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KR20060069641A - 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조 - Google Patents

자동차용 배기시스템의 소음방지 구조 Download PDF

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Publication number
KR20060069641A
KR20060069641A KR1020040107489A KR20040107489A KR20060069641A KR 20060069641 A KR20060069641 A KR 20060069641A KR 1020040107489 A KR1020040107489 A KR 1020040107489A KR 20040107489 A KR20040107489 A KR 20040107489A KR 20060069641 A KR20060069641 A KR 20060069641A
Authority
KR
South Korea
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exhaust
pipe
noise
exhaust system
pressure
Prior art date
Application number
KR1020040107489A
Other languages
English (en)
Inventor
서경원
Original Assignee
기아자동차주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조에 관한 것으로서, 배기 매니폴드의 배기 압력을 일정하게 유지하여 최소의 배압 형태로 형성하고, 이를 통해 소음 발생 주파수를 지속적인 저주파 형태로 일정하게 튜닝할 수 있도록 배기 매니폴드 및 머플러 사이의 배기 파이프에 바이패스 파이프를 설치하고, 상기 바이패스 파이프의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 하는 압력조절 밸브수단을 장착하여 엔진 rpm이 고속일 경우, 상기 바이패스 파이프의 유로를 개방하여 이를 통과하는 배기가스는 즉시 머플러를 통해 외부로 배출 가능하도록 함으로써, 엔진 rpm별 소음 발생 주파수를 일정하게 튜닝하여 소음 규제 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조에 관한 것이다.
자동차, 배기시스템, 바이패스 파이프, 압력조절 밸브수단, 액튜에이터수단

