KR20190023710A - 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음기 내부에 배기가스의 배출을 일부 차단 및 개방할 수 있는 가변밸브를 구비하여, 몸체 내부에 형성된 다수의 배기 통로를 선택적으로 개폐함으로써 배기소음을 저소음 또는 중고음으로 선택적으로 조절하여 운전자의 기호에 맞춰 배기소음을 조정함과 아울러 저속 및 고속 시 출력을 효율적으로 조정할 수 있는 차량용 소음기에 관한 것으로서, 일단이 배기관과 연결되고, 타단에 배기구를 형성한 소음기본체; 상기 소음본체의 외벽에 장착되어 진공에 의해 구동축을 왕복운동 시키는 액추에이터 밸브; 상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여, 상기 소음기본체의 주배기통로를 개폐하는 가변 밸브; 상기 액추에이터 밸브를 진공압에 의하여 구동시키는 솔레노이드 밸브; 및 운전자의 조작에 따라 상기 솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 스위치;를 포함하여 구성되는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기를 제공한다.

Description

차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기{Dual mode muffler with variable power for vehicle}

본 발명은 차량용 소음기에 관한 것으로서, 특히 소음기 내부에 배기가스의 배출을 일부 차단 및 개방할 수 있는 가변밸브를 구비하여, 몸체 내부에 형성된 다수의 배기 통로를 선택적으로 개폐함으로써 배기소음을 저소음 또는 중고음으로 선택적으로 조절하여 운전자의 기호에 맞춰 배기소음을 조정함과 아울러 저속 및 고속 시 출력을 효율적으로 조정할 수 있는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기장치(exhaust system)는 실린더의 배기가스를 종합하는 배기 매니폴드(exhaust manifold)와, 상기 배기가스를 대기중으로 배출하는 배기관(exhaust pipe) 및 배기소음을 감소시키는 소음기(muffler) 등으로 구성된다.

특히, 자동차의 배기장치에서 소음기는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 줄여 배기소음을 감소시키는 구성부로서, 일반적인 소음기의 구조는 강판을 원통형으로 만들고, 그 내부를 몇 개의 공간으로 구획함으로서 배기가스가 구획된 공간을 통과하면서 음파의 간섭, 압력의 감소 및 배기 온도의 저하 등을 일으켜 소음되도록 구성되어 있다.

또한, 소음기를 통하여 배기가스가 감압, 감온 및 소음되는 과정에서 배기저항이 증대됨에 따라 엔진의 출력이 저하되므로, 엔진의 출력과 소음을 고려하여 자동차용 소음기가 제작되고 있다. 일반적으로 자동차는 공회전과 저속주행 및 저회전시에는 배기가스의 압력이 낮아서 원활히 대기중으로 배출될 수 있으나, 고속 및 고회전시에는 배기저항으로 인한 배기가스(배기압)의 압력이 증가되어 배기가스가 소음기를 통과하기 전에 정체현상을 일으켜 엔진의 출력을 감소시키는 문제점이 있다.

그러나 기존에는 자동차의 사양에 따라 일정한 배기저항치를 갖도록 설계된 소음기가 자동차에 장착되고 있으므로 소음기를 교체하지 않고서는 자동차의 배기저항치를 변동시킬 수 없기 때문에 자동차의 주행속도와 엔진의 회전속도에 따라 최적의 배기효율과 높은 엔진출력을 기대할 수 없었다.

따라서, 종래에는 튜닝에 의하여 소음기의 소음효과를 높이기 위해선 엔진의 출력감소를 감수해야 하는 반면에, 엔진의 출력을 높이기 위해서는 필연적으로 소음기의 소음효과를 기대할 수 없는 한계가 있다.

이러한 문제점들을 개선하고자 자동차의 주행속도나 또는 엔진의 회전속도에 따른 배기압력에 따라 배기가스의 저항을 적절하게 가감시켜 조절함으로써 최적의 배기효율과 높은 엔진출력을 얻을 수 있는 배기 감응형 소음기에 관한 기술들이 하기의 선행기술문헌들에 개시되어 있다.

하기의 선행기술들은 소음기본체에서 배기압력에 따라 슬리이브가 전후 이동하거나 투웨이 구조를 통해 배기저항치를 조절함으로서 엔진의 출력과 배기효율성을 높이고 있으나, 반면에 중고음의 배기음을 적절히 조정할 수 없고, 배기소음을 현저하게 줄이지 못하여 개선이 필요하며, 또한 소음기에 작용하는 배기압력에 따라 작동되어야 하므로 소음기본체의 구조가 매우 복잡하게 구성되어 있으며, 이에 따라 장시간 사용 시 배기압력에 민감하게 반응하지 못하는 문제점들이 있다.

