KR101526380B1 - Exhaust system of engine - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 배기 시스템은, 배기가스가 지나는 배기유로를 개폐하도록 일측이 힌지를 중심으로 회전가능하도록 배치되는 밸브, 및 상기 밸브가 상기 배기유로를 개폐하기 위해서 상기 힌지를 중심으로 회전할 때 그 무게중심이 중력에 의해서 상기 밸브를 따라서 이동가능하도록 배치되는 이동하중을 포함한다.An exhaust system for an engine according to an embodiment of the present invention includes: a valve disposed so that one side thereof is rotatable about a hinge so as to open and close an exhaust passage through which exhaust gas passes; and a valve The center of gravity of which is arranged to be movable along the valve by gravity.
따라서, 저중속영역에서는 배기유로를 차단하여 배기음을 효과적으로 차단하고 고속영역에서는 배기유로를 개방하여 엔진의 출력을 극대화한다.Accordingly, in the low-middle-speed region, the exhaust passage is blocked to effectively block the exhaust noise, and in the high-speed region, the exhaust passage is opened to maximize the output of the engine.
엔진, 배기, 밸브, 이동하중, 원형바, 구, 액체, 회전변위, 회전토크 Engine, exhaust, valve, moving load, round bar, sphere, liquid, rotational displacement, rotational torque
Description
본 발명은 엔진의 배기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기라인에 설치되어 배기가스의 흐름을 제어하는 밸브를 구비한 엔진의 배기 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust system of an engine, and more particularly, to an exhaust system of an engine provided in a exhaust line and having a valve for controlling the flow of exhaust gas.
일반적으로 배기가스가 통과하는 소음기(muffler, 머플러) 내부에는 배기가스에 의해서 유로의 단면적을 변경시키는 밸브유닛이 적용되고 있다.In general, a valve unit for changing the cross-sectional area of a flow path by exhaust gas is applied to a muffler through which exhaust gas passes.
상기 밸브유닛은 차량의 저중속 영역에서는 스프링의 힘에 의해서 밸브가 닫혀서 배기음을 저감시키고, 고속주행시에는 배기가스의 흐름 압력(배압)이 상기 밸브를 열어주는 기능을 하고 있다.The valve unit closes the valve by the force of the spring in the low middle speed range of the vehicle to reduce the exhaust sound, and the flow pressure (back pressure) of the exhaust gas opens the valve at the time of high speed running.
한편, 소음기 내부에 장착되는 밸브유닛은 엔진의 배기압력에 의하여 선형적으로 열리게 되어, 저중속에서는 배기음의 감소효과가 작은 문제점이 있고, 반대로 고속에서는 출력을 극대화하는데 어려움이 있었다.On the other hand, the valve unit mounted inside the silencer is linearly opened by the exhaust pressure of the engine, and the reduction effect of the exhaust sound is small in the low center of gravity. On the contrary, there is a problem in maximizing the output at high speed.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으 로, 본 발명의 목적은 저중속영역에서는 배기유로를 차단하여 배기음을 효과적으로 감소시키고, 고속영역에선 배기유로를 용이하게 개방하여 출력을 효과적으로 향상시키는 엔진의 배기 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine, The present invention provides an exhaust system for an engine which effectively improves the exhaust gas temperature.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 배기 시스템은, 배기가스가 지나는 배기유로를 개폐하도록 일측이 힌지를 중심으로 회전가능하도록 배치되는 밸브, 및 상기 밸브가 상기 배기유로를 개폐하기 위해서 상기 힌지를 중심으로 회전할 때 그 무게중심이 중력에 의해서 상기 밸브를 따라서 이동가능하도록 배치되는 이동하중을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust system for an engine, comprising: a valve disposed at one side thereof so as to be rotatable about a hinge so as to open and close an exhaust passage through which exhaust gas passes; And a moving load which is arranged such that the center of gravity thereof is movable along the valve by gravity when the hinge is rotated around the hinge.
