KR20000060181A

KR20000060181A - Muffler for internal combustion engine

Info

Publication number: KR20000060181A
Application number: KR1019990008289A
Authority: KR
Inventors: 한학손
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-10-16

Abstract

배기 파이프의 단면적을 가변적으로 조절하게 하여 다공형 소음기와 반능동 소음기의 효과를 발생하게 배기 가스가 유입되는 측 파이프를 확장하여 배기 가스의 흐름을 용이하게 하는 공간부를 형성한 아웃터 파이프의 연통수단과,The communication means of the outer pipe which forms the space part which makes the flow of exhaust gas easy to expand by extending the side pipe into which the exhaust gas flows in order to adjust the cross-sectional area of the exhaust pipe variably and to produce the effect of a porous silencer and a semi-active silencer; ,

상기 아웃터 파이프의 공간부와 확관부에 걸쳐 내장되어 배기 가스압의 변화에 따라 신축과 확장을 하는 탄성부재를 개재 설치하여 형성되는 인너 파이프의 가변수단을 설치하여 이루어지는 내연기관의 소음기를 제공하는데 있다.It is to provide a silencer of the internal combustion engine is provided by a variable means of the inner pipe which is embedded over the space portion and the expansion pipe portion of the outer pipe and is formed by installing an elastic member that expands and expands according to the change of the exhaust gas pressure.

Description

Silencer of internal combustion engine {MUFFLER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 소음기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 파이프의 단면적을 가변적으로 조절하게 하여 반능동 소음기의 효과를 발생하게 한 내연기관의 소음기에 관한 것이다.The present invention relates to a silencer of an internal combustion engine, and more particularly, to a silencer of an internal combustion engine that allows the cross-sectional area of an exhaust pipe to be variably adjusted to produce an effect of a semi-active silencer.

일반적으로 머플러는 엔진의 연소가스를 직접 밖으로 내보내면 폭음이 되므로 이장치를 통하여 음을 작게 한다.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 배기 가스의 통로에 음파와의 마찰에 의하여 음향에너지를 작게 하는 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.

배기 가스를 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 explosion.

1mm 두께의 강판을 원통으로 하여 내부에 다수의 구멍이 가공된 여러개의 파이프와 칸막이를 설치하여 배기 가스가 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 many 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 to prevent explosion. do.

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 배기 가스는 작은 파이프를 통하여 다음 원통으로 이동하고 원통의 외곽에 설치되어 있는 파이프로 나간다.In one example, a cylindrical silencer is a combination of three cylinders concentrically. The exhaust gas entering the center of the cylinder moves through the small pipe to the next cylinder and goes out to the pipe installed on the outside of the cylinder.

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

도3은 종래기술로 다공형 소음기를 도시한 도면으로, 다공형 소음기(30)는 소음기 하우징(32)내에 위치하는 부분에 다공부(34)를 형성한 배기 파이프(36)로 하여금 하우징(32)을 관통하게 설치하여 이루어지고 있다.3 shows a porous muffler in the prior art, wherein the porous muffler 30 causes the exhaust pipe 36 having the porous portion 34 to be formed in a portion located in the muffler housing 32. It is made to penetrate through).

상기한 다공형 소음기(30)는 배기 가스가 다공부(34)를 통과하여 대기중으로 배출될 때 배기 가스의 일부가 하우징(32)내 쳄버(38)에 유입되므로서 음압이 낮아지거나 배기 가스 배출압이 낮아져 소음을 저감하게 된다.In the porous silencer 30, when the exhaust gas passes through the porous portion 34 and is discharged into the atmosphere, a portion of the exhaust gas flows into the chamber 38 in the housing 32 so that the sound pressure is lowered or the exhaust gas is discharged. The pressure is lowered to reduce noise.

도4는 종래기술로 반능동형 소음기를 도시한 도면으로, 머플러(2)는 배기 매니폴드에 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.Fig. 4 shows a semi-active silencer in the prior art, in which a muffler 2 divides a housing 4 connected to a pipe of an exhaust pipe connected to an exhaust manifold, and the interior of the housing 4 at regular intervals. The first and second baffle plates 6 and 8 and the first and second baffle plates 6 and 8 are divided into first and second chambers 10 and 12 and resonance chambers 14. .

