KR100412603B1 - Booming noise reduction apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진에서 배기관으로 방사되는 소음과 진동을 줄이기 위해서 배기 매니폴드 후방에 배기가스의 압력에 따라 배기가스가 통과되는 통로가 조절되도록 하는 댐핑밸브를 형성하여 배기가스가 일정한 배압으로 방출되도록 하는 엔진 아이들 시 부밍소음 저감장치에 관한 것으로,The present invention forms a damping valve for controlling the passage of the exhaust gas in accordance with the pressure of the exhaust gas in the rear of the exhaust manifold to reduce noise and vibration radiated from the engine to the exhaust pipe so that the exhaust gas is discharged at a constant back pressure It relates to the booming noise reduction device when the engine idles,

엔진의 연소실에서 발생되는 연소가스가 배출되는 배기매니폴드와 배기파이프의 연결부가 플랜지 결합되는 구조에 있어서,In the structure in which the connection part of the exhaust manifold and the exhaust pipe from which the combustion gas generated in the combustion chamber of the engine is discharged is flanged,

상기한 배기파이프의 연결구 내측에 댐핑밸브가 형성되어지되, 상기 댐핑밸브의 일측은 상기 연결구 내측면에 힌지로써 결합되고, 배기가스의 유동이 약할 경우에는 상기 댐핑밸브가 위로 회동되어 통로가 막히고 배기가스의 유동이 강할 경우에는 배기가스의 압력에 의해 댐핑밸브가 아래로 회동되어 통로가 개방되도록 하기 위한 토오션 스프링이 댐핑밸브의 하측에 형성되고, 상기 힌지 반대측에는 상기 토오션 스프링에 의해 댐핑밸브가 위로 지나치게 회동되지 않도록 하기 위한 스톱퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.A damping valve is formed inside the connector of the exhaust pipe, and one side of the damping valve is coupled to the inner surface of the connector by a hinge, and when the flow of the exhaust gas is weak, the damping valve rotates upward to block passage and exhaust. When the gas flow is strong, a torsion spring is formed at the lower side of the damping valve so that the damping valve is rotated downward by the pressure of the exhaust gas so that the passage is opened, and the damping valve is opposite to the hinge by the torsion spring. It is characterized in that the stopper is formed so as not to rotate excessively upward.

Description

엔진 아이들 시 배기계의 부밍소음 저감장치{Booming noise reduction apparatus}Booming noise reduction apparatus of exhaust system during engine idle

본 발명은 엔진 아이들 시 배기계의 부밍소음 저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진에서 배기관으로 방사되는 소음과 진동을 줄이기 위해서 배기매니폴드 후방에 배기가스의 압력에 따라 배기가스가 통과되는 통로가 조절되도록 하는 댐핑밸브를 형성하여 배기가스가 일정한 배압으로 방출되도록 하는 엔진 아이들 시 부밍소음 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for reducing the booming noise of an exhaust system during engine idle, and more particularly, in order to reduce noise and vibration emitted from an engine to an exhaust pipe, a passage through which exhaust gas passes through the exhaust gas pressure is provided at the rear of the exhaust manifold. The present invention relates to a device for reducing booming noise during engine idle to form a damping valve to be adjusted to discharge exhaust gas at a constant back pressure.

엔진은 실린더 내로 혼합기를 유입한 다음 피스톤으로써 혼합기를 강하게 압축하고, 압축된 혼합기가 점화되도록 하여 혼합기가 연소되는 과정에서 동력을 얻는 것이다. 이렇게 발생된 동력은 크랭크 축을 통해 차량의 각 바퀴에 전달되어 차량이 구동된다.The engine enters the mixer into the cylinder and then strongly compresses the mixer with a piston, causing the compressed mixer to ignite to gain power as the mixer burns. The generated power is transmitted to each wheel of the vehicle through the crankshaft to drive the vehicle.

상기와 같이 실린더에서 연료가 혼합된 혼합기가 연소되는 과정에서 연소가스가 발생되는데, 이 연소가스가 배출되기 위한 일련의 장치가 곧 배기계이다. 배기계는 엔진의 배기매니폴드, 배기파이프, 촉매컨버터, 소음기 등을 포함하여 구성된다.As described above, combustion gas is generated during the combustion of a fuel-mixed mixture in a cylinder, and a series of devices for discharging the combustion gas is an exhaust system. The exhaust system includes an exhaust manifold of the engine, an exhaust pipe, a catalytic converter, a silencer, and the like.

