KR100288231B1

KR100288231B1 - Muffler for internal combustion engine

Info

Publication number: KR100288231B1
Application number: KR1019990006922A
Authority: KR
Inventors: 김휘년
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2001-04-16
Also published as: KR20000059372A

Abstract

머플러에 유입되는 저,고속시 배기가스에 의한 배기소음 저감과 엔진출력 향상을 동시에 달성할 수 있게 반능동 소음기를 개선하기 위하여 머플러의 하우징에 설치되어 배기가스의 유입이 파이프를 통해 이루어지게 한 유입수단과,It is installed in the housing of the muffler to improve the semi-active silencer so that the exhaust noise due to the low and high speed exhaust gas and the engine output can be improved at the same time. Sudan,

유입수단인 파이프의 일단으로부터 일정 거리 이격된 하부파이프를 동일 선상에 배치함과 아울러 유입 파이프로부터 수직선 상에 위치하는 상부파이프를 하부파이프와 일체화하여 배치되는 유자형 파이프의 배출 안내수단과,Discharge guide means of the U-shaped pipe which is arranged on the same line with the lower pipe spaced apart from one end of the pipe as the inlet means and integrated with the lower pipe, the upper pipe located on the vertical line from the inlet pipe;

상기 배출안내수단에 일체로 연결 배치되어 대기중으로 배기가스의 배출이 파이프를 통해 이루어지게 하는 배출수단과,A discharge means connected to the discharge guide means integrally to discharge the exhaust gas into the atmosphere through a pipe;

상기 머플러 하우징내에 힌지축으로 회전하게 설치되면서 유입수단인 파이프와 하부파이프사이에 힌지축으로 회전하게 배치되어 배기압에 따라 가변적으로 개폐하게 밸브판을 설치한 개폐수단으로 구성되어 이루어지는 내연기관의 머플러를 제공하는데 있다.The muffler of the internal combustion engine, which is installed in the muffler housing by rotating with a hinge axis, is disposed between the inlet means pipe and the lower pipe to rotate with a hinge axis, and is provided with an opening / closing means having a valve plate that is opened and closed variably according to exhaust pressure. To provide.

Description

Muffler for internal combustion engine {MUFFLER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관용 머플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반능동형 머플러 구조를 간단한 구조로 개선한 내연기관용 머플러에 관한 것이다.The present invention relates to a muffler for an internal combustion engine, and more particularly, to a muffler for an internal combustion engine in which the semi-active type muffler structure is improved to a simple structure.

일반적으로 머플러는 엔진의 연소가스를 직접 밖으로 내보내면 폭음이 되므로 이장치를 통하여 음을 작게한다.In general, the muffler is a loud sound when the combustion gas of the engine is directly sent out to reduce the sound through this device.

소음의 수단으로는 배기관 도중에 팽창실을 설치하여 내벽간의 음파 반사나 공명 현상을 이용하여 음을 감쇠하거나 배기가스의 통로에 음파와의 마찰에 의하여 음향에너지를 작게하는 흡음재를 넣는 방법을 취한다.As a means of noise, an expansion chamber is installed in the middle of the exhaust pipe, so that sound is attenuated using sound wave reflection or resonance phenomenon between inner walls, or a sound absorbing material is placed in the exhaust gas passage to reduce acoustic energy by friction with sound waves.

배기가스를 대기중에 방출하기 전에 압력과 온도를 저하시켜 급격한 팽창과 폭음을 억제한다.The pressure and temperature are reduced before the exhaust gas is released into the atmosphere to suppress rapid expansion and binge drinking.

1mm 두께의 강판을 원통으로 하여 내부에 다량의 구멍이 ??린 여러개의 파이프와 칸막이를 설치하여 배기가스가 소음기로 들어가 칸막이와 작은 구멍을 통과할 때 서서히 팽창되고 압력과 온도가 저하되어 폭음을 방지한다.Steel pipe of 1mm thickness is used to install several pipes and partitions with a large number of holes inside, and when the exhaust gas enters the silencer and passes through the partitions and small holes, it expands slowly and the pressure and temperature decrease, prevent.

배기 가스의 온도는 600~700℃이며 음속이 600m/sec 가되므로 소음기의 체적은 행정 체적의 12~20배가 정도가 좋다.The temperature of the exhaust gas is 600 ~ 700 ℃ and the sound velocity is 600m / sec, so the volume of silencer is about 12 ~ 20 times the volume of stroke.

