KR100600119B1

KR100600119B1 - Structure for preventing surging noise in turbo charger-engine for automobile

Info

Publication number: KR100600119B1
Application number: KR1020030101458A
Authority: KR
Inventors: 최관호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-07-13
Also published as: KR20050070893A

Abstract

본 발명은 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조에 관한 것으로서, 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 상승하는 것을 방지하기 위한 바이패스 파이프를 흡기 매니폴드 및 배기 매니폴드와 연결된 EGR파이프 사이에 장착시키는 바, 엔진의 정상적인 운행상태에서, 배기 매니폴드의 압력이 높게 될 경우, 항상 닫힌 상태를 유지하도록 하고, 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 높게 될 경우, 상기 바이패스 파이프 내측에 형성된 체크밸브를 개방하고, 이를 통해 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 하여 서징 노이즈를 제거시킴으로써, 기존의 서징 노이즈 방지구조와 동일한 성능을 유지하면서 EGR밸브의 개폐를 위한 장치 및 그와 관련된 ECU의 개발이 필요없는 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surging noise preventing structure for a turbocharger engine of an automobile, wherein an bypass pipe for preventing the pressure of the intake manifold from rising above the pressure of the exhaust manifold is connected to an intake manifold and an exhaust manifold. In the normal running state of the engine, if the pressure of the exhaust manifold becomes high, it is always kept closed, and if the pressure of the intake manifold becomes higher than the pressure of the exhaust manifold, the bypass A device for opening and closing the EGR valve and its associated ECU while maintaining the same performance as the existing surging noise preventing structure by opening the check valve formed inside the pipe and allowing the pressure equalization to be achieved. Of noise suppression structure for turbocharger engine of automobile which does not require development Will.

자동차, 터보차져 엔진, 서징 노이즈, 바이패스 파이프, 체크밸브Automotive, Turbocharged Engine, Surging Noise, Bypass Pipe, Check Valve

Description

자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조{Structure for preventing surging noise in turbo charger-engine for automobile} Structure for preventing surging noise in turbo charger-engine for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조를 나타내는 도면,1 is a view showing a surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle according to the present invention;

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조의 작동상태를 나타내는 작동도이다.2A and 2B are operation diagrams showing an operating state of a surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : EGR파이프 20 : 배기 매니폴드10: EGR pipe 20: exhaust manifold

30 : 흡기 매니폴드 40 : 바이패스 파이프30: intake manifold 40: bypass pipe

41 : 체크밸브41: check valve

본 발명은 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 상승하는 것을 방지하기 위한 바이패스 파이프를 흡기 매니폴드 및 배기 매니폴드와 연결된 EGR파이프 사이에 장착시키는 바, 엔진의 정상적인 운행상태에서, 배기 매니폴드의 압력이 높게 될 경우, 항상 닫힌 상태를 유지하도록 하고, 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 높게 될 경우, 상기 바이패스 파이프 내측에 형성된 체크밸브를 개방하고, 이를 통해 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 하여 서징 노이즈를 제거시킴으로써, 기존의 서징 노이즈 방지구조와 동일한 성능을 유지하면서 EGR밸브의 개폐를 위한 장치 및 그와 관련된 ECU의 개발이 필요없는 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surging noise preventing structure for a turbocharger engine of an automobile. More specifically, the intake manifold and the exhaust manifold include a bypass pipe for preventing the pressure of the intake manifold from rising above the pressure of the exhaust manifold. If the exhaust manifold is under high pressure, keep it closed all the time and the pressure of the intake manifold is higher than the pressure of the exhaust manifold. By opening the check valve formed inside the bypass pipe, thereby achieving a pressure balance state to remove surging noise, the device for opening and closing the EGR valve while maintaining the same performance as the existing surging noise prevention structure and Surging noise for turbocharged engines in automobiles without the need for ECU development It relates to a protection structure.

