KR19990035162A - Exhaust system of vehicle engine having negative pressure valve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부압밸브를 갖는 차량 엔진의 배기장치에 관한 것으로, 특히 배기파이프 끝단에 설치되는 서브 머플러와 매인 머플러 사이에 분배관을 설치하고, 엔진의 부압이 클 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 차단하고 부압이 작을 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 연결토록 분배관과 매인 머플러 사이에는 배기가스 분배용 밸브를 설치하여, 차량이 저속시에는 매인 머플러를 통하여 배기가스를 출력시키고 차량이 고속 회전시에는 상기 분배관을 통해 배기가스를 출력시킴으로써, 고속시 배기 압력을 저하시키고 촉매장치의 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 하는 부압밸브를 갖는 차량 엔진의 배기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust system for a vehicle engine having a negative pressure valve, and more particularly to an exhaust system for a vehicle engine provided with a distributing pipe between a sub muffler installed at an exhaust pipe end and a main muffler, and an exhaust gas passage communicating with a main muffler A valve for distributing an exhaust gas is provided between the distributing pipe and the main muffler so as to connect the exhaust gas passage communicating with the main muffler when the negative pressure is small and the exhaust gas is outputted through the main muffler when the vehicle is at a low speed, , The exhaust gas is output through the distribution pipe, thereby lowering the exhaust pressure at high speed and increasing the durability of the catalytic device.
Description
본 발명은 부압밸브를 갖는 차량 엔진의 배기장치에 관한 것으로, 특히 배기 파이프 끝단에 설치되는 서브 머플러와 매인 머플러 사이에 분배관을 설치하고, 엔진의 부압이 클 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 차단하고 부압이 작을 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 연결토록 분배관과 매인 머플러 사이에는 배기가스 분배용 밸브를 설치하여, 차량이 저속시에는 매인 머플러를 통하여 배기가스를 출력시키고 차량이 고속 회전시에는 상기 분배관을 통해 배기가스를 출력시킴으로써, 고속시 배기 압력을 저하시키고 촉매장치의 내구성을 증대시키는 것을 특징으로 하는 부압 밸브를 갖는 차량 엔진의 배기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust system for a vehicle engine having a negative pressure valve, and more particularly to an exhaust system for a vehicle engine provided with a distributing pipe between a sub muffler installed at an exhaust pipe end and a main muffler, and an exhaust gas passage communicating with a main muffler A valve for distributing an exhaust gas is provided between the distributing pipe and the main muffler so as to connect the exhaust gas passage communicating with the main muffler when the negative pressure is small and the exhaust gas is outputted through the main muffler when the vehicle is at a low speed, , The exhaust gas is output through the distribution pipe, thereby lowering the exhaust pressure at high speed and increasing the durability of the catalytic device.
일반적으로 엔진(10)의 흡배기 장치는 도 1과 같이 나타낼 수 있는바, 흡기장치(intake system)는 실린더에 흡입하는 공기중의 먼지 등을 제거하는 에어 클리너 및 각 실린더에 혼합기를 분배하는 흡기 매니폴드(1) 등으로 구성되어 있으며, 배기장치(exhaust system)는 각 실린더의 배기가스를 종합하는 배기 매니폴드(2), 배기 가스중 유해가스를 차단하는 촉매 컨버터(3)와, 배기 가스를 대기중으로 배출하는 배기 파이프(4) 및, 배기소음을 저하시키는 서브 머플러(5-1)와 매인 머플러( 5-2) 등으로 구성되어 있다.1, an intake system includes an air cleaner for removing dust and the like in air sucked into a cylinder, and an intake manifold for distributing a mixture to each cylinder. The exhaust system includes an exhaust manifold 2 for collecting the exhaust gas of each cylinder, a catalytic converter 3 for blocking the noxious gas among the exhaust gases, An exhaust pipe 4 for exhausting to the atmosphere, a sub muffler 5-1 for reducing exhaust noise, a main muffler 5-2, and the like.
여기서 상기 흡기 매니폴드(1)는 기화기에서 만든 혼합공기를 될 수 있는 대로 저항을 적게하여 실린더로 유도하는 관이며, 2 실린더 이상의 다실린더 기관에서는 질과 양이 균일한 혼합기를 각 실린더에 분배하는 역할을 한다.Here, the intake manifold 1 is a tube for introducing mixed air made by a vaporizer into a cylinder with as little resistance as possible. In a multi-cylinder engine having two or more cylinders, a mixer having a uniform quality and an amount is distributed to each cylinder It plays a role.