도 3은 일반적인 엔진의 배기계를 도시한 것으로서, 엔진의 배기매니폴드에 연결되기 위한 배기파이프(11)가 형성되고, 상기 배기파이프(11)의 도중에는 배기가스의 유해성분을 산화 및 환원시키기 위한 촉매컨버터(12)가 형성되고, 상기 촉매컨버터(12)의 후방으로는 촉매컨버터(12)를 지난 배기가스 유동소음을 줄이는 머플러(13)가 형성된다.3 illustrates an exhaust system of a general engine, and an exhaust pipe 11 for connecting to an exhaust manifold of an engine is formed, and a catalyst for oxidizing and reducing harmful components of exhaust gas in the middle of the exhaust pipe 11. A converter 12 is formed, and a muffler 13 is formed at the rear of the catalytic converter 12 to reduce the exhaust gas flow noise passing through the catalytic converter 12.

그리고 상기한 촉매컨버터(12) 전방의 배기파이프(11) 도중에는 배기계와 엔진 사이의 진동을 절연시키기 위한 플렉시블 파이프(14)가 형성된다.In the middle of the exhaust pipe 11 in front of the catalytic converter 12, a flexible pipe 14 is formed to insulate the vibration between the exhaust system and the engine.

도 4는 상기한 배기파이프(11)가 배기매니폴드(15)에 연결되는 구조를 도시한 것으로서, 배기파이프(11) 끝단에 연결부(16)가 형성되어 상기한배기매니폴드(15)에 플랜지결합된다.4 illustrates a structure in which the exhaust pipe 11 is connected to the exhaust manifold 15, and a connecting portion 16 is formed at the end of the exhaust pipe 11 to flange the exhaust manifold 15. Combined.

그러나 상기와 같이 배기파이프가 배기매니폴드에 직접 연결되므로서 엔진의 진동이 바로 배기파이프 측으로 전달되고, 배기가스의 유동이 배기파이프에 그대로 전달되어 배기관으로 방사되는 소음과 진동으로 인하여 실내소음 및 아이들진동에 나쁜 영향을 미치고 있다. 특히, 차량 정지시 배기가스에 의해 저주파 소음인 아이들 부밍소음이 발생되는 문제점이 있었다.However, as the exhaust pipe is directly connected to the exhaust manifold as described above, the vibration of the engine is directly transmitted to the exhaust pipe side, and the flow of exhaust gas is transmitted to the exhaust pipe as it is, resulting in noise and vibration emitted to the exhaust pipe. The vibration is badly affected. In particular, there is a problem that idle booming noise, which is low frequency noise, is generated by exhaust gas when the vehicle is stopped.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진에서 배기관으로 방사되는 소음과 진동을 줄이기 위해서 배기 매니폴드 후방에 배기가스의 압력에 따라 배기가스가 통과되는 통로가 조절되도록 하는 댐핑밸브를 형성하여 배기가스가 일정한 배압으로 방출되도록 하는 엔진 아이들 시 부밍소음 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and damping to control the passage of the exhaust gas in accordance with the pressure of the exhaust gas in the exhaust manifold rear to reduce the noise and vibration radiated from the engine to the exhaust pipe An object of the present invention is to provide a booming noise reduction device during engine idle by forming a valve to discharge exhaust gas at a constant back pressure.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

엔진의 연소실에서 발생되는 연소가스가 배출되는 배기매니폴드와 배기파이프의 연결부가 플랜지 결합되는 구조에 있어서,In the structure in which the connection part of the exhaust manifold and the exhaust pipe from which the combustion gas generated in the combustion chamber of the engine is discharged is flanged,