일반적으로, 터보차져는 차량의 주행 상태에 따라 출력을 증가시키도록 되어 있는데, 엔진부하가 증가하여 쓰로틀 밸브가 열리면 연소실로 공기와 연료의 공급이 증가된다.In general, the turbocharger is configured to increase the output according to the driving state of the vehicle. When the engine load is increased and the throttle valve is opened, the supply of air and fuel to the combustion chamber is increased.

이에 높은 에너지의 배기가스가 더 많이 엔진 배기 시스템으로 유입되어 터보차져의 터빈 하우징을 통과하면서 배기가스 에너지의 일부가 터빈 휠의 회전을 증가시켜 주게 된다. As a result, more of the high energy exhaust gas enters the engine exhaust system and passes through the turbine housing of the turbocharger, which causes some of the exhaust energy to increase the rotation of the turbine wheel.

상기 터빈 휠과 컴프레셔 휠은 동일축으로 연결되어 있기 때문에 컴프레셔 풀리의 회전증가로 흡입공기를 압축하여 흡기 매니폴드를 통해 쓰로틀 바디로 과급의 혼합기를 연소실로 보내어 폭발 행정시에 더 높은 출력을 발생시키게 된다.Since the turbine wheel and the compressor wheel are coaxially connected, the inlet air is compressed by the increase of the rotation of the compressor pulley to send the supercharger to the combustion chamber through the intake manifold to the throttle body to generate a higher output during the explosion stroke. do.

흡기 매니폴드의 압력(과급)은 전자제어장치에 내장되어 있는 맵센서가 감지하여 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)를 통해 웨이스트 게이트 액츄에이터를 작동시킴에 따라 바이패스 밸브가 작동하게 되는데, 이때 배기 가스의 일부를 터빈 휠로 직접 통과시키지 않고 바이패스시켜 터빈의 회전속도를 감속한다.The pressure (charge) of the intake manifold is detected by the map sensor built into the electronic control unit, and the bypass valve is operated by operating the waste gate actuator through the waste gate valve. Bypass a portion of the turbine wheel without passing it directly to slow down the turbine's rotational speed.

이러한 터보차져가 적용된 엔진에 있어서, 엔진 RPM이 급격히 떨어지면서 과급 공기를 흡입하지 못하게 되어 충격파가 발생함에 따라 순간 압력 변동이 일어나게 된다.In an engine to which such a turbocharger is applied, an instantaneous pressure fluctuation occurs as a shock wave is generated because the engine RPM drops sharply and intake of supercharged air is not generated.

이로 인하여 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.This causes the following problems.

1. 최대 압력일 경우, 컴프레서의 공기가 엔진으로 유입되지 못하게 된다.1. At maximum pressure, compressor air is not allowed to enter the engine.

2. 컴프레서 내부에서 세퍼레이션(separation)이 발생하게 된다.2. Separation will occur inside the compressor.

3. 디퓨저에서의 공기흐름율이 급격히 저하된다.3. The air flow rate in the diffuser drops drastically.

4. 컴프레서 입구로 고온의 공기가 일부 역류하여 온도 상승이 초래된다.4. Some hot air flows back into the compressor inlet, causing a rise in temperature.

따라서, 이러한 서징 노이즈를 저감시키기 위해 여러가지 방법이 존재하는 바, 첫째, 고주파 파형(1kHz이상)을 갖는 배기 머플러의 원리를 이용하여 저감시키는 방법이 있고, 둘째, 에어 바이패스 밸브를 통하는 공기의 유동 및 공기의 에어클리너 박스 가진에 의한 기류음의 발생을 상기 에어클리너 박스 내에 흡음재를 장착하여 소음을 제거하는 방법이 있으며, 세째, 가속페달의 오프(off)시 EGR밸브를 완전 개방시켜 압력이 상대적으로 높은 흡기 매니폴드쪽의 흡기가 배기로 역류되어 부스트압력이 저감되도록 하여 서징 노이즈를 저감시키는 방법으로 구분되어 있다.Therefore, there are various methods for reducing such surging noise. First, there is a method of reducing using the principle of the exhaust muffler having a high frequency waveform (1 kHz or more), and second, the flow of air through the air bypass valve. And a method of removing noise by mounting a sound absorbing material in the air cleaner box by the air cleaner box having the air cleaner box. Third, when the accelerator pedal is turned off, the EGR valve is completely opened to release the pressure. Therefore, the intake air on the high intake manifold side is flowed back to the exhaust to reduce the boost pressure, thereby reducing surging noise.