KR 10-0579116 B1 (2006.05.04.) KR 20-0378658 Y1 (2005.03.04.) KR 10-1516928 B1 (2015.04.24.) KR 10-1071910 B1 (2011.10.04.)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 종래의 차량용 소음기가 지닌 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어, 소음기본체의 구조를 최소한으로 변경하여 최대한 단순한 구성으로 배기효율성 및 출력효율을 달성하면서도 배기음의 튜닝효과를 달성할 수 있도록 하는 차량용 소음기를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 차량용 소음기에 있어서, 배기저항에 따라 배기효율성 및 출력효율을 용이하게 조정할 수 있고, 배기음을 저소음 및 중고음 중 원하는 소리로 선택할 수 있는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기는, 일단이 배기관과 연결되고, 타단에 배기구를 형성한 소음기본체; 상기 소음본체의 외벽에 장착되어 진공에 의해 구동축을 왕복운동 시키는 액추에이터 밸브; 상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여, 상기 소음기본체의 주배기통로를 개폐하는 가변 밸브; 상기 액추에이터 밸브를 진공압에 의하여 구동시키는 솔레노이드 밸브; 및 운전자의 조작에 따라 상기 솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 스위치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기의 상기 가변 밸브는, 상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 소음기본체 내부의 주배기통로를 개폐하는 회전판과, 단부에 상기 회전판을 장착하고, 상기 회전판을 회전시키는 회전축과, 상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 상기 회전축에 회전력을 전달하는 가변핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기의 상기 솔레노이드 밸브는, 상기 액추에이터 밸브와 제1진공호스로 연결되고, 엔진의 진공회로와 제2진공호스로 연결되어, 상기 제2진공호스로부터의 진공압에 의해 상기 액추에이터 밸브를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기는, 상기 엔진의 진공회로와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 연결된 상기 제2진공호스에 연결되어 진공압의 역류를 방지하는 체크 밸브;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 본 발명은 엔진속도에 따라 배기저항을 조정할 수 있으므로, 배기저항에 따른 배기효율성 및 출력효율을 용이하게 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배기저항을 조정할 수 있으므로, 순정 소음기가 주는 저소음의 정숙함과 튜닝 소음기가 주는 중고음의 역동감을 운전자의 선택에 따라 즐길 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 소음기의 동작원리를 설명하기 위한 계통도,
도 3은 본 발명에 따른 소음기의 제1모드를 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 소음기의 제2모드를 설명하기 위한 단면도.

이하에서는 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기에 대한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타낸다. 하기의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소음기의 동작원리를 설명하기 위한 계통도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 소음기의 제1 및 제2모드를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기는, 소음기본체(20) 외벽에 장착되어 진공에 의해 구동축(111)을 왕복운동 시키는 액추에이터 밸브(110)와, 상기 액추에이터 밸브(110)의 구동축(111)과 연결되어 상기 구동축(111)의 왕복운동에 따라 상기 소음기본체(20) 내부의 회전판(125)을 회전시키는 회전축(123)에 회전력을 전달하는 가변핀(121)으로 구성되는 가변 밸브(120)와, 상기 액추에이터 밸브(110)와 제1진공호스(150)로 연결되어 엔진의 진공회로(40)에 연결된 제2진공호스(160)로부터의 진공압에 의해 상기 액추에이터 밸브(110)를 구동시키는 솔레노이드 밸브(130)와, 상기 솔레노이드 밸브(130)의 동작을 제어하는 스위치(140)로 구성된다.

한편, 상기 엔진의 진공회로(40)와 상기 솔레노이드 밸브(130) 사이에 연결된 제2진공호스(160)에 연결되어 진공압의 역류를 방지하는 체크 밸브(180)를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 솔레노이드 밸브(130)와 엔진의 진공회로(40)를 연결하는 제2진공호스(160)는 진공회로(40)에 T자형 연결호스(170)를 이용하여 연결될 수 있다.

상기 소음기본체(20)는 일단이 배기관(10)과 연결되고, 타단에 배기구(30)를 형성한 원통형상을 가지는 것으로 도시하였으나 형상에 제한은 없다.

이하, 전술한 구성에 따라 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기의 동작을 상세히 설명한다.

운전자가 스위치(140)를 제1모드로 조작하면, 솔레노이드 밸브(130)가 오픈되면서 엔진의 진공회로(40)와 연결된 제2진공호스(150)를 통해 제1진공호스(150)로 진공압이 제공되면서 액추에이터 밸브(110)가 구동된다. 액추에이터 밸브(110)가 구동되면 구동축(111)과 연결된 가변 밸브(120)가 소음기본체(20) 내부의 회전판(125)을 회전시켜 주배기통로를 차단하게 된다.