한편, 동절기 등 냉각된 상태에서 엔진의 초기 시동시, 흡기 매니폴드의 상부 끝단 가장자리에 설치되어 있는 인젝터에서 분사되는 연료는 냉각수와 흡기포트 내부의 온도가 낮아 가장 농후한 연료를 분사하는데, 이 연료의 일부가 완전히 연소되지 못하고 불완전 연소 상태인 그대로 배기가스가 되어 배출되는 문제가 있다.On the other hand, the fuel injected from the injector installed at the upper end edge of the intake manifold injects the richest fuel because the temperature inside the cooling water and the intake port is low at the initial start of the engine in the cold state such as the winter season, A part of the exhaust gas is not completely combusted, and the exhaust gas is discharged as it is in an incomplete combustion state.
따라서 이를 해결하기 위해 배기가스 재순환 시스템(EGR, Exhast Gas Recirculation System)을 탑재하고 있는바, 엔진의 배기포트에서 출력되는 배기가스의 일부를 재순환 파이프 라인을 통해 흡기 매니폴드로 재순환토록하여 질소산화물의 발생을 감소시킨다.In order to solve this problem, an exhaust gas recirculation system (EGR) is mounted, and a part of the exhaust gas output from the exhaust port of the engine is recycled to the intake manifold through the recycle pipeline to remove nitrogen oxides Thereby reducing the incidence.
또한 배기 매니폴드(2)의 출력단에 촉매 컨버터(3)를 설치하여 배기가스 중에 유해한 CO, HC, NOX를 무해한 CO2, H2O, N2로 산화 환원시키고 있다.In addition, oxidizing reduced to CO 2, H 2 O, N 2 by installing the catalytic converter 3 to the output terminal harmful exhaust gas to harmless CO, HC, NO X in the exhaust manifold (2).
그리고 엔진은 배기 밸브가 열려 배기가 실린더 밖으로 배출될 때의 온도가 600℃ 정도이며, 압력은 3 - 5기압, 매초 3 - 10만 사이클 정도의 고주파 음향이 발생하며, 2차 현상으로 배기관내의 가스 기둥과 실린더 내의 기스 기둥이 진동하여 매우 큰 소음이 발생하며 승차감에 불쾌감을 준다.The engine has a temperature of about 600 ° C when the exhaust valve is opened and the exhaust is discharged out of the cylinder, a high frequency sound of 3 - 5 atm, 3 - 100,000 cycles per second is generated, The gas column and the gas column in the cylinder are vibrated, resulting in a very loud noise and uncomfortable ride.
따라서 굉장한 소음이 발생하는 것을 막아주기 위한 장치로써 서브 머플러(5-1)와 매인 머플러(5-2)를 장착하고 있는바, 상기 머플러(5-1, 5-2)는 배기 가스가 가지고 있는 음향의 에너지를 되도록 낮은 저항으로 소모시키는 장치로서 내열성의 흡음재를 집어넣은 것이 보통이다.Therefore, the sub muffler 5-1 and the main muffler 5-2 are mounted to prevent the generation of a great noise, and the mufflers 5-1 and 5-2 are provided with the exhaust gas It is common to insert a heat-absorbing sound absorbing material as a device which consumes sound energy with a low resistance as much as possible.
그러나 상기와 같은 구조의 배기 파이프(4)를 갖는 일반차량은 저속운행일 때는 배기압력이 그다지 높지 않기 때문에 연소성능 및 촉매장치(3)가 원할하게 동작하나, 고속운행시 배기압력이 증가되어 연소성능이 떨어지며, 또한 촉매장치(3)가 압력과 온도에 의해서 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the exhaust gas pressure of the general vehicle having the above-described structure is low during the low-speed operation, the combustion performance and the catalytic converter 3 operate smoothly. However, And the durability of the catalyst device 3 is deteriorated by the pressure and the temperature.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 차량을 고속 운행시 배기가스의 외부 배출 속도를 증가시켜 고속에서 연소성능을 유지시키고 또한 촉매장치가 원할하게 작동되도록 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to increase the exhausting speed of exhaust gas at a high speed of a vehicle to maintain the combustion performance at high speed and to operate the catalytic device smoothly.
