KR20120030851A - 차량 배기계용 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러는, ⅰ)내부 공간이 제1,2,3 배플을 통해 제1,2,3,4 챔버로 각각 구획되되, 상기 제2 배플을 통해 상기 제2 및 제3 챔버가 상호 연결되는 케이스와, ⅱ)상기 케이스의 전방 측으로 인입되며 상기 제1,2,3 배플에 지지되고, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버로 이어지며 상기 제2 및 제3 챔버에서의 외주면에 다수의 홀들이 형성되는 배기가스 입력 파이프와, ⅲ)상기 내부 공간에서 상기 제1,2,3 배플에 지지되며, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버를 지나 상기 케이스의 후방 측으로 인출되는 직관 형태의 배기가스 출력 파이프와, ⅳ)상기 제1 배플에 설치되어 배기 가스의 배압에 의해 상기 제1 챔버와 제2 챔버를 선택적으로 연결하는 가변 밸브를 포함한다.

Description

차량 배기계용 머플러 {MUFFLER FOR VEHICLE EXHAUST SYSTEM}

본 발명의 예시적인 실시예는 차량의 배기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 소음을 저감시킬 수 있도록 한 머플러에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진에서 발생하는 배기가스를 배출하기 위한 배기 시스템에는 배기가스를 차량의 후방 측으로 유도하는 배기 라인 상에 배기 소음을 감쇄시킬 수 있는 머플러를 설치하고 있다.

이러한 머플러는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 머플러는 그 구조에 따라서 다양한 형식으로 구분된다. 여기서, 머플러의 내부 공간은 배기 소음의 감쇄 효과를 높이기 위하여 다수의 격벽을 통해 여러 개의 챔버로 나뉘어진다.

따라서, 배기가스의 소음은 머플러 내의 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 점차로 소음이 감쇄되는 것이다.

상기에서와 같은 머플러는 폭발음 증대에 따른 강성과 중량 및 비용을 고려한 최적화된 케이스 두께 설계는 물론 통과하는 배기 가스에 의한 방사 소음 저감과 주변부에 대한 최적의 열해 방지 및 대기 배출 소음 저감을 위한 저 배압화를 이루도록 개발되어진다.

그러나, 종래 기술에서는 특히, 배기 가스를 배출하는 출구 파이프가 롱 테일 파이프 구조로서 이루어지므로, 배압 과다로 인해 아이들 부밍 증대나 배기 발진 증대를 야기시킬 수 있으며, 엔진의 출력 저하는 물론 배기 시스템의 원가와 중량을 증가시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 롱 테일 파이프의 구조를 삭제하여 차량의 배압 저감 및 출력을 향상시킬 수 있고, 구조를 단순화하여 원가 및 중량을 절감할 수 있으며, 아이들 영역에서의 엔진 부밍 소음을 개선하고, 배기 발진 부밍 소음을 저감할 수 있도록 한 차량 배기계용 머플러를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러는, ⅰ)내부 공간이 제1,2,3 배플을 통해 제1,2,3,4 챔버로 각각 구획되되, 상기 제2 배플을 통해 상기 제2 및 제3 챔버가 상호 연결되는 케이스와, ⅱ)상기 케이스의 전방 측으로 인입되며 상기 제1,2,3 배플에 지지되고, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버로 이어지며 상기 제2 및 제3 챔버에서의 외주면에 다수의 홀들이 형성되는 배기가스 입력 파이프와, ⅲ)상기 내부 공간에서 상기 제1,2,3 배플에 지지되며, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버를 지나 상기 케이스의 후방 측으로 인출되는 직관 형태의 배기가스 출력 파이프와, ⅳ)상기 제1 배플에 설치되어 배기 가스의 배압에 의해 상기 제1 챔버와 제2 챔버를 선택적으로 연결하는 가변 밸브를 포함한다.

상기 차량 배기계용 머플러에 있어서, 상기 제3 배플에는 다수의 홀들이 형성될 수 있다.

상기 차량 배기계용 머플러에 있어서, 상기 배기가스 입력 파이프는 상기 다수의 홀들이 상측 외주면에 형성될 수 있다.

