를 가지는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
46. 제 44 항에 있어서, 상기 회전축은 상기 베인이 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동함에 따라 일정한 거리로 상기 평면으로부터 이격된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.
47. 제 44 항에 있어서, 상기 평면은 상기 회전축의 업스트림에 있는 위치에서 배기 가스 흐름 경로 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 수동 밸브 조립체.

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