일예로 원통형 소음기는 3개의 원통을 동심이 되도록 조합한 소음기로, 원통의 중앙으로 들어간 배기가스는 작은 파이프를 통하여 다음 원통으로 이동하고 원통의 외곽에 설치되어 있는 파이프로 나간다.For example, a cylindrical silencer is a combination of three cylinders in a concentric manner. The exhaust gas entering the center of the cylinder moves through the small pipe to the next cylinder and goes to the pipe installed at the outside of the cylinder.

이때 압력과 온도가 저하되어 폭음을 방지한다.At this time, pressure and temperature are reduced to prevent binge drinking.

이러한 종래의 머플러를 도4에 도시하고 있다.This conventional muffler is shown in FIG.

머플러(2)는 배기메니폴드에 연결되는 배기관의 파이프에 연결되는 하우징(4)과, 이 하우징(4)내를 일정간격으로 분활하는 제1,2배플 플레이트(6)(8)와, 제1,2배플 플레이트(6)(8)에 의해 제1,2쳄버(10)(12)와, 공명쳄버(14)로 나뉘어 지고 있다.The muffler (2) comprises a housing (4) connected to a pipe of an exhaust pipe connected to an exhaust manifold, first and second baffle plates (6) (8) for splitting the inside of the housing (4) at regular intervals, and a first The first and second chambers 10 and 12 and the resonance chamber 14 are divided by the two baffle plates 6 and 8.

그리고 배기관의 파이프에 연결되면서 제1,2배플 플레이트(6)(8)를 관통시켜 제1파이프(16)를 설치하고 있다.The first pipe 16 is installed by passing through the first and second baffle plates 6 and 8 while being connected to the pipe of the exhaust pipe.

제1파이프(16)에는 제2쳄버(12)측으로 배기가스의 배출이 이루어지게 구멍(18)을 형성하고 있다.A hole 18 is formed in the first pipe 16 so that exhaust gas is discharged to the second chamber 12 side.

상기 제1파이프(16)에 병렬로 일측에 배치되면서 제1쳄버(10)측에 밸브(20)를 설치한 후 제1,2배플 플레이트(6)(8)를 관통하는 제2파이프(22)를 배치 설치하고 있다.The second pipe 22 passing through the first and second baffle plates 6 and 8 after the valve 20 is installed on the first chamber 10 side while being disposed on one side in parallel to the first pipe 16. ) Is installed.

상기 밸브(20)의 개폐 작동시 접촉음을 저감하기 위하여 제2파이프(22)의 저접촉면에 와이어 매쉬등의 완충재(23)를 부착하고 있다.A shock absorbing material 23 such as a wire mesh is attached to the low contact surface of the second pipe 22 to reduce the contact sound during the opening and closing operation of the valve 20.

제2파이프(22)의 일측에 제1,2배플 플레이트(6)(8)를 관통하면서 대기중으로 배기가스의 배출이 이루어지게 제3파이프(24)를 설치하고 있다.The third pipe 24 is provided on one side of the second pipe 22 to allow exhaust gas to be discharged into the atmosphere while passing through the first and second baffle plates 6 and 8.

제3파이프(24)의 일측에 제1배플 플레이트(6)만을 관통하는 제4파이프(26)를 설치하여 이루어지고 있다.The fourth pipe 26 penetrating only the first baffle plate 6 is provided on one side of the third pipe 24.

이러한 머플러(2)는 배기가스가 제1파이프(16)를 통해 유입되면 일부는 공명쳄버(14)로 유입되어 배기음은 감쇄되고, 또 일부는 구멍(18)을 통해 제2쳄버(12)로 배출이 이루어진다.When the exhaust gas is introduced through the first pipe 16, the muffler 2 is partially introduced into the resonance chamber 14, and the exhaust sound is attenuated, and part of the muffler 2 is transferred to the second chamber 12 through the hole 18. Emissions are made.

제2쳄버(12)로 유입된 배기가스는 제4파이프(26)를 거쳐 제1쳄버(10)로 유입된 후 제3파이프(24)를 통해 대기중으로 배출된다.The exhaust gas introduced into the second chamber 12 is introduced into the first chamber 10 through the fourth pipe 26 and then discharged into the atmosphere through the third pipe 24.

이때 통상의 저,중속 상태에서 머플러의 제1파이프(16)를 통해 공명쳄버(14)에 배기가스가 유입되면 제2파이프(22)에 설치된 밸브(20)는 제2파이프(22)를 닫은 상태를 유지한다.At this time, when the exhaust gas flows into the resonance chamber 14 through the first pipe 16 of the muffler in a normal low and medium speed state, the valve 20 installed in the second pipe 22 closes the second pipe 22. Maintain state.