상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로,As means for achieving the above object,
본 발명은 배기가스를 이송하는 배기 파이프 끝단에 설치된 서브 머플러와 매인 머플러 사이에 배기가스를 바이패스하는 분배관을 설치하고, 엔진의 부압이 클 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 차단하고 부압이 작을 경우 매인 머플러로 통하는 배기가스 통로를 연결하는 배기가스 분배용 밸브를 분배관과 매인 머플러 사이에 설치하여, 차량이 저속시에는 매인 머플러를 통해 배기가스가 배출되도록 하고 차량이 고속 회전시에는 상기 분배관을 통해 배기가스가 배출되도록 하는 구성을 갖는 것이 특징이다.The present invention is characterized in that a distribution pipe for bypassing exhaust gas is provided between a sub muffler provided at an exhaust pipe end for transferring exhaust gas and an exhaust gas bypass pipe for shutting off an exhaust gas passage leading to the main muffler when negative pressure of the engine is large, An exhaust gas distribution valve for connecting the exhaust gas passage communicating with the main muffler is provided between the distribution pipe and the main muffler to discharge the exhaust gas through the main muffler when the vehicle is at a low speed, And the exhaust gas is discharged through the distribution pipe.
도 1은 일반적인 엔진의 흡배기 장치.1 shows a general engine intake and exhaust device.
도 2는 본 발명의 구성도.2 is a configuration diagram of the present invention;
도 3a는 도 2의 A부분 확대도.FIG. 3A is an enlarged view of a portion A in FIG. 2; FIG.
3b는 본 발명의 동작상태도.3b is an operational state diagram of the present invention.
3c는 도 3b의 평면도.3c is a plan view of Fig. 3b. Fig.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
1: 흡기 매니폴드 2: 배기 매니폴드1: Intake manifold 2: Exhaust manifold
3: 촉매 컨버터 4: 배기관3: catalytic converter 4: exhaust pipe
5-1: 서브 머플러 5-2: 매인 머플러5-1: Sub-muffler 5-2: Main muffler
20: 분배관 21: 배기가스 분배용 밸브20: Dispensing pipe 21: Exhaust gas distribution valve
22: 부압 밸브관 23: 부압 밸브22: Negative pressure valve tube 23: Negative pressure valve
24: 연결바 25: 인장 스프링24: connecting bar 25: tension spring
26: 부압 제공관26: Negative pressure supply pipe
이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 구성도로써, 배기 파이프(4)의 끝단에 설치되는 서브 머플러(5-1)와 매인 머플러(5-2) 사이에 배기가스를 바이패스하는 분배관(20)을 설치하고, 엔진의 부압이 클 경우 매인 머플러(5-2)로 통하는 배기가스 통로를 차단하고 부압이 작을 경우 매인 머플러(5-2)로 통하는 배기가스 통로를 연결하는 배기가스 분배용 밸브(21)를 상기 분배관(20)과 매인 머플러(5-2) 사이에 설치하며, 상기 배기가스 분배용 밸브(21)를 연결하여 회전시키기 위한 부압 밸브관(22)을 배기가스 분배용 밸브(21) 상단에 설치하되 스프링(25) 연결구조를 갖도록 하고, 부압 밸브(23) 개폐용 부압을 제공하는 부압 제공관(26)을 스로틀 밸브(6) 입구와 부압 밸브관(22)에 연결한 구조를 갖는다.Fig. 2 is a schematic view of the present invention, in which a distribution pipe 20 for bypassing exhaust gas is provided between a sub muffler 5-1 provided at an end of an exhaust pipe 4 and a main muffler 5-2 An exhaust gas distributing valve 21 for disconnecting the exhaust gas passage leading to the main muffler 5-2 when the negative pressure of the engine is large and connecting the exhaust gas passage to the main muffler 5-2 when the negative pressure is low, The exhaust gas distributing valve 21 is connected to the exhaust gas distributing valve 21 and the negative pressure valve pipe 22 for connecting the exhaust gas distributing valve 21 to the exhaust gas distributing valve 21 is provided between the distributing pipe 20 and the main muffler 5-2, And a negative pressure providing pipe 26 for providing a negative pressure for opening and closing the negative pressure valve 23 is connected to the inlet of the throttle valve 6 and the negative pressure valve pipe 22, .
