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KR100946138B1 - Shape of the common exhaust pipe for diesel engine - Google Patents

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KR100946138B1 KR1020080044474A KR20080044474A KR100946138B1 KR 100946138 B1 KR100946138 B1 KR 100946138B1 KR 1020080044474 A KR1020080044474 A KR 1020080044474A KR 20080044474 A KR20080044474 A KR 20080044474A KR 100946138 B1 KR100946138 B1 KR 100946138B1
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Abstract

본 발명은 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 관한 것으로, 그 목적은 다기통을 갖는 디젤엔진의 배기시스템에서 상부 및 하부의 주 배기관을 Ｖ자 형상의 공용배기관에 의해 연결하여, 배기가스 최고압력 펄스의 위치를 변경하며, 이를 통해 각 실린더 출구에서의 배기가스 온도차를 최소화할 수 있는 다기통 디젤엔진 공용 배기관을 제공하는 것이다.The present invention relates to a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe, and its object is to connect the upper and lower main exhaust pipes by a U-shaped common exhaust pipe in the exhaust system of a diesel engine having a multi-cylinder, By changing the position, this provides a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe that can minimize the exhaust temperature difference at each cylinder outlet.

본 발명은 상부 및 하부 주배기관의 자유단부에는 터빈이 설치되고, 상부 및 하부 배기관은 공용배기관에 의해 서로 연결되며, 상부 및 하부의 주 배기관상에는 일정간격을 두고 수개의 실린더 배기관이 지그재그로 각각 연결된 형태를 갖는 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 있어서, 배기가스 압력펄스의 이동하는 거리를 다르게하여 그 최고점의 위치를 변경하도록 상부 주배기관과 하부 주배기관을 연결하는 공용배기관을 Ｖ자 형상으로 형성하도록 되어 있다. In the present invention, a turbine is installed at the free end of the upper and lower main exhaust pipes, the upper and lower exhaust pipes are connected to each other by a common exhaust pipe, and several cylinder exhaust pipes are connected in zigzag at regular intervals on the upper and lower main exhaust pipes, respectively. In the multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe having a shape, the common exhaust pipe connecting the upper main exhaust pipe and the lower main exhaust pipe so as to change the position of the highest point by changing the moving distance of the exhaust gas pressure pulse is formed in a U-shape. have.

다기통 디젤엔진, 배기시스템, 실린더, 주배기관, 공용배기관 Multi-cylinder diesel engine, exhaust system, cylinder, main exhaust pipe, common exhaust pipe

Description

다기통 디젤엔진 공용 배기관{Shape of the common exhaust pipe for diesel engine}Shape of the common exhaust pipe for diesel engine}

본 발명은 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 관한 것으로, 다기통을 갖는 디젤엔진의 배기시스템에서 상부 및 하부의 주 배기관을 Ｖ자형상의 공용배기관에 의해 연결하여 각 실린더별 배기가스 온도차를 최소로 줄일 수 있는 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe, and in the exhaust system of a diesel engine having a multi-cylinder, the upper and lower main exhaust pipes can be connected by a U-shaped common exhaust pipe to reduce the exhaust gas temperature difference of each cylinder to a minimum. Multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe.

종래 다기통 디젤엔진의 하이펄스 배기시스템에서는 도 1 과 같이 수개의 실린더 배기관(50)이 지그재그로 연결된 상부 및 하부의 주 배기관(10,20)이 동일 직경을 구비하는 "⊂"의 공용 배기관(40`)에 의해 상호 연결되어 있다. In the high-pulse exhaust system of the conventional multi-cylinder diesel engine, as shown in FIG. 1, the upper and lower main exhaust pipes 10 and 20, in which several cylinder exhaust pipes 50 are zigzag-like, have a "⊂" common exhaust pipe ( 40 ') are interconnected.

그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종래 펄스형 배기시스템에서는 주 배기관(10,20)에 형성된 높은 배기가스 압력으로 인하여 각 실린더별 배기가스 온도차가 크고, 펄스형 배기시스템 역시 공용 배기관의 직경을 주 배기관의 직경과 동일하게 할 경우, 각각 상/하부에서 발생된 높은 배기가스 압력 및 유량이 상호 주 배기관에 연결된 실린더 배기관(50)에 영향을 미침으로써 비록 연소실 내의 연소상태 가 비슷하다 할지라도 각 실린더별 배기가스의 온도차가 크다는 단점이 있다.However, in the conventional pulsed exhaust system having such a configuration, the exhaust gas temperature difference for each cylinder is large due to the high exhaust gas pressures formed in the main exhaust pipes 10 and 20, and the pulsed exhaust system also changes the diameter of the common exhaust pipe. If the diameter is the same, the high exhaust gas pressure and the flow rate generated in each of the upper and lower parts affect the cylinder exhaust pipe 50 connected to the mutual main exhaust pipe, so that the exhaust gas of each cylinder is similar even though the combustion condition in the combustion chamber is similar. There is a disadvantage that the temperature difference of the gas is large.