상기한 바와 같이 머플러(2)의 작용이 이루어지다가 고속 주행이 이루어지면 이때는 제2파이프(22)의 밸브(20)는 반대로 증가되는 배기가스의 압력에 의해 개폐가 이루어진다.As described above, when the operation of the muffler 2 is performed and the high speed travel is performed, the valve 20 of the second pipe 22 is opened and closed by the pressure of the exhaust gas which is increased on the contrary.

이러한 종래기술은 밸브의 닫히는 범위를 정하는 스톱퍼가 설치되어 있으나, 열리는 각도를 규제하는 스톱퍼가 없고 단지 리턴 스프링의 인장력에 의존하므로 밸브의 개구각도 산포가 발생하는 문제점이 있다.This prior art is provided with a stopper for determining the closing range of the valve, but there is a problem in that the opening angle of the valve spreads because there is no stopper for regulating the opening angle and only depends on the tension of the return spring.

이로서 배압 산포 및 엔진성능 산포가 발생하게 되는 문제점이 있다.As a result, there is a problem that back pressure distribution and engine performance distribution occur.

또한 다수의 파이프를 이용하여야 하므로서 구조가 복잡하게 이루어지는 등 제조비용의 상승을 초래하는 문제점있다.In addition, since a large number of pipes must be used, the structure is complicated, resulting in an increase in manufacturing cost.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 머플러에 유입되는 저,고속시 배기가스에 의한 배기소음 저감과 엔진출력 향상을 동시에 달성할 수 있게 반능동 머플러 구조를 개선한 내연기관용 머플러를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems of the prior art, the object of the present invention is semi-active to achieve a reduction in exhaust noise and engine output by the exhaust gas at low and high speed flowing into the muffler at the same time To provide a muffler for an internal combustion engine with an improved muffler structure.

도1은 본 발명에 따른 내연기관의 머플러를 도시한 도면.1 shows a muffler of an internal combustion engine according to the invention;

도2는 도1의 A-A를 도시한 측단면도.FIG. 2 is a side sectional view of A-A of FIG. 1; FIG.

도3은 본 발명의 작용을 도시한 도면.3 illustrates the operation of the present invention.

도4는 종래기술을 도시한 도면.4 shows a prior art;

이를 실현하기 위한 본 발명은 내연기관용 머플러에 있어서,The present invention for realizing this in a muffler for an internal combustion engine,

머플러의 하우징에 설치되어 배기가스의 유입이 파이프를 통해 이루어지게 한 유입수단과,An inlet means installed in the housing of the muffler to allow exhaust gas to flow through the pipe;

따라서 본 발명은 차량이 저속으로 주행하면 유입수단인 파이프를 통해 배기가스는 스프링으로 지지되고 있는 개폐수단인 밸브판을 밀지 못하고 배출수단의 상부파이프를 통해 대기중으로 배출이 이루어지게 된다.Therefore, in the present invention, when the vehicle travels at a low speed, the exhaust gas is not pushed through the valve plate, which is an opening and closing means, which is supported by a spring, and is discharged into the atmosphere through the upper pipe of the discharge means.

이때 개폐수단인 밸브판의 후면과 배출수단의 상,하부파이프가 배치된 공간을 헬름홀즈 공명실로 활용하여 특정 주파수 영역에 대한 소음 감쇄를 하게 된다.At this time, the rear of the valve plate, which is the opening and closing means, and the space in which the upper and lower pipes of the discharge means are disposed are used as the Helmholz resonance room to reduce noise for a specific frequency range.

그리고 차량이 고속으로 주행하면 유입수단인 파이프를 통해 고압의 배기가승가 하우징내로 유입되면서 밸프판을 밀게 된다.When the vehicle travels at a high speed, the high pressure exhaust gas is introduced into the housing through the pipe which is the inflow means and pushes the valve plate.

밸브판의 회전으로 배기가스는 배출수단인 하부파이프를 거쳐 대기중으로 배출되므로서 배기가스의 배출 흐름이 원활하게 이루어짐에 따라 엔진 출력 향상된다.As the valve plate is rotated, the exhaust gas is discharged into the atmosphere through a lower pipe, which is a discharge means, so that the exhaust gas flows smoothly, thereby improving engine output.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 내연기관의 머플러를 도시한 도면이고, 도2는 도1의 A-A를 도시한 측단면도이다.1 is a view showing a muffler of an internal combustion engine according to the present invention, Figure 2 is a side cross-sectional view showing A-A of FIG.

머플러(30)는 하우징(32), 유입 파이프(34), 유자형 파이프(36), 배출파이프(38), 밸브판(40)으로 구성되어 이루어지고 있다.The muffler 30 is comprised from the housing 32, the inflow pipe 34, the oil-shaped pipe 36, the discharge pipe 38, and the valve board 40. As shown in FIG.