상기 배기가스가 내부를 지나는 머플러하우징, 상기 배기가스의 흐름을 차단하도록 상기 머플러하우징의 내부에 배치되고, 그 중간에 상기 배기가스가 흐르는 배플유로가 형성된 배플, 상기 배기유로와 대응하여 상기 배플에 장착되고, 상기 힌지가 외측에 구비되어 상기 밸브의 회전각도를 가이드하되, 하부에는 상기 배플유로와 통하는 가이드하우징통로가 형성되는 가이드하우징을 더 포함한다.A muffler housing in which the exhaust gas passes, a baffle disposed inside the muffler housing to block the flow of the exhaust gas, a baffle in which a baffle flow path through which the exhaust gas flows, And a guide housing having a hinge provided on an outer side thereof for guiding the rotation angle of the valve and having a guide housing passage communicating with the baffle channel.
상기 밸브의 내부에는 상기 이동하중이 이동하는 내부공간이 길이 방향으로 형성된다.An internal space through which the moving load is moved is formed in the longitudinal direction of the valve.
상기 밸브는, 일단이 상기 힌지와 연결된 제1바디, 및 상기 제1바디의 타단부에 일체로 연결되되, 상기 제1바디와 설정된 각을 이루는 제2바디; 를 포함하되, 상기 제1바디와 상기 제2바디의 내부에 상기 이동하중이 이동하는 내부공간이 형성된다.The valve includes a first body having a first end connected to the hinge and a second body integrally connected to the other end of the first body, the second body having a predetermined angle with the first body; And an internal space through which the moving load is moved is formed in the first body and the second body.
상기 이동하중은 상기 내부공간을 굴러 이동하도록 원형바 또는 구 형태를 갖는다.The moving load has a circular bar or sphere shape to roll over the inner space.
상기 이동하중은 상기 내부공간을 흐르도록 액상일 수 있다.The moving load may be in a liquid state to flow through the inner space.
상기 밸브는, 상기 힌지를 중심으로 상기 제1바디의 반대측에 형성되고, 그 내부에 내부공간이 형성된 제3바디를 더 포함한다.The valve further includes a third body formed on an opposite side of the first body with respect to the hinge and having an internal space formed therein.
상기 제2바디의 상기 내부공간에 고정되도록 배치되는 고정하중; 을 더 포함하고, 상기 제3바디의 내부공간에는 액상의 이동유체가 배치된다.A fixed load disposed to be fixed to the inner space of the second body; And a liquid moving fluid is disposed in an inner space of the third body.
상기 밸브가 수평하게 위치하여 상기 배기유로를 차단하고, 상기 힌지를 중심으로 시계반대 방향으로 설정된 각도를 회전하여 상기 배기유로를 개방한다.The valve is horizontally positioned to block the exhaust passage, and the exhaust passage is opened by rotating the angle set in the counterclockwise direction around the hinge.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진의 배기 시스템에 의하면, 저중속영역에서는 배기유로를 차단하여 배기음을 효과적으로 차단하고 고속영역에서는 배기유로를 개방하여 엔진의 출력을 극대화한다.As described above, according to the exhaust system of the engine according to the present invention, the exhaust air flow is blocked at the low middle speed region to effectively block the exhaust sound, and the exhaust flow path is opened in the high speed region to maximize the output of the engine.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 내부 사시도이다.1A is an internal perspective view of an exhaust system of an engine according to a first embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 엔진의 배기 시스템은 머플러(100)를 포함한다. 상기 머플러(100)는 머플러하우징(105), 배플(110), 및 밸브(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, an exhaust system of an engine includes a
상기 머플러하우징(105)은 상기 배플(110)에 의해서 앞쪽의 제1공간과 뒤쪽의 제2공간으로 나뉘고, 상기 배플(110)의 중간에는 상기 제1공간에서 상기 제2공간으로 통하는 배기유로(130)가 형성된다.The
상기 배기유로(130)를 선택적으로 차단하도록 상기 밸브(120)가 구비되는데, 엔진에서 배기가스가 적은 양이 배출되는 경우, 상기 밸브(120)가 상기 배기유로(130)를 차단하여 배기음을 저감시킨다.The
아울러, 엔진에서 배기가스가 많은 양이 배출되는 경우, 상기 밸브(120)가 상기 배기유로(130)를 개방하여 배압을 저감시켜 출력의 향상을 도와주는 기능을 한다.In addition, when a large amount of exhaust gas is discharged from the engine, the
도 1을 참조하면, 상기 배플(110)에는 상기 가이드하우징(140)이 장착되고, 상기 가이드하우징(140)의 외측단부에 힌지(150)가 구비된다.Referring to FIG. 1, the
상기 밸브(120)의 일단부는 상기 힌지(150)와 연결되고, 상기 밸브(120)의 타단부가 자유단으로써 상기 힌지(150)를 중심으로 회전가능하도록 설치된다. One end of the
도 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.1B is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a first embodiment of the present invention.