상기한 배기파이프의 연결구 내측에 댐핑밸브가 형성되어지되, 상기 댐핑밸브의 일측은 상기 연결구 내측면에 힌지로써 결합되고, 배기가스의 유동이 약할 경우에는 상기 댐핑밸브가 위로 회동되어 통로가 막히고 배기가스의 유동이 강할 경우에는 배기가스의 압력에 의해 댐핑밸브가 아래로 회동되어 통로가 개방되도록 하기 위한 토오션 스프링이 댐핑밸브의 하측에 형성되고, 상기 힌지 반대측에는 상기토오션 스프링에 의해 댐핑밸브가 위로 지나치게 회동되지 않도록 하기 위한 스톱퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.A damping valve is formed inside the connector of the exhaust pipe, and one side of the damping valve is coupled to the inner surface of the connector by a hinge, and when the flow of the exhaust gas is weak, the damping valve rotates upward to block passage and exhaust. When the gas flow is strong, a torsion spring is formed at the lower side of the damping valve so that the damping valve is rotated downward by the pressure of the exhaust gas to open the passage, and the damping valve is opposite to the hinge by the torsion spring. It is characterized in that the stopper is formed so as not to rotate excessively upward.

도 1은 본 발명에 의해 댐핑밸브가 형성된 배기계의 단면도.1 is a cross-sectional view of an exhaust system in which a damping valve is formed according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 댐핑밸브의 작동상태도.Figure 2 is an operating state of the damping valve according to the present invention.

도 3은 일반적인 배기계의 구성도.3 is a configuration diagram of a general exhaust system.

도 4는 종래기술을 설명하기 위한 도면.Figure 4 is a view for explaining the prior art.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

11 : 배기파이프 15 : 배기매니폴드11 exhaust pipe 15 exhaust manifold

16 : 연결부 17 : 통로16 connection part 17 passage

30 : 댐핑밸브 31 : 통공30: damping valve 31: through hole

32 : 힌지 34 : 토오션 스프링32: hinge 34: torsion spring

36 : 스톱퍼36: stopper

이하, 본 발명에 의한 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment according to the configuration and operation of the present invention.

도 1은 본 발명에 의해 댐핑밸브가 형성된 배기계의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 댐핑밸브의 작동상태도이다.1 is a cross-sectional view of an exhaust system in which a damping valve is formed according to the present invention, and FIG. 2 is an operation state diagram of a damping valve according to the present invention.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의한 댐핑밸브를 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 도면부호가 인용된다.Reference numeral 30 shown in the drawings indicates a damping valve according to the present invention, and some reference numerals refer to reference numerals used in the description of the prior art.

종래와 같이 배기매니폴드(15)의 하측에는 종래와 같이 배기파이프(11)의 연결부(16)가 플랜지 결합되고, 배기파이프(11)의 하측으로는 촉매컨버터, 소음기 등이 형성되어진다.As in the prior art, the connecting portion 16 of the exhaust pipe 11 is flanged to the lower side of the exhaust manifold 15 as in the prior art, and a catalytic converter, a silencer, and the like are formed below the exhaust pipe 11.

그리고 상기한 댐핑밸브(30)가 상기한 연결부(16)의 내측에 형성되는데, 제조공정상 상기 댐핑밸브(30)는 배기파이프(11)를 연결부(16)에 끼우기 전에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the damping valve 30 is formed inside the connecting portion 16. In the manufacturing process, the damping valve 30 is preferably formed before fitting the exhaust pipe 11 to the connecting portion 16.

상기한 연결부(16)의 내측에는 힌지(32)가 형성되고, 상기 힌지(32)에는 배기가스가 통과되는 연결부(16)의 통로(17)를 막기 위한 댐핑밸브(30)의 일측이 결합되므로서 상기한 댐핑밸브(30)는 힌지(32)를 중심으로 회동된다. 그리고 상기한 힌지(32)에는 토오션 스프링(34)이 개재되므로서 상기한 댐핑밸브(30)은 아래에서 위쪽으로 회동하려는 성질이 부여된다. 또한, 상기한 댐핑밸브(30)가 토오션 스프링(34)에 의해 지나치게 상측으로 회동되는 것을 방지하기 위해서 힌지(32) 반대측에는 스톱퍼(36)가 형성된다.A hinge 32 is formed inside the connecting portion 16, and one side of the damping valve 30 for blocking the passage 17 of the connecting portion 16 through which exhaust gas passes is coupled to the hinge 32. The damping valve 30 is rotated about the hinge (32). In addition, since the torsion spring 34 is interposed in the hinge 32, the damping valve 30 is provided with a property of rotating from the bottom upward. In addition, a stopper 36 is formed on the opposite side of the hinge 32 in order to prevent the damping valve 30 from being excessively rotated upward by the torsion spring 34.