Description

자동차용 배기시스템의 소음방지 구조{Sound proof structure of exhaust system}
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조를 나타내는 전체적인 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조의 압력조절 밸브수단의 작동상태를 나타내는 작동도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조로서, 엔진 rpm이 저속 및 고속인 경우, 가변 댐퍼부의 작동상태를 나타내는 작동도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 배기 매니폴드 11 : 머플러
12 : 배기 파이프 20 : 바이패스 파이프
30 : 압력조절 밸브수단 31 : 내열파이프
32 : 액튜에이터수단 32a : 하우징
32b : 피스톤판 32c : 탄성체
33 : 가변 댐퍼부 34 : 연결로드
35 : 연결브라켓
본 발명은 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기 매니폴드의 배기 압력을 일정하게 유지하여 최소의 배압 형태로 형성하고, 이를 통해 소음 발생 주파수를 지속적인 저주파 형태로 일정하게 튜닝하여 소음 규제 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 배기시스템은 엔진으로부터 배기가스를 채집하여 정화시키는 기능을 하는 시스템으로서, 배기가스를 차의 후미를 통하여 대기 중으로 배출하게 된다.
이러한 배기시스템은 배기 매니폴드, 배기 파이프, 촉매 변환기, 머플러, 레조네이터, 그리고 테일 파이프를 포함한다.
여기서, 상기 머플러는 소음 감쇠를 위해 다소 복잡한 내부 구조를 갖는 메인 머플러와 그것을 서로 연결시켜주는 배기 파이프 및 행거 어셈블리로 구성되어 있는데, 대부분의 배기시스템의 NVH는 메인 머플러 또는 서브 머플러의 내부 구조나 용량 또는 배관의 형상에 의해 결정된다.
이러한 배기시스템의 NVH의 육성을 위하여 대부분은 메인 머플러의 내부 구조를 변경하거나 내부체적을 키우거나 필요한 부분에 소음재(글래스울) 등을 삽입 하게 되는데, 이와 같이 배기시스템의 소음을 줄이고자 하는 소음 규제 방법에 있어서, 배기 매니폴드의 배압을 최소의 배압 형태로 형성하여 소음 발생 주파수를 지속적인 저주파 형태로 일정하게 튜닝하여 실시하나, 엔진 rpm이 상승하게 될 경우, 배압도 함께 상승하게 되고, 결국은 상기 소음 발생 주파수가 고주파 형태로 변경되므로 소음 규제를 확실하게 하는데는 어려운 문제점이 있다.
따라서, 엔진 rpm별 소음 발생 주파수가 각각 달라서 배기 소음을 튜닝하는데 어려움이 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 배기 매니폴드의 배기 압력을 일정하게 유지하여 최소의 배압 형태로 형성하고, 이를 통해 소음 발생 주파수를 지속적인 저주파 형태로 일정하게 튜닝할 수 있도록 배기 매니폴드 및 머플러 사이의 배기 파이프에 바이패스 파이프를 설치하고, 상기 바이패스 파이프의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 하는 압력조절 밸브수단을 장착하여 엔진 rpm이 고속일 경우, 상기 바이패스 파이프의 유로를 개방하여 이를 통과하는 배기가스는 즉시 머플러를 통해 외부로 배출 가능하도록 함으로써, 엔진 rpm별 소음 발생 주파수를 일정하게 튜닝하여 소음 규제 성능을 향상시킬 수 있는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 자동차용 배기시스템에 있어서,
배기 매니폴드 및 머플러 사이의 배기 파이프 상에서, 일측은 배출되는 배기가스가 바이패스 가능하도록 그 배기 파이프에서 분기되는 동시에, 타측은 배기가스가 외부로 바로 배출 가능하도록 머플러의 외부연결 파이프와 연결되는 바이패스 파이프와;
배기가스의 배압에 의해 상기 바이패스 파이프의 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 장착된 압력조절 밸브수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 압력조절 밸브수단은 상기 배기 매니폴드의 일측에 분기되어 있는 내열파이프와;
분기된 상기 내열파이프로 유동하는 배기가스의 배기 압력을 동력원으로 하여 작동하는 액튜에이터수단과;
상기 액튜에이터수단의 작동에 의해 상기 바이패스 파이프의 유로를 개방하는 가변 댐퍼부와;
상기 액튜에이터수단 및 가변 댐퍼부를 서로 연결하는 연결로드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액튜에이터수단은 밀폐형 하우징과;
상기 내열파이프를 통해 유동하는 배기가스의 압력이 그대로 전달될 수 있도록 하는 밀폐형 하우징 내의 피스톤판과;
상기 피스톤판과 연결로드가 구비된 방향의 하우징벽 사이에 장착되어 상기 피스톤판이 원상태로 탄성 복원될 수 있도록 하는 탄성체로 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 밀폐형 하우징은 배기 파이프에 고정된 연결브라켓을 통해 연결 고정된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조를 나타내는 전체적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조의 압력조절 밸브수단의 작동상태를 나타내는 작동도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조로서, 엔진 rpm이 저속 및 고속인 경우, 가변 댐퍼부의 작동상태를 나타내는 작동도이다.
본 발명은 배기 매니폴드(10)의 배기 압력을 일정하게 유지하여 최소의 배압 형태로 형성하고, 이를 통해 소음 발생 주파수를 지속적인 저주파 형태로 일정하게 튜닝할 수 있도록 하여 배기시스템의 소음 발생을 줄일 수 있는 발명으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기시스템의 배기 매니폴드(10) 및 머플러(11) 사이의 배기 파이프(12) 상에서, 일측은 상기 배기 파이프(12)의 배기가스가 바이패스 가능하도록 배기 파이프(12)에서 분기되는 동시에, 타측은 머플러(11)에 연결되는 바이패스 파이프(20)가 장착되어 있다.
한편, 상기 머플러(11)에 연결되는 바이패스 파이프(20)는 외부와 직접 연결 되는 외부연결 파이프(13)를 통해 즉시 배기가스를 배출할 수 있도록 되어 있다.