또한, "⊂"의 공용 배기관을 구비한 종래 펄스형 배기시스템은 특히 엔진회전수가 900rpm 이하일 경우, 배기가스 압력 펄스의 단위 시간당 이동거리에 차이가 발생되어, 배기가스의 최대 압력펄스 위치가 변하고, 이로 인하여 실린더간 소기량의 차이에 의해서 엔진의 회전수에 따라 각 실린더별 배기가스의 온도차가 크게 나타나게 되므로, 실질적인 엔진연소 상태가 양호하여도 연소가 제대로 이루어지지 않는 것으로 판단될 수 있는 문제점이 발생될 뿐 만 아니라, 이는 각 실린더별 배기가스 온도차를 이용하여 연소실 내부의 연소 상태를 평가하여, 엔진이 안정적으로 운전되는지의 여부를 평가하는 지표로 사용될 수 없어 엔진 유지보수에 혼선을 줄 수 있다.In addition, in the conventional pulse type exhaust system having a common exhaust pipe of "⊂", especially when the engine speed is 900 rpm or less, a difference occurs in the movement distance per unit time of the exhaust gas pressure pulse, and the maximum pressure pulse position of the exhaust gas changes, As a result, the temperature difference of the exhaust gas of each cylinder is large according to the number of revolutions of the engine due to the difference in the amount of scavenging between the cylinders. Therefore, even if the actual engine combustion state is good, combustion may not be performed properly. In addition, this can be used as an indicator for evaluating whether the engine is running stably by evaluating the combustion state inside the combustion chamber by using the exhaust gas temperature difference of each cylinder, which may cause confusion in engine maintenance.

대한민국 등록특허 10-0458348 호의 경우, 각각의 배기관이 상응하는 신장부에 연결되고, 이 신장부 사이에는 상호연결관이 배치되어 있으며, 각각의 상호연결관은 오리피스로 설계된 단면 수축부를 구비하도록 하여, 압력 평형을 유지시키고, 온도차를 줄여 작동신뢰성 및 수명을 연장시키도록 되어 있으나, 이와 같은 기술수단은 단면의 축소를 이용한 것으로, 상호연결관을 2 개로 분리하고, 상기 상호연결관 사이에 오리피스를 더 설치하여야 하므로, 많은 조립공정 및 부품을 필요로 하는 문제점이 있다. In the case of Republic of Korea Patent No. 10-0458348, each exhaust pipe is connected to the corresponding extension portion, the interconnection tube is disposed between the extension portion, each interconnection tube is to have a cross-sectional shrinkage designed by the orifice, It is intended to maintain pressure equilibrium and to reduce the temperature difference to extend operating reliability and lifespan. However, such technical means uses a reduction in cross section, and separates the interconnect pipe into two, and adds an orifice between the interconnect pipes. Since it must be installed, there is a problem that requires a lot of assembly process and parts.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 다기통을 갖는 디젤엔진의 배기시스템에서 상부 및 하부의 주 배기관을 Ｖ자 형상의 공용배기관에 의해 연결하여, 배기가스 최고압력 펄스의 위치를 변경하며, 이를 통해 각 실린더 출구에서의 배기가스 온도차를 최소화할 수 있는 다기통 디젤엔진 공용 배기관을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object is to connect the upper and lower main exhaust pipe in the exhaust system of a diesel engine having a multi-cylinder by a common exhaust pipe of the U-shape, the exhaust pressure of the maximum pressure pulse By changing the position, this provides a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe that can minimize the exhaust temperature difference at each cylinder outlet.

본 발명의 또다른 목적은 엔진의 회전수에 따른 배기가스 압력펄스의 단위시간당 이동거리차를 반영하여, 일측 실린더로부터 나온 배기가스의 최대압력펄스가 타 실린더의 소기구간에 주는 영향을 균일화할 수 있도록 최적설계를 구비하는 다기통 디젤엔진 공용 배기관을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to reflect the difference in the movement distance per unit time of the exhaust gas pressure pulse in accordance with the engine speed, it is possible to equalize the effect of the maximum pressure pulse of the exhaust gas from one cylinder to the small section of the other cylinder It is to provide a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe having an optimal design so that.