유입 파이프(34)는 배기 메니폴드를 통해 배출되는 배기가스가 머플러 하우징(32)에 유입되게 설치하고 있다.The inflow pipe 34 is installed so that the exhaust gas discharged through the exhaust manifold flows into the muffler housing 32.

유자형 파이프(36)는 유입파이프(34)의 일단으로부터 일정 거리(d) 이격되게 하부파이프(42)를 동일 선상에서 배치하면서 유입 파이프(34)에 대해 수직선상에 위치하게 상부파이프(44)를 배치하여 일체화 하여 유자형으로 형성하고 있다.The upper pipe 44 is positioned in a line perpendicular to the inlet pipe 34 while arranging the lower pipe 42 on the same line to be spaced a predetermined distance d from one end of the inlet pipe 34. And are integrated to form a U-shape.

배출파이프(38)는 유자형 파이프(36)를 양분하는 중간위치에 일체로 연결되어 대기중으로 배기가스의 배출이 이루어지게 하우징(32)에 설치되고 있다.The discharge pipe 38 is integrally connected to the intermediate position for dividing the oil pipe 36 and is installed in the housing 32 to discharge the exhaust gas into the atmosphere.

밸브판(40)은 머플러 하우징(32)내에 힌지축(46)으로 회전하게 설치되면서 유입파이프(34)와 하부파이프(42)사이에 힌지축(46)으로 회전하게 배치되어 배기압에 따라 가변적으로 개폐하게 설치하고 있다.The valve plate 40 is installed to rotate in the muffler housing 32 with the hinge shaft 46, and is disposed to rotate between the inlet pipe 34 and the lower pipe 42 with the hinge shaft 46, and is variable according to the exhaust pressure. I install it to open and close it.

밸브판(40)은 하우징(32)에 설치되는 힌지축(46)에 삽입되는 힌지부(48)와, 이 힌지부(48)를 중심으로 수직으로 자세를 잡도록 상부파이프(44)에 배출측으로 연결한 제1스프링(50)과, 유입파이프(34)에 유입측으로 제2스프링(52)을 연결하고 있다.The valve plate 40 is a hinge portion 48 inserted into the hinge shaft 46 installed in the housing 32 and the discharge pipe to the upper pipe 44 so as to be vertically positioned with respect to the hinge portion 48. The second spring 52 is connected to the first spring 50 and the inflow pipe 34 to the inflow side.

그리고 밸브판(40)에는 회전을 제한하게 타원홀(54)을 뚫고 있으며, 이 타원홀(54)을 통해 상부파이프(44)에 삽입되고 있다.And the valve plate 40 is drilled in the elliptical hole 54 to limit the rotation, and is inserted into the upper pipe 44 through the elliptical hole (54).

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 차량이 저속으로 주행하면 배기메니폴드에 연결된 배기관을 통해 배기되는 저압의 배기가스가 유입파이프(34)를 통해 머플러 하우징(32)내에 유입된다.According to the operation of the present invention as described above, when the vehicle travels at a low speed, low pressure exhaust gas exhausted through an exhaust pipe connected to the exhaust manifold is introduced into the muffler housing 32 through the inlet pipe 34.

유입 파이프(34)를 통해 하우징(32)내에 유입되면 배기가스는 제1,2스프링(50)(52)으로 수직 상태로 유지되고 있는 밸브판(40)의 수직 자세에 영향을 주지 못한다.When the gas is introduced into the housing 32 through the inlet pipe 34, the exhaust gas does not affect the vertical position of the valve plate 40 which is maintained vertically to the first and second springs 50 and 52.

이 때문에 밸브판(40)은 저속시 뿐만아니라 초기 상태 및 정지시에도 수직의 자세 상태를 유지하므로서 배기가스는 밸브판(40)을 밀지 못하고 유입파이프(34)를 통해 배출되면 상부파이프(44)를 거쳐 배출파이프(48)를 통과하여 대기중으로 배출이 이루어지게 된다.For this reason, the valve plate 40 maintains a vertical posture not only at low speed but also at an initial state and a stop state, so that the exhaust gas does not push the valve plate 40 and is discharged through the inlet pipe 34. Through the discharge pipe 48 through the discharge is made to the atmosphere.

이때 밸브판(40)의 후면과 상,하부파이프(42)(44)가 배치되는 공간부(V)가 헬름홀즈의 공명실 기능을 하므로서 특정 주파수 영역에 대한 소음 감쇄를 하게 된다.At this time, the space portion V on which the rear surface of the valve plate 40 and the upper and lower pipes 42 and 44 are disposed serves as a resonance chamber of the helmholes, thereby reducing noise in a specific frequency region.