이에 따라, 배기관(10)을 통해 소음기본체(20)로 유입되던 배기가스는 주배기통로를 통해 배기구(30)로 바로 배출되지 못하고, 도 3의 순서에 따라 소음기본체(20)의 내부 상측에 형성된 통로를 따라 회전하면서 배기구(30)로 배출된다(①->②->③->④->⑤). 이로 인해, 배기소음이 최소화되어 저소음 모드로 동작하게 된다.

저소음 모드는 엔진이 공회전 또는 차량의 저속주행에 따른 저속 회전 시 정숙한 배기소음을 제공함으로써 배기압력이 낮은 상태에서 엔진출력효율을 높여줄 수 있다. 한편, 운전자의 기호에 따라, 공회전 또는 차량의 저속주행에 따른 저속 회전 시 다이나믹한 중고음의 튜닝음을 얻고자 하는 경우에는, 운전자가 스위치(140)를 제2모드로 조작할 수 있다.

운전자가 스위치(140)를 제2모드로 조작하면, 솔레노이드 밸브(130)가 닫히면서 엔진의 진공회로(40)와 연결된 제2진공호스(150)를 통해 제1진공호스(150)로 제공되던 진공압이 차단되면서 액추에이터 밸브(110)가 구동축(111)을 원위치 시킨다. 이에 따라, 구동축(111)과 연결된 가변 밸브(120)가 소음기본체(20) 내부의 회전판(125)을 회전시켜 주배기통로를 오픈하게 된다.

이에 따라, 배기관(10)을 통해 소음기본체(20)로 유입되는 배기가스는 도 4와 같이 주배기통로를 통해 배기구(30)로 바로 배출되면서(①->②), 배기저항이 최소화 됨으로써 배기소음이 최대화되어 중고음 모드로 동작하게 된다.

중고음 모드는 엔진이 고속으로 회전 또는 차량의 고속주행에 따른 고속 회전 시 강렬한 배기소음을 제공함으로써 배기압력이 높은 상태에서 엔진출력효율을 높여줄 수 있다. 한편, 운전자의 기호에 따라, 차량의 고속주행에 따른 고속 회전 시 정숙한 저소음을 얻고자 하는 경우에는, 운전자가 스위치(140)를 제1모드로 조작할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기는 엔진속도에 따라 배기저항을 조정할 수 있으므로, 배기저항에 따른 배기효율성 및 출력효율을 용이하게 조정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기는 배기저항을 운전자가 간편하게 조정할 수 있으므로, 순정 소음기가 주는 저소음의 정숙함과 튜닝 소음기가 주는 중고음의 역동감을 운전자의 선택에 따라 별도의 튜닝 없이도 튜닝한 것과 같은 기분을 즐길 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

10: 배기관 20: 소음기본체
30: 배기구 40: 진공회로
110: 액추에이터 밸브 120: 가변 밸브
130: 솔레노이드 밸브 140: 스위치
150: 제1진공호스 160: 제2진공호스
170: T자형 연결호스 180: 체크 밸브

Claims (4)

1. 일단이 배기관과 연결되고, 타단에 배기구를 형성한 소음기본체;
   상기 소음본체의 외벽에 장착되어 진공에 의해 구동축을 왕복운동 시키는 액추에이터 밸브;
   상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여, 상기 소음기본체의 주배기통로를 개폐하는 가변 밸브;
   상기 액추에이터 밸브를 진공압에 의하여 구동시키는 솔레노이드 밸브; 및
   운전자의 조작에 따라 상기 솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 스위치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 가변 밸브는,
   상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축의 왕복운동에 따라 상기 소음기본체 내부의 주배기통로를 개폐하는 회전판과,
   단부에 상기 회전판을 장착하고, 상기 회전판을 회전시키는 회전축 및
   상기 액추에이터 밸브의 상기 구동축과 연결되어 상기 구동축의 왕복운동을 회전운동으로 변환하여 상기 회전축에 회전력을 전달하는 가변핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는,
   상기 액추에이터 밸브와 제1진공호스로 연결되고, 엔진의 진공회로와 제2진공호스로 연결되어, 상기 제2진공호스로부터의 진공압에 의해 상기 액추에이터 밸브를 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 엔진의 진공회로와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 연결된 상기 제2진공호스에 연결되어 진공압의 역류를 방지하는 체크 밸브;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 출력 가변식 듀얼모드 소음기.

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