도 1b의 (A)를 참조하면, 상기 밸브(120)는 제1바디(120a)와 제2바디(120b)를 포함한다.Referring to FIG. 1B, the
상기 제1바디(120a)의 일단부는 상기 힌지(150)에 연결되고, 그 타단부에 상기 제2바디(120b)가 일체로 연결되되, 상기 제2바디(120b)는 상기 제1바디(120a)와 설정된 각을 두고 배치된다. One end of the
본 발명의 실시예에서, 제1바디(120a)는 수평하게 배치되고, 상기 제2바디(120b)는 하부방향으로 설정된 경사각을 갖는다.In the embodiment of the present invention, the
상기 제1바디(120a)와 상기 제2바디(120b) 내부에는 그 길이방향으로 내부공간(190)이 형성되고, 상기 내부공간(190)에 이동하중(200)이 배치된다.An
상기 이동하중(200)은 상기 제1바디(120a)와 상기 제2바디(120b)의 상기 내부공간(190)을 따라서 움직이는 구조를 갖는다. 상기 이동하중(200)은 원형바 또는 구 형태를 갖고 있어서, 상기 내부공간(190)을 용이하게 굴러 이동하는 것이 바람직하다.The
도 1b의 (B)를 참조하면, 상기 가이드하우징(140)의 하부에는 가이드하우징통로(180)가 형성되고, 상기 가이드하우징(140)의 상기 가이드하우징통로(180)와 대응하여 상기 배플(110)에는 배플통로(170)가 형성된다. 상기 가이드하우징통로(180)와 상기 배플통로(170)가 상기 배기유로(130)를 형성한다. Referring to FIG. 1B, a guide housing passage 180 is formed in a lower portion of the
본 발명의 실시예에서, 상기 가이드하우징(140)은 상기 밸브(120)의 움직임을 가이드하고, 배기가스의 유로를 형성한다.In the embodiment of the present invention, the
도 1b의 (A)를 참조하면, 엔진의 회전속도가 낮고, 배출되는 배기가스의 양과 압력이 낮으면, 상기 밸브(120)의 제1바디(120a)가 수평방향으로 유지되고, 상기 밸브(120) 내부에 상기 이동하중(200)이 상기 제1바디(120a)보다 하부로 경사진 상기 제2바디(120b)의 내부에 배치되어 상기 배기유로(130)가 차단된다.1B, when the rotational speed of the engine is low and the amount and pressure of the exhaust gas discharged are low, the
아울러, 도 1b의 (B)를 참조하면, 엔진의 회전속도가 높고, 배출되는 배기가스의 양과 압력이 높으면, 상기 밸브(120)가 상기 힌지(150)를 중심으로 시계반대 방향으로 회전하게 된다. Referring to FIG. 1B, when the rotational speed of the engine is high and the amount and pressure of the discharged exhaust gas are high, the
이 때, 상기 밸브(120)의 상기 내부공간(190)에 위치한 상기 이동하중(200)이 중력에 의해서 상기 제2바디(120b)의 하부에 위치한 상기 제1바디(120a)의 상기 힌지쪽으로 움직인다.At this time, the moving
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.2 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 밸브의 일단은 상기 힌지에 연결된다.Referring to FIG. 2, one end of the valve is connected to the hinge.
