KR20190092878A - 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공펌프에 의하여 작동되는 밸브장치가 배기파이프에 장착되어 고속운행을 할 때는 배기파이프의 내부에 장착된 밸브판을 열어 배기압력을 보정하면서 토크와 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여줄 수 있고, 저속운행을 할 때는 밸브판을 닫아 저속운행에 의해 낮아진 불규칙한 배기압력을 보정하여 토크(torque)를 안정시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 자동차의 엔진(1)의 배기 측에 연결된 배기파이프(3)에는 배기매니폴드(2)가 접속되고, 배기파이프(3)의 후방에는 소음기(4)가 결합된 자동차의 배기장치에 있어서, 상기 배기파이프(3)의 후방 내부에는 원형의 밸브판(10)이 장착되고, 밸브판(10)의 수직 중심축(11)은 배기파이프(3)의 상면을 관통하여 돌출되며, 흡입실린더(20)의 로드(23)가 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결되어 밸브판(10)이 회전되고, 흡입실린더(20)는 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결되어 작동될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치{The valve gear of the automotive exhaust pipes}

본 발명은 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진공펌프에 의하여 작동되는 밸브장치가 배기파이프에 장착되어 고속운행을 할 때는 배기파이프의 내부에 장착된 밸브판을 열어 배기압력을 보정하면서 토크와 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여줄 수 있고, 저속운행을 할 때는 밸브판을 닫아 저속운행에 의해 낮아진 불규칙한 배기압력을 보정하여 토크(torque)를 안정시킬 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 배기장치(exhaust system)는 내연기관에서 배출되는 배기가스를 종합하는 배기 매니폴드(exhaust manifold), 배기 파이프(exhaust pipe) 및 배기 소음을 저하시키는 소음기(exhaust silencer) 등으로 구성되어 있다.

상기 배기장치들은 배기 파이프의 중간쯤에 설치되는 서브머플러와 배기 파이프의 말미에 설치되어 내연기관으로부터 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추고 소음을 저하시키는 메인머플러로 구분된다.

종래에는 배기 파이프와 서브머플러를 통해 배출되는 배기가스가 바이패스 되는 구조이므로 엔진의 토크(torque)가 저하되어 엔진의 출력을 높여줄 수 없었으므로 엔진의 출력에 따라 배기파이프를 통해 배출되는 배가가스의 흐름을 조절할 수 있도록 하는 기술이 제안이 절실히 요구되었다.

종래에는 실용신안등록 제20-0209078호 "자동차용 머플러"(선행기술1) 및 특허등록 제10-0535475호 "머플러의 공명소음 저감장치"(선행기술2)의 제안된 바 있다.

상기 선행기술1은 "사다리꼴 형상의 몸체와 몸체 내부에 배치된 다공형 튜우브 흡입관과 구멍이 없는 격벽 및 흡음재를 포함하여 구성되고, 엔진으로부터의 배기가스가 흡입관의 구멍들을 통해 몸체 내부로 배출되면서 흡음재에 의해 음의 감쇄가 이루어지는 전부 머플러와; 삼각형 형상의 몸체와 몸체 내부에 배치된 흡입관과 배출관, 다수의 구멍들이 있는 바이패스튜우브, 흡음재, 다수의 구멍들을 가지고 몸체이 내부공간을 복수의 공간부로 분할하는 격벽들을 포함하여 구성되고, 상기 흡입관은 끝단이 막힌 상태로 구멍들을 통해 공간부와 연통되고, 상기 흡음재는 공간부내에 배치되어 있는 후부 머플러의 조합구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 머플러"이다.

상기 선행기술2는 "하우징 내부로 배기가스가 입력되는 인렛 파이프의 일단이 수용되고, 인렛 파이프를 통해 하우징 내부로 입력된 배기가스는 테일 파이프를 통해 외부로 방출되는 머플러의 구조에 있어서, 상기 인렛 파이프와 마주하는 하우징의 일측면에 작동공간을 갖는 서브 케이스가 형성되고, 작동공간의 내부에는 인렛 파이프에서 배출되는 배기압의 세기에 따라 작동공간의 내측으로 밀리는 메인 플레이트가 형성되고, 상기 메인 플레이트의 내측에는 곡면상의 내측 플레이트가 위치되어 메인 플레이트의 소공들을 통해 입력되는 배기가스가 곡면을 따라 유선형의 스월을 일으키도록 형성된 것을 특징으로 하는 머플러의 공명소음 저감장치"이다.