상기 차량 배기계용 머플러에 있어서, 상기 가변 밸브는 상기 제1 배플에 고정되게 설치되며 상기 제1 챔버와 제2 챔버를 연결하는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징에 회전 가능하게 설치되며, 상기 밸브 하우징을 개폐시키는 게이트와, 상기 밸브 하우징과 상기 게이트의 연결부에 설치되어 상기 게이트로 탄발력을 발휘하는 스프링과, 상기 밸브 하우징의 내주면에 설치되는 실링부재를 포함하여 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러에 의하면, 롱 테일 파이프의 구조를 삭제하여 차량의 배압 저감 및 출력을 향상시킬 수 있고, 구조를 단순화하여 원가 및 중량을 절감할 수 있으며, 아이들 영역에서의 엔진 부밍 소음을 개선하고, 배기 발진 부밍 소음을 저감할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러에 적용되는 가변 밸브를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러(100)는 엔진 예컨대 가솔린 직접 분사식(GDI) 엔진에서 발생하는 배기 가스를 외부로 배출하는 차량의 배기 시스템에 적용될 수 있다.

이러한 머플러(100)는 엔진에서 배출된 고온 고압의 배기 가스를 대기 중으로 방출하기 전에 그 배기가스의 온도 및 압력을 저하시켜 대기 중에서의 급격한 팽창에 따른 폭음을 억제하는 메인 소음기로서 구비된다.

본 실시예에 의한 차량 배기계용 머플러(100)는 롱 테일 파이프의 구조를 삭제하여 차량의 배압 저감 및 출력을 향상시킬 수 있고, 구조를 단순화하여 원가 및 중량을 절감할 수 있으며, 아이들 영역에서의 엔진 부밍 소음을 개선하고, 배기 발진 부밍 소음을 저감할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 차량 배기계용 머플러(100)는 케이스(10)와, 배기가스 입력 파이프(30)와, 배기가스 출력 파이프(50)와, 가변 밸브(70)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서, 상기 케이스(10)는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 유동시키기 위한 배기 라인에 상에 장착되며, 소정의 내부 공간을 지닌 머플러 하우징으로서 구비된다.

상기 케이스(10)는 내부 공간에 서로 이격되게 설치된 제1,2,3 배플(11, 12, 13)을 통하여 그 내부 공간을 제1,2,3,4 챔버(21, 22, 23, 24)로 각각 구획 형성하고 있다.

여기서, 상기 제1,2,3,4 챔버(21, 22, 23, 24)는 케이스(10)의 전방에서 후방을 향하여 순차적으로 형성된다.

그리고, 상기 배플들(11, 12, 13) 중에서 제2 배플(12)은 뒤에서 더욱 설명될 배기가스 입력 파이프(30)와 배기가스 출력 파이프(50)를 지지하기 위한 장착홀(15)과, 제2,3 챔버(22, 23)를 상호 연결하는 연결홀(16)을 형성하고 있다.

또한, 상기 제3 배플(13)에는 다수의 홀들(18)(당 업계에서는 통상적으로 "타공홀"이라고도 한다)이 형성되어 있다.

본 실시예에서, 상기 배기가스 입력 파이프(30)는 엔진으로부터 배기 라인을 통해 배출되는 배기 가스를 케이스(10)의 내부 공간으로 주입시키기 위한 것으로서, 케이스(10)의 전방 측에서 그 케이스(10)의 내부 공간으로 인입되게 설치된다.

이러한 배기가스 입력 파이프(30)는 케이스(10)의 전방 측으로 인입되며, 제1,2,3 배플(11, 12, 13)에 지지되고, 제1 챔버(21)에서 제2,3 챔버(22, 23)을 지나 제4 챔버(24)로 이어지게 설치된다.

상기 배기가스 입력 파이프(30)는 제2 및 제3 챔버(22, 23)에서의 외주면에 다수의 홀들(31)(당 업계에서는 통상적으로 "타공홀"이라고도 한다)이 형성되는데, 그 홀들(31)이 상측 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 배기가스 출력 파이프(50)는 케이스(10)의 내부로 유입된 배기가스를 배출하기 위한 것으로서, 종래 기술에서와 같은 롱 테일 파이프와 달리 직관 형태로 이루어진다.

상기 배기가스 출력 파이프(50)는 케이스(10)의 내부 공간에서 제1,2,3 배플(11, 12, 13)에 지지되며, 제1 챔버(21)에서 제4 챔버(24)를 지나 케이스(10)의 후방 측으로 인출되게 설치된다.

본 실시예에서, 상기 가변 밸브(70)는 케이스(10)의 내부 공간에서 제2,3,4 챔버(22, 23, 24) 내부의 배압에 따라 제1 챔버(21)와 제2 챔버(22)를 선택적으로 연결하기 위한 것이다.