본 발명의 또다른 목적은 주배기관과 공용배기관의 연결이 용이하고, 배기가스가 원활하게 이동되어 상부 및 하부 주배기관의 압력평형 또는 압력차를 최소화할 수 있는 다기통 디젤엔진 공용 배기관을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe that can be easily connected to the main exhaust pipe and the common exhaust pipe, the exhaust gas is smoothly moved to minimize the pressure balance or pressure difference of the upper and lower main exhaust pipe. will be.

본 발명의 또다른 목적은 각각의 실린더별 배기가스 온도차를 최소화하여 각 실린더별 배기가스 온도차를 이용하여 연소실 내부의 연소 상태를 평가함에 있어서, 엔진이 안정적으로 운전되는지의 여부를 평가하는 지표로 사용할 수 있으며, 이를 통해 엔진 유지보수를 용이하게 실시할 수 있는 다기통 디젤엔진 공용 배기관을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to minimize the difference in exhaust gas temperature for each cylinder and to use the exhaust gas temperature difference for each cylinder to evaluate the combustion state inside the combustion chamber, and to use it as an index for evaluating whether the engine is operating stably. It is possible to provide a multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe through which engine maintenance can be easily performed.

본 발명은 상부 및 하부 주배기관의 자유단부에는 터빈이 설치되고, 상부 및 하부 배기관은 공용배기관에 의해 서로 연결되며, 상부 및 하부의 주 배기관상에는 일정간격을 두고 수개의 실린더 배기관이 지그재그로 각각 연결된 형태를 갖는 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 있어서, According to the present invention, turbines are installed at free ends of upper and lower main exhaust pipes, upper and lower exhaust pipes are connected to each other by a common exhaust pipe, and several cylinder exhaust pipes are connected in a zigzag manner at regular intervals on the upper and lower main exhaust pipes, respectively. In the multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe having a form,

배기가스 압력펄스의 이동하는 거리를 다르게 하여, 그 최고점의 위치를 변경하도록 상부 주배기관과 하부 주배기관을 연결하는 공용배기관을 Ｖ자 형상으로 형성하도록 되어 있다. In order to change the position of the highest point by varying the moving distance of the exhaust gas pressure pulse, a common exhaust pipe connecting the upper main exhaust pipe and the lower main exhaust pipe is formed in a U-shape.

이때, 상기 Ｖ자형상의 공용배기관은 터빈으로부터 가장 멀리 이격되어 위치하는 실린더에 연결설치되도록 되어 있다. At this time, the U-shaped common exhaust pipe is connected to the cylinder which is located farthest away from the turbine.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 다기통을 갖는 디젤엔진의 배기시스템에서 주 배기관의 상부 및 하부를 상호 연결시켜 주는 공용 배기관을 Ｖ자 형상으로 형성하여, 배기가스 최고압력펄스의 위치를 변경하고, 이에 의해 압력펄스가 소기구간에 미치는 영향을 최소화하여 한 실린더로부터 분출된 배기가스의 압력펄스가 타 실린더에 미치는 영향을 균일화하므로써 각 실린더별 소기량을 비슷하게 할 수 있다. In the present invention as described above, in the exhaust system of a diesel engine having a multi-cylinder, the common exhaust pipe which interconnects the upper and lower parts of the main exhaust pipe is formed in a U-shape to change the position of the exhaust gas maximum pressure pulse, As a result, by minimizing the influence of the pressure pulse on the element section, the effect of each cylinder can be similar by equalizing the effect of the pressure pulse of the exhaust gas ejected from one cylinder on the other cylinder.

또한, 본 발명은 각각의 실린더별 배기가스 온도차를 최소화할 수 있어 각 실린더별 배기가스 온도차를 이용하여 연소실 내부의 연소 상태를 평가할 때 엔진 이 안정적으로 운전되는지의 여부를 평가의 지표로 사용할 수 있어 엔진 유지보수를 용이하게 실시할 수 있다. In addition, the present invention can minimize the exhaust gas temperature difference for each cylinder, and can be used as an index of evaluation whether the engine is operated stably when evaluating the combustion state inside the combustion chamber by using the exhaust gas temperature difference for each cylinder. Engine maintenance can be performed easily.