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 배기 가스의 배출이 이루어지게 구멍(18)을 형성하고 있다.Holes 18 are formed in the first pipe 16 so that the 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 접촉면에 와이어 매쉬등의 완충재(23)를 부착하고 있다.A shock absorbing material 23 such as a wire mesh is attached to the 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 배기 가스의 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 배기 가스가 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 배기 가스는 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 배기 가스가 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 배기 가스의 압력에 의해 개폐가 이루어진다.As described above, when the operation of the muffler 2 is performed and 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 리턴 스프링의 인장력에 의존하므로 밸브의 개구각도 산포가 발생하는 문제점이 있다.Since this prior art depends on the tension of the return spring, there is a problem in that the opening angle distribution of the valve occurs.

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 밸브 스프링에 과도한 힘이 작용하므로 내구력의 부족우려와, 밸브 닫힘 때의 접촉소음 저감을 위하여 와이어 메쉬로 된 완충재를 적용하나 완충재가 오랜기간을 사용될 경우 하드하게 변형되어 완충역활이 떨어지고 접촉 소음이 증대되는 문제점이 있다.In addition, due to excessive force acting on the valve spring, wire mesh cushioning material is applied to reduce the durability of the valve and reduce contact noise when the valve is closed. There is an increasing problem.

따라서 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기 파이프의 단면적을 가변적으로 조절하게 하여 반능동 소음기의 효과를 발생하게 한 내연기관의 소음기를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a silencer of an internal combustion engine that allows the cross-sectional area of the exhaust pipe to be variably adjusted to produce the effect of a semi-active silencer.

도1은 본 발명에 따른 소음기를 도시한 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing a silencer according to the present invention.

도2는 본 발명에 따른 소음기의 작용을 도시한 도면.2 illustrates the operation of a silencer according to the present invention.

도3은 종래기술로 다공형 소음기를 도시한 도면.Figure 3 shows a porous silencer in the prior art.

도4는 종래기술로 반능동형 소음기를 도시한 도면.Figure 4 shows a semi-active silencer in the prior art.

이를 실현하기 위한 본 발명은The present invention for realizing this

내연기관의 소음기에 있어서,In the silencer of the internal combustion engine,

배기 가스가 유입되는 측 내주면에 완충재를 부착한 확관부로부터 더욱 확장되어 배기 가스의 흐름을 용이하게 하는 공간부를 형성한 아웃터 파이프의 연통수단과,A communication means of the outer pipe, which extends further from an expansion pipe with a cushioning material on the inner circumferential surface on which the exhaust gas flows, and forms a space for facilitating the flow of the exhaust gas;

본 발명은 저속의 엔진회전 영역에서는 배기 가스 압력이 낮아 탄성부재로 탄지되는 인너파이프를 밀지 못해 확개부와 인너파이프사이의 좁은 통로를 통해서만 배기되므로서 단면적 감소로 저주파 소음을 저감하는데 유리하게 작동한다.The present invention operates advantageously to reduce the low frequency noise by reducing the cross-sectional area by exhausting only the narrow passage between the expansion part and the inner pipe, because the exhaust gas pressure is low in the low speed engine rotation region and the inner pipe which is supported by the elastic member cannot be pushed. .

고속회전 영역에서는 배기 가스 압력이 증가하여 탄성부재로 탄지되는 인너파이프를 밀어 공간부측으로 후퇴함에 따라 다공부와 공간부를 통해 배기되므로서 단면적 증가로 고주파 기류음의 저감이 향상되며, 엔진출력 또한 증대된다.In the high-speed rotation region, the exhaust gas pressure increases, and the inner pipe carried by the elastic member is pushed back to the space part, and is exhausted through the porous part and the space part, thereby reducing the high-frequency airflow noise by increasing the cross-sectional area, and increasing the engine output. do.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 소음기를 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view showing a silencer according to the present invention.

소음기(50)는 아웃터 파이프(52)와, 인너파이프(54)로 구성되어 이루어지고 있다.The silencer 50 is composed of an outer pipe 52 and an inner pipe 54.