그런데, 이러한 서징 노이즈를 저감시키기 위한 방법 중, 상기 첫째 방법과 둘째 방법은 그 효과가 미비한 문제점이 있으며, 세째 방법은 EGR밸브의 개폐를 위한 장치 및 그와 관련된 ECU의 개발이 요구되는 문제점이 있다. However, among the methods for reducing such surging noise, the first method and the second method has a problem that the effect is insignificant, the third method has a problem that the development of the device for opening and closing the EGR valve and the ECU related thereto is required. .

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 상승하는 것을 방지하기 위한 바이패스 파이프를 흡기 매니폴드 및 배기 매니폴드와 연결된 EGR파이프 사이에 장착시키는 바, 엔진의 정상적인 운행상태에서, 배기 매니폴드의 압력이 높게 될 경우, 항상 닫힌 상태를 유지하도록 하고, 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 높게 될 경우, 상기 바이패스 파이프 내측에 형성된 체크밸브를 개방하고, 이를 통해 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 하여 서징 노이즈를 제거시킴으로써, 기존의 서징 노이즈 방지구조와 동일한 성능을 유지하면서 EGR밸브의 개폐를 위한 장치 및 그와 관련된 ECU의 개발이 필요없는 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, the EGR pipe connected to the intake manifold and the exhaust manifold by a bypass pipe for preventing the pressure of the intake manifold rises above the pressure of the exhaust manifold. In the normal running state of the engine, if the pressure of the exhaust manifold becomes high, it is always kept closed, and if the pressure of the intake manifold becomes higher than the pressure of the exhaust manifold, the bypass A device for opening and closing the EGR valve and its associated ECU while maintaining the same performance as the existing surging noise preventing structure by opening the check valve formed inside the pipe and allowing the pressure equalization to be achieved. To provide surging noise prevention structure for turbocharger engine of automobile To have its purpose.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.

본 발명은 터보차져 엔진에 있어서, The present invention provides a turbocharger engine,

상기 EGR파이프(10)와 흡기 매니폴드(30)의 일측 사이에는 바이패스 라인(40)을 장착하되, 부스트압을 제거하여 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 상기 바이패스 라인(40)의 내부에 역류 방지용 체크밸브(41)가 장착된 것을 특징으로 한다. Mounting the bypass line 40 between the EGR pipe 10 and one side of the intake manifold 30, but for preventing the back flow inside the bypass line 40 to achieve a pressure balance state by removing the boost pressure It is characterized in that the check valve 41 is mounted.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조를 나타내는 도면이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조의 작동상태를 나타내는 작동도이다.1 is a view showing a surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle according to the present invention, Figures 2a and 2b is an operation diagram showing an operating state of the surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle according to the present invention. .

도 1에 도시된 바와 같이, EGR(배기가스 재순환:Exhaust Gas Recirculation) 파이프(10)는 배기가스 중의 일부를 배기 매니폴드(Exhaust Manifold)(20)로부터 유출시켜 이를 흡기 매니폴드(Intake Manifold)(30)로 공급되도록 함으로써, 연료 및 공기의 혼합기와 혼합되도록 하여 이를 다시 연소실로 공급시켜 재연소되도록 하게 된다. As shown in FIG. 1, the EGR (Exhaust Gas Recirculation) pipe 10 discharges a part of the exhaust gas from the exhaust manifold 20 and intake manifold ( 30) to be mixed with a mixture of fuel and air which is then fed back into the combustion chamber to be reburned.