또한, 본 발명은 터빈으로부터 가장 멀리 이격되어 위치하는 실린더에 Ｖ자 형상의 공용배기관을 연결하도록 되어 있어, 그 구성이 간단하고, 주배기관과 공용배기관의 직경차이가 발생되지 않으므로, 배기가스의 이송 및 조립을 용이하게 할 수 있는 등 많은 효과가 있다. In addition, the present invention is to connect the common exhaust pipe of the U-shape to the cylinder which is located farthest from the turbine, the configuration is simple, the diameter difference between the main exhaust pipe and the common exhaust pipe does not occur, the transfer of exhaust gas And there are many effects such as to facilitate the assembly.

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 상부 및 하부 주배기관(10,20)의 자유단부에는 터빈(30)이 설치되고, 상부 및 하부 배기관(10,20)은 공용 배기관(40)에 의해 서로 연결되며, 상부 및 하부의 주 배기관(10,20)상에는 일정간격을 두고 수개의 실린더 배기관이 실린더 배기관(50)에 의해 지그재그로 각각 연결된 형태를 갖는 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 있어서, Figure 2 shows an exemplary view showing a configuration according to the present invention, the present invention is a turbine 30 is installed at the free end of the upper and lower main exhaust pipe (10, 20), upper and lower exhaust pipe (10, 20) ) Are connected to each other by the common exhaust pipe 40, a multi-cylinder having a form in which several cylinder exhaust pipes are zigzag connected by the cylinder exhaust pipe 50 at regular intervals on the upper and lower main exhaust pipes (10, 20) In diesel engine common exhaust pipe,

배기가스 압력펄스의 이동거리를 다르게 하도록 상부 주배기관(10)과 하부 주배기관(20)을 연결하는 공용배기관(40)을 Ｖ자 형상으로 형성하도록 되어 있다. The common exhaust pipe 40 connecting the upper main exhaust pipe 10 and the lower main exhaust pipe 20 is formed in a U-shape so as to change the moving distance of the exhaust gas pressure pulse.

이때, 상기 Ｖ자 형상의 공용배기관(40)은 터빈(30)으로부터 가장 멀리 이격되어 위치하는 실린더(61)에 연결설치되도록 되어 있다. At this time, the U-shaped common exhaust pipe 40 is installed to be connected to the cylinder 61 is located farthest away from the turbine (30).

즉, 본 발명은 터빈(30)으로부터 가장 멀리 이격되어 위치하는 실린더(Ｎ)에서 상부 및 하부의 주배기관(10,20)을 연결하는 공용배기관(40)을 Ｖ자 형상으로 형성하여, 실린더(61,62,63,…)로 부터 분출되는 배기가스에 대한 압력펄스의 이동거리를 다르게 하여, 그 최고점의 위치를 변경하고, 일측 실린더로부터 분출된 배기가스의 최대 압력펄스가 소기구간에 있는 또다른 실린더에 주는 영향을 균일하게 함으로써, 각 실린더의 배기가스 온도차를 최소화하도록 되어 있다. That is, in the present invention, the common exhaust pipe 40 connecting the upper and lower main exhaust pipes 10 and 20 in the cylinder N spaced farthest from the turbine 30 is formed in a U-shaped cylinder ( 61, 62, 63, ...), change the position of the highest point by changing the movement distance of the pressure pulse with respect to the exhaust gas blown out, and the maximum pressure pulse of the exhaust gas blown out from one cylinder is By making the influence on other cylinders uniform, it is made to minimize the exhaust gas temperature difference of each cylinder.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter will be described the effects of the present invention configured as described above.

먼저, 본 발명은 공용 배기관(40)에 의해 서로 연결되는 상부 및 하부 주배기관(10,20)의 자유단부에는 터빈(30)이 설치되고, 상부 및 하부의 주배기관(10,20)상에는 일정간격을 두고 수개의 실린더 배기관(50)이 지그재그로 연결된 형태를 갖는 공지된 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 있어서, 상기 주배기관의 상부 및 하부를 연결시켜 주는 공용 배기관(40)의 형상을 Ｖ자 형상으로 형성하여, 배기가스의 압력펄스의 이동거리를 다르게하여, 그 최고점의 위치를 변경하도록 되어 있다. First, in the present invention, the turbine 30 is installed at the free ends of the upper and lower main exhaust pipes 10 and 20 connected to each other by the common exhaust pipe 40, and the upper and lower main exhaust pipes 10 and 20 are fixed. In a well-known multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe having a zigzag shape in which several cylinder exhaust pipes 50 are spaced apart from each other, the shape of the common exhaust pipe 40 connecting the upper and lower portions of the main exhaust pipe is a U-shape. The position of the highest point is changed by changing the moving distance of the pressure pulse of exhaust gas.