아웃터 파이프(52)는 배기 가스가 유입되는 측 내주면에 완충재(56)를 부착한 확관부(58)를 형성한 후 이로부터 더욱 확장되어 배기 가스의 흐름을 용이하게 하는 공간부(60)를 형성하고 있다.The outer pipe 52 forms an expansion portion 58 having a buffer material 56 attached to the inner circumferential surface on which the exhaust gas flows, and further expands therefrom to form a space portion 60 to facilitate the flow of the exhaust gas. Doing.

인너 파이프(54)는 아웃터 파이프(52)에 일부 삽입되어 공간부(60)와 확관부(58)에 걸쳐 위치하게 설치되고 있다.The inner pipe 54 is partially inserted into the outer pipe 52 and is provided to be positioned over the space portion 60 and the expansion pipe portion 58.

상기 인너 파이프(54)는 일측이 막히면서 제1다공부(62)를 형성한 제1다공파이프(64)와 일측이 막히면서 제2다공부(66)를 형성하여 아웃터 파이프(52)측에 연결 설치되는 제2다공파이프(68)와, 상기 제1다공파이프(64)와 제2다공파이프(68)를 연결하는 탄성부재(70)로 이루어지고 있다.The inner pipe 54 is connected to the outer pipe 52 side by forming a second porous portion 66 while one side is blocked with the first porous pipe 64 having the first porous portion 62 formed therein. The second porous pipe 68, and the elastic member 70 for connecting the first porous pipe 64 and the second porous pipe 68.

상기한 제1다공파이프(64)는 일측 선단 외주면에 미끄러짐의 원활을 위한 완충재(72)를 부착 형성하고 있으며, 확관부(58)에 부착된 완충재(56)의 내주면과 맞닿게 설치하고 있다.The first porous pipe 64 is provided with a cushioning material 72 for smooth sliding on one outer peripheral surface of the first porous pipe 64, and is provided in contact with the inner peripheral surface of the buffer material 56 attached to the expansion pipe 58.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 도2에 의하여 설명하면, 저속의 엔진회전 영역에서는 압력이 낮은 배기 가스가 아웃터 파이프(52)를 통해 유입되면 탄성부재(70)로 탄지되는 인너파이프(54)의 제1다공파이프(64)를 밀지 못한다.Referring to Figure 2 illustrates the operation of the present invention as described above, the inner pipe 54 which is supported by the elastic member 70 when exhaust gas having a low pressure flows through the outer pipe 52 in the low speed engine rotation region. It is not possible to push the first porous pipe 64 of.

이 때문에 낮은 압력의 배기 가스는 인너파이프(64)를 밀지 못하여 배기 가스가 통과하는 단면적이 인너파이프(64) 일부분에 의해서만 형성되게 된다.For this reason, the low-pressure exhaust gas cannot push the inner pipe 64 so that the cross-sectional area through which the exhaust gas passes is formed only by the portion of the inner pipe 64.

따라서 인너 파이프(54)의 제1다공파이프(64)의 일부분을 통해서만 배기되므로서 저주파 소음을 저감하는데 유리하게 작동한다.Therefore, it is advantageously operated to reduce low frequency noise by being exhausted only through a portion of the first porous pipe 64 of the inner pipe 54.

그리고 고속회전 영역에서는 고압의 배기 가스가 아웃터 파이프(52)의 확관부(58)에 이르면 제1다공파이프(64)에 유입되는데, 일부는 제1다공부(62)를 통해 공간부(60)측으로 빠져나가지만 일부는 일측이 막혀 있는 제1다공파이프(64)에 압력을 가하게 된다.In the high-speed rotation region, high-pressure exhaust gas flows into the first porous pipe 64 when it reaches the expansion portion 58 of the outer pipe 52, and a part of the space portion 60 is passed through the first porous portion 62. Although it exits to the side, some of the pressure is applied to the first porous pipe 64 which is blocked on one side.