또한, 이와 같이 구성된 바이패스 파이프(20)의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 압력조절 밸브수단(30)이 배기시스템 내에 장착되는 바, 첨부도면에 도시된 바와 같이, 상기 압력조절 밸브수단(30)은 각 배기 포트(미도시)로부터 배출된 배기가스를 수집하여 배기시스템으로 배출하는 배기 매니폴드(10)의 일측에 분기되어 있는 내열파이프(31)와, 분기된 상기 내열파이프(31)로 유동하는 배기가스의 배기 압력을 동력원으로 하여 작동하는 액튜에이터수단(32)과, 상기 액튜에이터수단(32)의 작동에 의해 상기 바이패스 파이프(20)의 유로를 개방하는 가변 댐퍼부(33)와, 상기 액튜에이터수단(32) 및 가변 댐퍼부(33)를 서로 연결하는 연결로드(34)로 구성되어 있다.
또한, 상기 액튜에이터수단(32)은, 밀폐형 하우징(32a)과, 내열파이프(31)를 통해 유동하는 배기가스의 압력이 그대로 전달될 수 있도록 하는 밀폐형 하우징(32a) 내의 피스톤판(32b)과, 상기 피스톤판(32b)과 연결로드(34)가 구비된 방향의 하우징(32a)벽 사이에 장착되어 상기 피스톤판(32b)이 원상태로 탄성 복원될 수 있도록 하는 탄성체(32c)로 구성되어 있다.
이때, 상기 밀폐형 하우징(32a)은 배기 파이프(12)에 고정된 연결브라켓(35)을 통해 연결 고정되어 있다.
한편, 상기 탄성체(32c)의 탄성계수는 통상의 엔진 rpm의 속도에 따라 그 값이 결정되는 바, 상기 엔진 rpm이 고속 구간의 범위에서만 탄성체(32c)가 작동하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조의 작동원리에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 엔진 rpm이 저속일 경우, 내열파이프(31)를 통해서 액튜에이터수단(32)으로 배기가스의 압력이 작용하되, 그 가스 압력이 적게 미치기 때문에 피스톤판(32b)이 탄성체(32c)의 탄성계수를 극복하지 못하게 되어 움직이지 않게 되면, 그대로 배기가스가 역류되므로, 기존의 배기시스템의 작동과 동일한 작동을 하게 된다.
그러나, 엔진 rpm이 고속일 경우, 배기 매니폴드(10)의 배압이 상승하여 피스톤판(32b)이 탄성체(32c)의 탄성계수를 극복하고 이동하게 되며, 이를 통해 가변 댐퍼부(33)가 작동하여 개방되므로 바이패스 파이프(20)로 배기가스가 유동 가능하도록 된다.
이때, 상기 바이패스 파이프(20) 내에 장착된 가변 댐퍼부(33)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 액튜에이터수단(32)에 연결된 바이패스 파이프(20) 외측의 연결 로드(34)와 회전 힌지부를 통해 연결 고정되어 있는 바, 상기 연결 로드(34)가 회전하는 방향으로 작동하도록 되어 있으며, 그 회전 힌지부에는 적절한 회전을 위한 스프링 등과 같은 탄성체(미도시)가 장착되어 있다.
이와 같은 회전 힌지부의 작동구조는 일반적으로 공지된 상기 가변 댐퍼부와 같은 댐퍼수단에 장착되어 있는 힌지구조와 동일하게 작동하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 증가된 배기 압력이 바이패스 파이프(20)를 통해 머플러(11)의 외부연결 파이프(13)를 거쳐 외부로 배출되므로 고주파 형태의 소음 발생 주파수가 저속 상태의 엔진 rpm에서와 같은 저주파 형태의 소음 발생 주파수 형태로 변경되므로 엔진 rpm별 소음 발생 주파수를 일정하게 튜닝 가능하게 되어 배기 소음을 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조에 의하면, 엔진 rpm별 소음 발생 주파수를 일정하게 튜닝하여 소음 규제 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 자동차용 배기시스템에 있어서,
    배기 매니폴드 및 머플러 사이의 배기 파이프 상에서, 일측은 배출되는 배기가스가 바이패스 가능하도록 그 배기 파이프에서 분기되는 동시에, 타측은 배기가스가 외부로 바로 배출 가능하도록 머플러의 외부연결 파이프와 연결되는 바이패스 파이프와;
    배기가스의 배압에 의해 상기 바이패스 파이프의 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 장착된 압력조절 밸브수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력조절 밸브수단은 상기 배기 매니폴드의 일측에 분기되어 있는 내열파이프와;
    분기된 상기 내열파이프로 유동하는 배기가스의 배기 압력을 동력원으로 하여 작동하는 액튜에이터수단과;
    상기 액튜에이터수단의 작동에 의해 상기 바이패스 파이프의 유로를 개방하는 가변 댐퍼부와;
    상기 액튜에이터수단 및 가변 댐퍼부를 서로 연결하는 연결로드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 액튜에이터수단은 밀폐형 하우징과;
    상기 내열파이프를 통해 유동하는 배기가스의 압력이 그대로 전달될 수 있도록 하는 밀폐형 하우징 내의 피스톤판과;
    상기 피스톤판과 연결로드가 구비된 방향의 하우징벽 사이에 장착되어 상기 피스톤판이 원상태로 탄성 복원될 수 있도록 하는 탄성체로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 밀폐형 하우징은 배기 파이프에 고정된 연결브라켓을 통해 연결 고정된 것을 특징으로 하는 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조.
KR1020040107489A 2004-12-17 2004-12-17 자동차용 배기시스템의 소음방지 구조 KR20060069641A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100957325B1 (ko) * 2008-07-08 2010-05-12 현대자동차주식회사 차량의 배기경로 제어장치
KR101231271B1 (ko) * 2006-12-07 2013-02-07 현대자동차주식회사 가변 유로 소음기 구조
US9212594B2 (en) 2013-10-15 2015-12-15 Hyundai Motor Company Structure of exhaust system for CDA engine

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Patent event date: 20080908

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Patent event date: 20041217

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