도 2의 (A)를 참조하면, 엔진의 회전수가 작은 경우 상기 밸브(120)는 수평방향으로 위치하여, 배기가스의 유로를 차단하여 배기음을 최소화한다.Referring to FIG. 2A, when the number of revolutions of the engine is small, the
도 2의 (B)를 참조하면, 엔진의 회전수가 큰 경우 상기 밸브(120)는 상기 힌지(150)를 중심으로 시계 반대방향으로 위치하여, 배기가스의 유로를 개방하여 출력의 향상을 도모하되, 그 내부에 상기 이동하중(200)은 중력에 의해서 상기 밸브(120)와 연결된 상기 힌지(150) 측으로 이동한다.Referring to FIG. 2B, when the number of revolutions of the engine is large, the
전술한 바와 같이, 상기 이동하중(200)은 볼이나 원형봉 타입으로 구름능력이 높은 것이 바람직하다.As described above, the moving
도 3은 본 발명의 제1,2실시예에 따른 엔진의 배기 시스템에서 밸브의 변위와 회전토크의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the displacement of the valve and the rotational torque in the exhaust system of the engine according to the first and second embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, 가로축은 밸브(120)의 회전변위를 나타내고, 세로축은 배기가스에 의해서 밸브(120)에 가해지는 회전토크를 나타낸다.3, the horizontal axis represents the rotational displacement of the
기존의 밸브는 스프링에 의해서 작동되므로 변위에 따른 회전토크가 선형적 으로 변하는 특징을 갖고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 밸브는 변위의 초기에 비교적 큰 회전토크를 갖고 있어서 배기음을 효과적으로 줄이는 효과가 있고, 변위의 후기에 비교적 작은 회전토크를 갖고 있어서 출력을 향상시키는 효과가 있다.Since the conventional valve is operated by the spring, the rotation torque according to the displacement is linearly changed. However, the valve according to the embodiment of the present invention has a relatively large rotational torque at the beginning of displacement, And has a relatively small rotational torque in the latter stage of displacement, thereby improving the output.
즉, 본 발명은 기존의 기술보다 엔진이 저회전일 경우, 배기음을 효과적으로 감쇠시키고, 엔진이 고회전일 경우, 출력을 향상시키는 효과가 있다.That is, the present invention has the effect of effectively damping the exhaust sound when the engine is rotating at a low speed compared with the existing technology, and improving the output when the engine is at high speed.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 밸브(120)의 내부공간에는 이동유체(400)가 설정된 양만큼 충진된다. 상기 이동유체(400)는 배기가스의 온도에 의해서 증발되지 않으며 열에 의해서 변형되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서, 상기 이동유체(400)는 오일의 한 종류가 적용될 수 있다.Referring to FIG. 4, the internal space of the
도 4의 (A)를 참조하면, 상기 밸브(120)가 수평하게 위치하여 상기 배기유로(130)를 차단하는 경우, 상기 밸브(120)의 내부에 담긴 상기 이동유체(400)는 상기 밸브(120)를 따라서 골고루 배치된다.4A, when the
도 4의 (B)를 참조하면, 상기 밸브(120)가 시계 반대방향으로 하여, 상기 배기유로(130)를 개방하는 경우, 상기 밸브(120)의 내부에 담긴 상기 이동유체(400)는 상기 밸브(120)의 상기 힌지(150) 측으로 이동한다.Referring to FIG. 4B, when the
도 4의 (A)와 같이, 배기가스의 배출양이 작은 엔진의 저알피엠 영역에서는 상기 밸브(120)가 상기 배기유로(130)를 차단하여 배기음을 용이하게 저감시키고, 도 4의 (B)와 같이, 배기가스의 배출양이 큰 엔진의 고알피엠 영역에서는 상기 밸 브(120)가 상기 배기유로(130)를 개방하여 출력을 용이하게 향상시킨다.As shown in FIG. 4 (A), in the low-temperature region of the engine in which the exhaust gas is small, the
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔진의 배기 시스템에서 밸브의 변위와 회전토크의 관계를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the displacement of the valve and the rotational torque in the exhaust system of the engine according to the third embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 가로축은 밸브의 회전변위를 나타내고, 세로축은 배기가스에 의해서 밸브에 가해지는 회전토크를 나타낸다.5, the horizontal axis represents the rotational displacement of the valve, and the vertical axis represents the rotational torque applied to the valve by the exhaust gas.