이때 제1다공파이프(64)는 고압력에 의해 탄성부재(70)의 탄성력을 극복하게 되므로서 후퇴하게 된다.At this time, the first porous pipe 64 is retracted by overcoming the elastic force of the elastic member 70 by the high pressure.

이로서 확관부(58)측에 제1다공파이프(64)의 제1다공부(62)가 위치하지 않고 공간부(60)측에 대부분 위치하게 되므로서 배기 가스는 빠르게 공간부(60)로 빠져나가게 되면서 제2다공파이프(68)의 제2다공부(66)를 통해 대기중으로 배출되게 된다.As a result, the first porous portion 62 of the first porous pipe 64 is not positioned on the expansion pipe portion 58 side, but is located mostly on the space portion 60 side, so that the exhaust gas quickly exits into the space portion 60. As it exits, it is discharged into the atmosphere through the second porous portion 66 of the second porous pipe 68.

이에 따라 제1,2다공파이프(64)(68)의 제1,2다공부(62)(66)와 공간부(60)를 통해 배기되어 배기압이 저감되므로서 고주파 기류음 저감이 향상되며, 엔진출력 또한 증대된다.Accordingly, the first and second porous pipes 64 and 68 are exhausted through the first and second porous parts 62 and 66 and the space part 60 to reduce the exhaust pressure, thereby reducing the high frequency airflow sound. In addition, engine power is also increased.

상기한 엔진 회전이 저,고속으로 바뀜에 따라 인너파이프(54)의 제1다공파이프(64)는 확관부(58)내를 전,후진하게 되는데, 이때 아웃터 파이프(52)의 확관부(58)와 부딪쳐 발생하는 접촉소음은 완충재(56)(72)에 의해 방지된다.As the rotation of the engine changes at low and high speeds, the first porous pipe 64 of the inner pipe 54 is moved forward and backward in the expansion pipe 58, in which the expansion pipe 58 of the outer pipe 52 is rotated. The contact noise generated by the collision with c) is prevented by the buffers 56 and 72.

이러한 본 발명은 인너파이프가 배기압 고,저에 따라 발생하는 전,후 이동에 따라 배기통로를 개폐할 때 완충재를 부착하고 있어 접촉 소음의 저감이 이루어진다.In the present invention, the inner pipe is attached to the buffer when opening and closing the exhaust passage in accordance with the before and after movement caused by the high and low exhaust pressure, the contact noise is reduced.

또, 다공형 소음기와 반능동형 소음기를 혼합한 구조를 택하므로서 소음감쇄의 극대화가 이루어진다.In addition, the noise reduction is maximized by adopting a structure in which the porous silencer and the semi-active silencer are mixed.

그리고 반능동형 소음기의 밸브구조가 삭제되는 간단한 구조임에 따라 정비등이 용이하다.And since the valve structure of semi-active silencer is eliminated, maintenance is easy.

Claims

In the silencer of the internal combustion engine,

A communication means of the outer pipe, which extends further from an expansion portion having a cushioning material attached to the inner circumferential surface on which the exhaust gas flows, and forms a space portion for facilitating the flow of the exhaust gas;

Silencer of the internal combustion engine, characterized in that it is installed over the space portion and the expansion portion of the outer pipe is installed by the variable means of the inner pipe formed by interposing the elastic member to expand and expand according to the change of exhaust gas pressure.

The silencer of the internal combustion engine of Claim 1 formed by forming the expansion pipe part which affixes a buffer material to the side inner peripheral surface in which exhaust gas flows, and further expands from this, and forms the space part which facilitates the flow of exhaust gas.

The method of claim 1, wherein the inner pipe is partially inserted into the outer pipe and installed so as to be positioned over the space and the expansion pipe, the first porous pipe having one side blocked and forming the first porous portion, and one side blocked and the second porous portion The silencer of the internal combustion engine formed of the 2nd porous pipe which is formed and connected to the outer pipe side, and the elastic member which connects a said 1st porous pipe and a 2nd porous pipe.

The silencer of claim 3, wherein the first porous pipe is attached to the outer circumferential surface of one side of the first porous pipe and is assembled to smoothly slide in contact with the inner circumferential surface of the buffer member attached to the expansion pipe.