상기와 같이 구성하는 본 발명은 노말상태에서는 스로틀 밸브(6)를 통과하는 혼합가스의 양이 적기 때문에 부압이 발생하지 않는다. 따라서 부압 제공관(26)에 연결된 부압 밸브관(22) 역시 부압이 발생하지 않아 부압 밸브(23)는 스프링(25)력에 의해서 최초 상태를 유지하게 되고, 상기 부압 밸브(23)가 최초 상태를 유지하면 부압 밸브(23)와 연결바(24)로 연결된 배기가스 분배용 밸브(21) 역시 최초 상태를 유지한다.According to the present invention configured as described above, the negative pressure is not generated because the amount of the mixed gas passing through the throttle valve 6 is small in the normal state. The negative pressure valve 23 connected to the negative pressure supply pipe 26 also does not generate a negative pressure so that the negative pressure valve 23 maintains its initial state by the spring 25, The exhaust gas distributing valve 21 connected to the negative pressure valve 23 and the connecting bar 24 also maintains the initial state.
상기에서 최초 상태라 함은 매인 머플러(5-2)를 통해 배기가스가 통과되도록 배기가스 분배용 밸브(21)가 열린상태를 유지한다는 것이다.The initial state in the above description means that the exhaust gas distribution valve 21 is kept open so that exhaust gas is passed through the main muffler 5-2.
따라서 인테이크 매니폴드를 통해 흡입된 혼합가스를 폭발시킨후 발생되는 배기가스가 촉매 컨버터(3)를 통과한 후에는 서브 머플러(5-1)와 매인 머플러(5-2)를 통해 외부로 빠져 나간다.Therefore, after the exhaust gas generated after the explosion of the mixed gas sucked through the intake manifold passes through the catalytic converter 3, the exhaust gas escapes through the sub muffler 5-1 and the main muffler 5-2 to the outside .
이후 차량의 속도가 일정이상 증가하면, 즉 스로틀 밸브(6)를 일정이상 작동시키면 엔진으로 제공되는 혼합가스의 양이 증가하게 되는데, 이는 스로틀 밸브(6)를 통과하는 혼합가스의 속도가 매우 빨라진다는 것을 의미한다.When the speed of the vehicle is increased by a predetermined amount or more, that is, when the throttle valve 6 is operated for a certain time or more, the amount of the mixed gas supplied to the engine increases. This speeds up the speed of the mixed gas passing through the throttle valve 6 Means that.
상기와 같이 스로틀 밸브(6)의 개방이 증가하게 되면 스로틀 바디 일단에 설치되는 부압 제공관(26) 내부에 부압이 발생하게 되고, 이러한 부압 작용은 부압 밸브관(22)에 이어지게 되어 부압 밸브관(22) 내부에 설치된 부압 밸브(23)가 스프링(25)력을 이기고 회전하게 된다.When the opening of the throttle valve 6 is increased as described above, a negative pressure is generated inside the negative pressure supply pipe 26 installed at one end of the throttle body, and this negative pressure action is continued to the negative pressure valve pipe 22, The negative pressure valve 23 provided inside the valve body 22 is rotated by the force of the spring 25.
따라서 상기 부압 밸브(23)와 연결된 배기가스 분배용 밸브(21)가 회전하게 되어 매인 머플러(5-2)로 통하는 길이 차단되고 분배관(20)을 통해 배기가스가 빠져 나가게 된다.Accordingly, the valve 21 for distributing the exhaust gas connected to the negative pressure valve 23 is rotated to block the passage to the main muffler 5-2, and the exhaust gas is discharged through the distribution pipe 20.
그러면 촉매 컨버터(3)를 통과한 배기가스가 빠른 속도로 외부로 빠져 나가게 되어 엔진의 효율이 극대화 되고, 촉매 컨버터(3)에 과도한 압력이 걸리는 것을 방지할 수 있어, 촉매 컨버터(3)의 수명을 연장시킬 수 있다.As a result, the exhaust gas having passed through the catalytic converter 3 is allowed to escape to the outside at a high speed, thereby maximizing the efficiency of the engine and preventing excessive pressure from being applied to the catalytic converter 3, Lt; / RTI >
상술한 바와같이 본 발명은 차량을 고속 운행시 배기가스를 외부배출 속도를 증가시켜 고속에서 연소성능을 유지시키고 또한 촉매장치가 원할하게 작동되는 효과를 제공한다.As described above, the present invention provides an effect of increasing the exhausting rate of the exhaust gas at a high-speed operation of the vehicle to maintain the combustion performance at high speed and also to operate the catalyst device smoothly.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190061531A (en) | 2017-11-28 | 2019-06-05 | 삼성중공업 주식회사 | By-pass apparatus for explosion decompression |
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1997
- 1997-10-31 KR KR1019970056899A patent/KR19990035162A/en not_active IP Right Cessation
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