이와 같이 상부 및 하부 주배기관(10,20)을 연결하는 Ｖ자 형상의 공용 배기관(40)에 의해 일측 실린더로 부터 분출되는 배기가스의 최고압력펄스의 위치를 변경하여, 압력펄스가 소기구간에 미치는 영향을 최소화하게 되므로, 이웃하는 또다른 실린더의 소기구간에 주는 영향을 균일하게 되며, 각 실린더별 배기가스 온도차를 최소화할 수 있는 것이다.In this way, the position of the highest pressure pulse of the exhaust gas ejected from one cylinder is changed by the U-shaped common exhaust pipe 40 connecting the upper and lower main exhaust pipes 10 and 20, so that the pressure pulse Since the influence is minimized, the influence on the small section of another neighboring cylinder is uniform, and the difference in exhaust gas temperature for each cylinder can be minimized.

이와 같이 본 발명은 특히 900rpm 이하의 회전수를 구비하는 엔진에서도 상 부 및 하부 주배기관이 Ｖ자 형상의 공용 배기관에 의해 서로 연결되어 있어, 배기가스의 최고압력펄스의 위치를 변경하여 소기구간에 미치는 영향을 적게하여, 이로 인해 각 실린더별 온도차이를 최소화할 수 있으며, 각 실린더별 배기가스 온도차를 이용하여 연소실 내부의 연소 상태를 평가함에 있어서, 엔진이 안정적으로 운전되는지의 여부를 평가하는 지표로 사용할 수 있어 엔진 유지보수를 용이하게 실시할 수 있는 것이다.Thus, in the present invention, even in an engine having a rotation speed of 900 rpm or less, the upper and lower main exhaust pipes are connected to each other by a U-shaped common exhaust pipe, so that the position of the maximum pressure pulse of the exhaust gas is changed and By reducing the impact, this can minimize the temperature difference for each cylinder, and in evaluating the combustion state in the combustion chamber by using the exhaust gas temperature difference for each cylinder, an index for evaluating whether the engine is operating stably. It can be used to easily maintain the engine.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

도 1 은 종래의 하이펄스 배기시스템의 구성을 보인 예시도1 is an exemplary view showing a configuration of a conventional high pulse exhaust system

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도2 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

(10) : 상부 주배기관 (20) : 하부 주배기관(10): upper main exhaust pipe (20): lower main exhaust pipe

(30) : 터빈 (40) : 공용배기관(30): turbine (40): common exhaust pipe

(50) : 실린더 배기관 (61,62,63): 실린더(50): cylinder exhaust pipe (61, 62, 63): cylinder

Claims (2)

상부 및 하부 주배기관의 자유단부에는 터빈이 설치되고, 상부 및 하부 배기관은 공용배기관에 의해 서로 연결되며, 상부 및 하부의 주 배기관상에는 일정간격을 두고 수개의 실린더 배기관이 지그재그로 각각 연결된 형태를 갖는 다기통 디젤엔진 공용 배기관에 있어서, Turbines are installed at the free ends of the upper and lower main exhaust pipes, the upper and lower exhaust pipes are connected to each other by a common exhaust pipe, and several cylinder exhaust pipes are connected in zigzag form at regular intervals on the upper and lower main exhaust pipes, respectively. In the multi-cylinder diesel engine common exhaust pipe, 상부 주배기관과 하부 주배기관을 연결하는 공용배기관을 터빈으로부터 가장 멀리 이격되어 위치하는 실린더에 Ｖ자 형상으로 연결설치하여, 실린더로부터 분출되는 배기가스에 대한 압력펄스의 이동거리를 다르게 하고, 그 최고점의 위치를 변경에 의해 배기가스 최대압력펄스의 위치를 변경하여, 타실린더의 소기구간에 미치는 영향을 최소화하도록 한 것을 특징으로 하는 다기통 디젤엔진 공용 배기관.The common exhaust pipe connecting the upper main exhaust pipe and the lower main exhaust pipe is installed in a U-shape in a cylinder located farthest from the turbine, so that the distance of the pressure pulse with respect to the exhaust gas ejected from the cylinder is changed, The exhaust pipe of a multi-cylinder diesel engine, characterized in that the position of the maximum pressure pulse of the exhaust gas is changed by changing the position of the exhaust gas so as to minimize the influence on the small section of the other cylinder. 삭제delete
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