이때, 상기 부스트(boost)압, 즉 흡기 매니폴드(30)의 압력이 배기 매니폴드(20)의 압력보다 상승하는 것을 방지하기 위해 상기 EGR파이프(10)와 흡기 매니폴드(30)의 일측 사이에는 바이패스 라인(40)이 장착되며, 그 내부에 역류 방지용 체크밸브(41)가 장착된다. At this time, the boost pressure, that is, between the EGR pipe 10 and one side of the intake manifold 30 to prevent the pressure of the intake manifold 30 from rising above the pressure of the exhaust manifold 20. The bypass line 40 is mounted, and the check valve 41 for preventing the back flow is mounted therein.

상기 체크밸브(41)는 정상적인 엔진상태에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 배기 매니폴드(20)의 압력이 흡기 매니폴드(30)의 압력에 비하여 높게 될 경우, 항상 체크밸브(41)가 닫힌 상태를 유지하도록 되어 있다.The check valve 41 is always in the normal engine state, as shown in Figure 2a, when the pressure of the exhaust manifold 20 is higher than the pressure of the intake manifold 30, always check valve 41 Is to remain closed.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 흡기 매니폴드(30)의 압력이 배기 매니폴드(20)의 압력에 비하여 보다 높게 될 경우, 체크밸브(41)가 열린 상태를 유지하도록 하여 서징 노이즈가 발생하지 않도록 되어 있다.In addition, as shown in FIG. 2B, when the pressure of the intake manifold 30 becomes higher than the pressure of the exhaust manifold 20, the check valve 41 is kept open so that surging noise is maintained. It is not to occur.

이는 상기 흡기 매니폴드(30)의 압력이 배기 매니폴드(20)의 압력에 비하여 상승시 부스트압이 상승하게 되므로 이를 제거하여 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 하기 위함이다. This is because the boost pressure is increased when the pressure of the intake manifold 30 rises compared to the pressure of the exhaust manifold 20 so that the pressure balance can be achieved by removing the boost pressure.

따라서, 본 발명은 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 높게 될 경우, 상기 바이패스 파이프 내측에 형성된 체크밸브를 개방하고, 이를 통해 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 하여 서징 노이즈를 제거할 수 있는 새로운 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조인 것이다. Therefore, in the present invention, when the pressure of the intake manifold becomes higher than the pressure of the exhaust manifold, the check valve formed inside the bypass pipe is opened, and thus, the surging noise can be eliminated by achieving a pressure balance state. It is a surging noise prevention structure for the turbocharged engine of the new car.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조에 의하면, 기존의 서징 노이즈 방지구조와 동일한 성능을 유지하면서 EGR밸브의 개폐를 위한 장치 및 그와 관련된 ECU의 개발이 필요 없는 효과가 있다. As described above, according to the surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle according to the present invention, it is necessary to develop an apparatus for opening and closing an EGR valve and an associated ECU while maintaining the same performance as the existing surging noise preventing structure. There is no effect.

Claims

EGR파이프(10)와 흡기 매니폴드(30)의 일측 사이에 장착되는 바이패스 라인(40)을 포함하는 자동차의 터보차져 엔진에 있어서, In a turbocharger engine of an automobile comprising a bypass line 40 mounted between an EGR pipe 10 and one side of an intake manifold 30,

상기 바이패스 라인(40)의 내부에는 역류 방지용 체크밸브(41)가 장착되어 흡기 매니폴드의 압력이 배기 매니폴드의 압력보다 높을 경우 체크밸브(41)가 개방되면서 압력평형 상태를 이룰 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 터보차져 엔진용 서징 노이즈 방지구조.The check valve 41 is installed inside the bypass line 40 so that the check valve 41 is opened when the pressure of the intake manifold is higher than the pressure of the exhaust manifold. A surging noise preventing structure for a turbocharger engine of a vehicle, characterized in that.