그리고 차량이 고속으로 주행하면 유입파이프(34)를 통해 고압의 배기가스가 하우징(32)내로 유입되면서 밸프판(40)을 밀게 된다.When the vehicle travels at a high speed, the high pressure exhaust gas flows into the housing 32 through the inflow pipe 34 to push the valve plate 40.

이때 밸브판(40)을 탄지하고 있는 제2스프링(52)의 탄성력을 극복하면서 하부 파이프(42)측으로 회전하여 유입 파이프(34)에서 배출되는 배기가스가 하부파이프(42)측으로 직접 빠져나가게 한다.At this time, while overcoming the elastic force of the second spring 52 holding the valve plate 40 to rotate to the lower pipe 42 side, the exhaust gas discharged from the inlet pipe 34 is directly discharged to the lower pipe 42 side. .

밸브판(40)의 열림정도는 상부파이프(44)에 끼워지게 형성한 타원홀(54)의 크기와 상부파이프(44)에 연결된 제1스프링(50)에 의해 제어된다.The opening degree of the valve plate 40 is controlled by the size of the elliptical hole 54 formed to be fitted to the upper pipe 44 and the first spring 50 connected to the upper pipe 44.

이렇게 유입 파이프(34)를 통과한 배기가스가 동일 선상에 일 직선상에 배치된 하부파이프(42)를 통해 신속하게 대기중으로 배출되므로서 배기가스의 배출 흐름이 원활하게 이루어짐에 따라 엔진 출력 향상된다.The exhaust gas passing through the inlet pipe 34 is quickly discharged into the atmosphere through the lower pipe 42 disposed in a straight line on the same line, and thus the engine output is improved as the exhaust gas flows smoothly. .

그리고 다시 차량이 저속을 유지하게 되면 밸브판(40)은 제1,2스프링(50)(52)에 의해 리턴되어 수직의 상태를 유지하게 된다.When the vehicle maintains the low speed again, the valve plate 40 is returned by the first and second springs 50 and 52 to maintain the vertical state.

이러한 본 발명은 높은 배기압에 의한 배기가스의 흐름을 원활하게 함에 따라 엔진의 출력을 향상하게 된다.This invention improves the output of the engine by smoothly flowing the exhaust gas by the high exhaust pressure.

그리고 저압의 배기가스에 의한 밸브판의 자세가 수직을 유지하므로서 밸브판의 이면을 공명실로 활용하게 됨에 따라 특정주파수 영역의 소음 감쇄 효과를 갖게 된다.In addition, since the posture of the valve plate due to the low pressure exhaust gas is maintained vertical, the back surface of the valve plate is used as a resonance chamber, so that the noise reduction effect in a specific frequency region is achieved.

Claims

In the muffler for an internal combustion engine,

An inlet means installed in the housing of the muffler to allow exhaust gas to flow through the pipe;

Discharge guide means of the U-shaped pipe which is arranged on the same line with the lower pipe spaced apart from one end of the pipe as the inlet means and integrated with the lower pipe, the upper pipe located on the vertical line from the inlet pipe;

A discharge means connected to the discharge guide means integrally to discharge the exhaust gas into the atmosphere through a pipe;

It is installed in the muffler housing is rotated by a hinge shaft while being disposed between the inlet means pipe and the lower pipe is rotated by the hinge shaft is composed of the opening and closing means provided with a valve plate to open and close variably in accordance with the exhaust pressure Muffler of the internal combustion engine.

The internal combustion apparatus according to claim 1, wherein the discharge guide means comprises an upper pipe arranged at a vertical line with respect to the inflow pipe while the lower pipe is disposed on the same line to be spaced apart from one end of the inflow pipe by a predetermined distance (d). Muffler of the trachea.

The muffler of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust means is integrally connected to an intermediate position for dividing the oil pipe and is installed in the housing to exhaust the exhaust gas into the atmosphere.

The muffler according to claim 1, wherein the opening and closing means is installed to rotate in a hinge shaft in the muffler housing while being rotated in a hinge shaft between the inlet pipe and the lower pipe d to be opened and closed in a variable manner according to the exhaust pressure.

The method according to claim 1 or 4, wherein the opening and closing means is a hinge portion inserted into the hinge shaft installed in the housing, the first spring connected to the discharge side to the upper pipe to the vertical position to the vertical center of the hinge portion, and connected to the inlet pipe Muffler for an internal combustion engine formed by forming a second spring and an elliptical hole inserted into the upper pipe to the upper side of the hinge portion to restrict the rotation.