상기 가변 밸브(70)는 도 3에서와 같이, 제1 배플(11)에 고정되게 설치되며 제1 챔버(21)와 제2 챔버(22)를 연결하는 밸브 하우징(71)과, 밸브 하우징(71)에 회전 가능하게 설치되어 제2,3,4 챔버(22, 23, 24) 내부의 배압에 따라 밸브 하우징(71)을 개폐시키는 게이트(73)와, 밸브 하우징(71)과 게이트(73)의 연결부(74)에 설치되어 그 게이트(73)로 탄발력을 발휘하는 스프링(75)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 밸브 하우징(71)의 내주면에는 게이트(73)와의 실링을 위한 실링부재(77)가 설치되는 것이 바람직하다.

도면에서 미설명된 참조 부호 55는 배기가스 출력 파이프의 외주면에 설치되는 흡음재를 나타낸다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계용 머플러(100)에 의하면, 배기가스는 배기가스 입력 파이프(30)로 유입되며, 다수의 홀들(31)을 통해 제2,3 챔버(22, 23)로 일부 유출되고, 나머지는 제4 챔버(24)로 유출된다.

이 과정에서, 제2,3,4 챔버(22, 23, 24) 내부의 배압에 의해 가변 밸브(70)의 게이트(73)가 개방되면서 배기가스는 제1 챔버(21)로 유입되며, 배기가스 출력 파이프(50)를 통해 케이스(10)의 외부로 배출된다.

이로써, 본 실시예에서는 상기한 바와 같은 과정을 거치며 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 점차로 소음이 감쇄되며, 배기 부밍 성분을 저감하게 되는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량 배기계 머플러(100)에 따르면, 배기가스 입력 파이프(30)의 상면에 다수의 홀들(31)을 형성하고, 제3 배플(13)에 다수의 홀들(18)을 형성하고 있으므로, 배기가스의 흐름을 조절할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 종래 기술과 같은 롱 테일 파이프를 삭제하고 직관 형태의 배기가스 출력 파이프(50)를 채용하므로, 배압 저감 및 출력을 향상시킬 수 있으며, 원가 및 중량을 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 가변 밸브(70)의 밸브 하우징(71) 내주면에 실링부재(77)를 설치하므로, 아이들 영역(120Hz)에서의 엔진 부밍 소음을 개선하고, 배기 발진 부밍 소음을 저감(3~5dB)할 수 있고, 차량의 배기 기류음을 개선할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 케이스 11,12,13... 배플
21,22,23,24... 챔버 30... 배기가스 입력 파이프
18, 31... 홀 50... 배기가스 출력 파이프
70... 가변 밸브 71... 밸브 하우징
73... 게이트 75... 스프링
77... 실링부재

Claims (4)

1. 내부 공간이 제1,2,3 배플을 통해 제1,2,3,4 챔버로 각각 구획되되, 상기 제2 배플을 통해 상기 제2 및 제3 챔버가 상호 연결되는 케이스;
   상기 케이스의 전방 측으로 인입되며 상기 제1,2,3 배플에 지지되고, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버로 이어지며 상기 제2 및 제3 챔버에서의 외주면에 다수의 홀들이 형성되는 배기가스 입력 파이프;
   상기 내부 공간에서 상기 제1,2,3 배플에 지지되며, 상기 제1 챔버에서 제4 챔버를 지나 상기 케이스의 후방 측으로 인출되는 직관 형태의 배기가스 출력 파이프; 및
   상기 제1 배플에 설치되어 배기 가스의 배압에 의해 상기 제1 챔버와 제2 챔버를 선택적으로 연결하는 가변 밸브
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 머플러.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제3 배플에는 다수의 홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 머플러.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 배기가스 입력 파이프는 상기 다수의 홀들이 상측 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 머플러.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 가변 밸브는,
   상기 제1 배플에 고정되게 설치되며 상기 제1 챔버와 제2 챔버를 연결하는 밸브 하우징과,
   상기 밸브 하우징에 회전 가능하게 설치되며, 상기 밸브 하우징을 개폐시키는 게이트와,
   상기 밸브 하우징과 상기 게이트의 연결부에 설치되어 상기 게이트로 탄발력을 발휘하는 스프링과,
   상기 밸브 하우징의 내주면에 설치되는 실링부재를 포함하여 이루어지는 차량 배기계용 머플러.

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