기존의 밸브는 스프링에 의해서 작동되므로 변위에 따른 회전토크가 선형적으로 변하는 특징을 갖고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 밸브는 변위의 초기에 비교적 큰 회전토크를 갖고 있어서 배기음을 효과적으로 줄이는 효과가 있고, 변위의 후기에 비교적 작은 회전토크를 갖고 있어서 출력을 향상시키는 효과가 있다.Since the conventional valve is operated by the spring, the rotation torque according to the displacement is linearly changed. However, the valve according to the embodiment of the present invention has a relatively large rotational torque at the beginning of displacement, And has a relatively small rotational torque in the latter stage of displacement, thereby improving the output.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.6 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a fourth embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 힌지(150)를 중심으로 오른쪽 방향으로 상기 제1바디(120a)가 배치되고, 상기 제1바디(120a)와 설정된 각을 두고 오른쪽 하부로 상기 제2바디(120b)가 형성되며, 상기 제2바디(120b)의 내부에는 고정하중(600)이 배치된다.6, the
상기 제1바디(120a)의 반대방향 즉, 왼쪽 방향으로 상기 제3바디(120c)가 상기 제1바디(120a)와 일체로 형성된다. 도시한 바와 같이, 상기 제1바디(120a)와 상기 제2바디(120b)는 가상의 수평한 일직선 상에 배치된다.The
상기 제1바디(120a)의 내부와 상기 제3바디(120c)의 내부는 상기 힌지(150)를 중심으로 격벽에 의해서 서로 폐쇄된 구조를 갖고 있으며, 상기 제3바디(120c) 의 내부에는 이동하중으로써 이동유체(400)가 충진된다.The inside of the
도 6의 상기 제2바디(120b) 내부에는 이동하중이 배치되어 있지 않으나, 설계사양에 따라서 상기 제2바디(120b) 내부에 볼이나 봉 같이 구르는 특성을 갖는 이동하중이 배치될 수 있다.Although no moving load is disposed within the
본 발명의 실시예에서, 전체적으로 상기 배기유로가 차단된 경우, 상기 밸브(120, 도 4) 또는 제1바디(120a, 도 6)는 수평하게 배치되어 있으나, 경사지게 배치될 수 있다.In the embodiment of the present invention, when the exhaust passage is shut off as a whole, the valve 120 (FIG. 4) or the
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 내부 사시도이다.1A is an internal perspective view of an exhaust system of an engine according to a first embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.1B is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.2 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1,2실시예에 따른 엔진의 배기 시스템에서 밸브의 변위와 회전토크의 관계를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the displacement of the valve and the rotational torque in the exhaust system of the engine according to the first and second embodiments of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 엔진의 배기 시스템에서 밸브의 변위와 회전토크의 관계를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the displacement of the valve and the rotational torque in the exhaust system of the engine according to the third embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 엔진의 배기 시스템의 개략적인 측면도이다.6 is a schematic side view of an exhaust system of an engine according to a fourth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100: 머플러100: muffler
105: 머플러하우징105: muffler housing
110: 배플110: Baffle
120: 밸브120: Valve
120a: 제1바디120a: first body
120b: 제2바디120b: second body
120c: 제3유로120c:
130: 배기유로130:
140: 가이드하우징140: Guide housing
150: 힌지150: Hinge
170: 배플통로170: baffle passage
180: 가이드하우징통로180: guide housing passage
190: 내부공간190: interior space
200: 이동하중200: Moving load
400: 이동유체400: Moving fluid
600: 고정하중600: Fixed load
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Patent Citations (3)
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KR200147524Y1 (en) * | 1997-04-25 | 1999-06-15 | 송종선 | Open and close apparatus of water tank to control water level |
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