그리고 상기한 토오션 스프링(34)의 탄력에 의해 상기한 댐핑밸브(30)가 최대한 위쪽으로 회동되어 통로(17)를 막게 되더라도 어느정도의 배기가스가 통과될 수 있도록 댐핑밸브(30)의 중앙부에는 소정크기의 통공(31)이 형성된다.In addition, even when the damping valve 30 is rotated upward as much as possible by the elasticity of the torsion spring 34 to block the passage 17, a certain amount of exhaust gas is allowed to pass through the central portion of the damping valve 30. A through hole 31 of a predetermined size is formed.

상기한 댐핑밸브(30)는 통로(17)를 통과하는 배기가스의 압력의 세기에 따라 힌지(32)를 중심으로 하측으로 회동될 수 있도록 하므로서 배기가스가 통과되는 통로(17)의 크기가 조절되도록 토오션 스프링(34)의 스프링 계수가 설정된다. 특히, 엔진이 1,000RPM 이상에서 운전될 경우에는 배기가스의 압력이 토오션 스프링(34)의 탄성력보다 높도록 하여 상기한 댐핑밸브(30)가 완전히 개방되도록 구성된다.The damping valve 30 is rotated downwardly around the hinge 32 according to the strength of the pressure of the exhaust gas passing through the passage 17, thereby adjusting the size of the passage 17 through which the exhaust gas passes. The spring coefficient of the torsion spring 34 is set as possible. In particular, when the engine is operated at 1,000 RPM or more, the pressure of the exhaust gas is configured to be higher than the elastic force of the torsion spring 34 so that the damping valve 30 is completely opened.

참고로 본 발명의 실시예에서는 상기한 댐핑밸브(30)를 탄력지지하기 위한 수단으로서 토오션 스프링(34)을 사용하고 있으나, 이는 힌지(32)를 중심으로 댐핑밸브(30)가 회동될 수 있도록 상기 댐핑밸브(30)의 하측과 힌지(32)의 아래측 사이에 탄력스프링을 개재하여도 상기 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.For reference, in the embodiment of the present invention, the torsion spring 34 is used as a means for elastically supporting the damping valve 30. However, the damping valve 30 may be rotated around the hinge 32. The same effect as the above embodiment can be obtained by interposing an elastic spring between the lower side of the damping valve 30 and the lower side of the hinge 32.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하며 다음과 같다.It describes the operation of the present invention configured as described above is as follows.

엔진이 시동되어 연소실에서 발생되는 연소가스는 배기매니폴드(15)를 통해 배기파이프로 유도되고, 촉매컨버터와 소음기를 거치면서 유해성분이 산화 및 환원되고 배기소음이 감쇠된 후 대기중으로 방출된다.The combustion gas generated in the combustion chamber is started by the engine and is introduced into the exhaust pipe through the exhaust manifold 15, and after passing through the catalytic converter and the silencer, the toxic components are oxidized and reduced and exhaust noise is attenuated and released into the atmosphere.

이 과정에서 배기매니폴드를 통과한 배기가스의 압력은 상기한 댐핑밸브(30)를 탄력지지하는 토오션 스프링(34)에 압력을 가하게 되므로서 엔진에서 방출되는배기가스의 압력에 따라 배기파이프(11) 전방의 통로(17)의 크기가 조절된다.In this process, the pressure of the exhaust gas passing through the exhaust manifold exerts a pressure on the torsion spring 34 that elastically supports the damping valve 30, and according to the pressure of the exhaust gas discharged from the engine, 11) The size of the front passage 17 is adjusted.

또한, 엔진이 아이들(Idle) 운전시인 경우에는 배기가스의 압력이 상기한 토오션 스프링(34)의 탄성력보다 약하게 되므로서 상기한 댐핑밸브(30)는 닫힌 상태가 된다. 이 때 방출되는 배기가스는 댐핑밸브(30)의 중앙부에 형성된 통공(31)을 통해 배기파이프(11)로 유도된다.In addition, when the engine is idle, the damping valve 30 is closed because the pressure of the exhaust gas is weaker than the elastic force of the torsion spring 34. At this time, the exhaust gas discharged is led to the exhaust pipe 11 through the through hole 31 formed in the central portion of the damping valve (30).