그러나, 상기 선행기술1은 배기가스가 머플러의 흡입관으로 유입되면 흡입관의 구멍들을 통해 몸체 내부로 배출되면서 주위를 둘러싼 흡음재에 의해 고주파수의 음이 감쇄되도록 한 기술이고, 상기 선행기술2는 인렛 파이프를 통해 머플러 내부로 입력되는 배기가스의 압력이 하우징 벽에 부딪치는 충격이 완충되기 위한 장치가 마련되어 인렛 파이프로 배출되는 배기가스가 작동공간 및 공명실에서 공명되어 소음이 감쇄되도록 한 기술이므로 본원발명과 같이, 배기파이프에 장착된 밸브장치에 의하여 고속운행을 할 때는 배기파이프의 내부 밸브판을 열어 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여주고, 저속운행을 할 때는 밸브판을 닫아 낮아진 배기압력을 보정하여 토크를 안정시킬 수 있도록 한 기술은 찾아볼 수 없었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 밸브장치가 배기파이프에 장착되어 고속운행을 할 때는 배기파이프의 내부 밸브판을 열어 배기압력을 보정하면서 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여줄 수 있고, 저속운행을 할 때는 밸브판을 닫아 낮아진 배기압력을 보정하여 토크를 안정시킬 수 있는 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치를 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 자동차의 엔진(1)의 배기 측에 연결된 배기파이프(3)에는 배기매니폴드(2)가 접속되고, 배기파이프(3)의 후방에는 소음기(4)가 결합된 자동차의 배기장치에 있어서, 상기 배기파이프(3)의 후방 내부에는 원형의 밸브판(10)이 장착되고, 밸브판(10)의 수직 중심축(11)은 배기파이프(3)의 상면을 관통하여 돌출되며, 흡입실린더(20)의 로드(23)가 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결되어 밸브판(10)이 회전되고, 흡입실린더(20)는 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결되어 작동될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결된 흡입실린더(20)를 작동하여 진공펌프(24)의 피스톤(22)을 흡입하여 당기면 로드(23)가 후진되면서 링크(12)를 작동하여 밸브판(10)을 회전시켜 배기파이프(3)의 후방이 열려지는 것이므로 고속운행을 할 때 배기압력을 보정하면서 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여줄 수 있고, 이와는 반대로 흡입실린더(20)의 작동을 정지시켜 흡입력을 차단시키면 피스톤(22)의 후방에 장착된 스프링(22a)이 탄력적으로 복원되어 피스톤(22)을 밀면 로드(23)가 전진되면서 링크(12)를 작동하여 밸브판(10)이 닫혀지는 것이므로 저속운행을 할 때 밸브판을 닫아 낮아진 배기압력을 보정하여 토크를 안정시킬 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고기능성의 자동차용 배기파이프의 밸브장치를 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 평면도,
도 3a와 3b는 본 발명에 의한 밸브판의 작동상태를 각각 나타낸 일부 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 흡입실린더의 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 흡입실린더의 분해사시도,
도 6은 본 발명에 의한 밸브장치가 배기파이프에 장착된 배기장치의 개략적인 장치도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 6에서 도시한 바와 같이, 자동차의 엔진(1)의 배기 측에 연결된 배기파이프(3)에는 배기매니폴드(2)가 접속되어 있고, 배기파이프(3)의 후방에는 소음기(4)가 결합되어 있다.

물론, 전술한 바와 같이, 배기파이프(3)에 배기매니폴드(2)와 소음기(4)가 결합되어 있는 자동차의 배기장치는 이미 알려진 공지의 기술 사상이다.

그러나, 본 발명에 있어서 가장 중요한 특징은, 상기 배기파이프(3)의 후방에 장착된 밸브판(10)을 열고 닫으면서 고속 및 저속운행에 배기가스의 흐름을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 것에 있다.

즉, 상기 배기파이프(3)의 후방 내부에는 원형의 밸브판(10)이 장착되어 있고, 밸브판(10)의 수직 중심축(11)은 배기파이프(3)의 상면을 관통하여 돌출되어 있다.

상기 배기파이프(3)에는 흡입실린더(20)가 장착되어 있고, 흡입실린더(20)의 로드(23)가 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결되어 밸브판(10)이 회전되는 구조이다.

상기 흡입실린더(20)는 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결되어 작동될 수 있도록 구성되어 있고, 호스(24a)를 통해 에어를 흡입하면 흡입실린더(20)의 내부 피스톤(22)이 후방으로 이동하면서 로드(23)가 후진되어 링크(12)로 연결된 밸브판(10)이 회전된다.

상기 흡입실린더(20)는 원통형 케이스(21)의 내부에 피스톤(22)이 장착되어 스프링(22a)으로 탄력 지지되어 있는 구조이고, 피스톤(22)의 로드(23)는 케이스(21)의 외부로 돌출되어 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결된다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결된 흡입실린더(20)를 작동하여 진공펌프(24)의 피스톤(22)을 흡입하여 당기면 로드(23)가 후진되면서 링크(12)를 작동하여 밸브판(10)을 회전시켜 배기파이프(3)의 후방이 열려지는 것이므로 고속운행을 할 때 배기압력을 보정하면서 엔진의 출력을 상승시켜 배기효율을 높여줄 수 있고, 이와는 반대로 흡입실린더(20)의 작동을 정지시켜 흡입력을 차단시키면 피스톤(22)의 후방에 장착된 스프링(22a)이 탄력적으로 복원되어 피스톤(22)을 밀면 로드(23)가 전진되면서 링크(12)를 작동하여 밸브판(10)이 닫혀지는 것이므로 저속운행을 할 때 밸브판을 닫아 낮아진 배기압력을 보정하여 토크를 안정시킬 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 엔진 2 : 배기매니폴드
3 : 배기파이프 4 : 소음기
10 : 밸브판 11 : 중심축
12 : 링크 20 : 흡입실린더
21 : 케이스 22 : 피스톤
22a : 스프링 23 : 로드
24 : 진공펌프 24a : 호스

Claims (2)

1. 자동차의 엔진(1)의 배기 측에 연결된 배기파이프(3)에는 배기매니폴드(2)가 접속되고, 배기파이프(3)의 후방에는 소음기(4)가 결합된 자동차의 배기장치에 있어서,
   상기 배기파이프(3)의 후방 내부에는 원형의 밸브판(10)이 장착되고, 밸브판(10)의 수직 중심축(11)은 배기파이프(3)의 상면을 관통하여 돌출되며,
   흡입실린더(20)의 로드(23)가 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결되어 밸브판(10)이 회전되고,
   흡입실린더(20)는 진공펌프(24)와 호스(24a)로 연결되어 작동될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치의 밸브장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 흡입실린더(20)는 원통형 케이스(21)의 내부에 피스톤(22)이 장착되어 스프링(22a)으로 탄력 지지되고, 피스톤(22)의 로드(23)는 케이스(21)의 외부로 돌출되어 밸브판(10)의 중심축(11)과 링크(12)로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기 가변밸브 전자진공장치.

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