그리고 점점 배기가스의 방출압력이 증가됨에 따라 댐핑밸브(30)는 점점 더 열리게 되고, 엔진회전수가 1,000RPM 이상이 되면 완전히 개방된다. 고속 주행시에는 상기 댐핑밸브(30)가 완전개방되므로서 배압상승이 억제되어 차량의 동력성능에는 영향이 미치지 않게 된다. 따라서 배기매니폴드(15) 후방에는 일정 수준의 배압이 형성되므로서 배기계 소음 및 진동이 저감된다. 이는 곧 차량의 실내소음 개선에 영향을 미치게 된다.And as the discharge pressure of the exhaust gas is gradually increased, the damping valve 30 is opened more and more, and when the engine speed is more than 1,000 RPM, it is fully opened. When the damping valve 30 is fully opened at high speed, back pressure rise is suppressed so that the power performance of the vehicle is not affected. Therefore, a certain level of back pressure is formed at the rear of the exhaust manifold 15 to reduce the noise and vibration of the exhaust system. This will soon affect the interior noise of the vehicle.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 엔진이 아이들 운전중에 있는 경우에 댐핑밸브가 위쪽으로 회동되어 배기가스가 통과되는 통로의 크기가 줄어들고, 엔진이 고회전시일 때에는 댐핑밸브가 아래로 회동되어 통로가 완전개방되므로서, 일정 수준의 배압이 형성되므로서 배기계의 소음 및 진동이 저감되고, 실내소음이 감소되는 커다란 효과가 있는 것이다.According to the present invention configured as described above, when the engine is in idle operation, the damping valve rotates upward to reduce the size of the passage through which the exhaust gas passes, and when the engine rotates at a high speed, the damping valve rotates downward to completely open the passage. As a result, a certain level of back pressure is formed, thereby reducing noise and vibration of the exhaust system, and reducing indoor noise.

Claims (2)

엔진의 연소실에서 발생되는 연소가스가 배출되는 배기매니폴드와 배기파이프의 연결부가 플랜지 결합되는 구조에 있어서,In the structure in which the connection part of the exhaust manifold and the exhaust pipe from which the combustion gas generated in the combustion chamber of the engine is discharged is flanged, 상기한 배기파이프(11)의 연결구(16) 내측에 댐핑밸브(30)가 형성되어지되, 상기 댐핑밸브(30)의 일측은 상기 연결구(16) 내측면에 힌지(32)로써 결합되고, 배기가스의 유동이 약할 경우에는 상기 댐핑밸브(30)가 위로 회동되어 통로(17)가 막히고 배기가스의 유동이 강할 경우에는 배기가스의 압력에 의해 댐핑밸브(30)가 아래로 회동되어 통로(17)가 개방되도록 하기 위한 토오션 스프링(34)이 댐핑밸브(30)의 하측에 형성되고, 상기 힌지(32) 반대측에는 상기 토오션 스프링(34)에 의해 댐핑밸브(30)가 위로 지나치게 회동되지 않도록 하기 위한 스톱퍼(36)가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 시 배기계의 부밍소음 저감장치.A damping valve 30 is formed inside the connector 16 of the exhaust pipe 11, but one side of the damping valve 30 is coupled to the inner surface of the connector 16 by a hinge 32, and the exhaust is exhausted. When the flow of the gas is weak, the damping valve 30 is rotated upwards to block the passage 17. When the flow of the exhaust gas is strong, the damping valve 30 is rotated downward by the pressure of the exhaust gas so that the passage 17 ), A torsion spring 34 for opening the damping valve 30 is formed, and the damping valve 30 is not excessively rotated upward by the torsion spring 34 on the opposite side of the hinge 32. Stopper noise reduction device of the exhaust system when the engine idle, characterized in that the stopper (36) is formed to prevent. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 댐핑밸브(30)의 중앙부에는 배기가스가 통과되기 위한 통공(31)이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 아이들 시 배기계의 부밍소음 저감장치.Bore noise reduction device of the exhaust system when the engine idle, characterized in that the through-holes 31 are formed in the central portion of the damping valve 30 for the exhaust gas to pass.
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