KR100521513B1 - 배기계의 소음저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 배기 매니폴드와 전방 배기 파이프를 연결하는 곡관부를 통과하는 배기가스의 가진력에 의해 소음이 증대되는 현상을 방지하기 위한 배기계의 소음저감장치에 관한 것으로,

전방단은 엔진의 배기 매니폴드의 후방에 플랜지 결합되고, 후방단은 메인 배기 파이프에 연결되도록 도중이 직각방향으로 절곡된 절곡부를 갖는 전방 배기 파이프에 있어서,

상기한 절곡부의 외측구간에 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 압력이 상기 절곡부의 내측면에 직접 가해지지 않도록 곡면을 갖는 구면부재가 개재되어지되,

상기한 구면부재는 상기 절곡부의 중심을 기준으로 외측구간을 씌우는 크기로, 그 중심에서 외측을 향해 라운딩되어지는 조각의 구형상으로 형성되며, 그 도중에는 배기가스가 통과되기 위한 다수의 소공들이 형성되어, 배기가스의 흐름방향이 상기 소공들을 통해서 상기 외측구간에서 내측구간을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배기계의 소음저감장치{Noise reduction apparatus on a exhaust pipe}

본 발명은 배기계의 소음저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 배기 매니폴드와 전방 배기 파이프를 연결하는 곡관부를 통과하는 배기가스의 가진력에 의해 소음이 증대되는 현상을 방지하기 위한 배기계의 소음저감장치에 관한 것이다.

엔진에서 연소되어 배출되는 배기가스는 실린더 헤드에 접속된 배기 매니폴드를 통하여 모아진 후, 배기 매니폴드에 접속된 배기 파이프를 통하여 차량 후방으로 유도되어 대기로 방출된다. 그런데 배기가스는 고온 고압이므로 이를 그대로 배출하는 경우 심한 소음이 유발되므로서, 도 4에서와 같이 배기파이프(10)의 도중에 머플러(11)를 달아 온도와 압력을 낮추므로서 배기소음을 감쇄시키고 있다.

그런데 배기계는 전체 구간이 실린더 헤드의 배기 포트로부터 일직선을 이루고 있는 것이 아니라, 도면에 도시된 바와 같이 배기 매니폴드(12)와 전방 배기 파이프(13)가 직각방향으로 구부러진 곡관부(14)로 형성되기 때문에 배기 매니폴드(12)를 통해 모아진 배기가스가 전방 배기 파이프(13)를 지나게 될 때에, 도면에 도시된 바와 같이 곡관부(14)의 바깥쪽 내벽면에 충돌을 일으키게 되므로서 소음과 진동을 일으켜 안락하고 정숙한 운행을 방해하며, 특히 아이들 구동시 진동발생을 더욱 증폭시키는 문제점이 있었다.

이 때문에 고급 차량에서는 전방 배기 파이프를 형성하는 곡관부의 외부를 흡음재와 스틸재 철판으로 감싸 소음 진동의 차단을 시도하고 있으나, 이러한 방법은 원가상승과 작업공정수의 증가를 가져오고, 철판부재의 떨림이 발생하게 되는 등의 부작용으로 인해 진동소음의 감쇄에 비용을 들인 것 만큼의 큰 효과를 보지는 못하고 있는 실정이었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 배기 매니폴드와 전방 배기 파이프를 연결하는 곡관부를 통과하는 배기가스의 가진력에 의해 소음이 증대되는 현상을 방지하기 위한 배기계의 소음저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

전방단은 엔진의 배기 매니폴드의 후방에 플랜지 결합되고, 후방단은 메인 배기 파이프에 연결되도록 도중이 직각방향으로 절곡된 절곡부를 갖는 전방 배기 파이프에 있어서,

상기한 절곡부의 외측구간에 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 압력이 상기 절곡부의 내측면에 직접 가해지지 않도록 곡면을 갖는 구면부재가 개재되어지되,

상기한 구면부재는 상기 절곡부의 중심을 기준으로 외측구간을 씌우는 크기로, 그 중심에서 외측을 향해 라운딩되어지는 조각의 구형상으로 형성되며, 그 도중에는 배기가스가 통과되기 위한 다수의 소공들이 형성되어, 배기가스의 흐름방향이 상기 소공들을 통해서 상기 외측구간에서 내측구간을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 배기계 소음저감장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 배기계의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 구면부재의 형상을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 장치의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 전방 배기 파이프를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 구면부재를 지시하는 것이다.

상기한 전방 배기 파이프(20)는 종래의 일반적인 차량에서 적용되는 바와 같이, 배기 매니폴드의 후방에 일단이 플랜지 결합되고 다른 일단은 메인 배기 파이프에 플랜지 결합되는 것으로, 그 도중에는 배기가스의 흐름방향이 차량의 후방측으로 향할 수 있도록 대략 직각방향으로 절곡되는 절곡부(22)가 형성된다. 상기한 절곡부(22)의 내부는 설명의 편의상 그 중심을 기준으로 내측구간(23)과 외측구간(24)으로 구분하기로 한다.

상기한 절곡부(22)의 내부 외측에는 배기 매니폴드 측에서 강한 압력으로 입력되는 배기가스가 상기 절곡부(22)의 내측면에 직접 부딪치게 되므로서 발생되는 진동 및 소음의 원인을 줄이기 위해서 별도로 제작되는 구면부재(30)가 수용 장착된다.

이 구면부재(30)는 도면에 도시되는 바와 같이 구의 일부조각(구의 1/4 크기의 조각)으로 형성되고, 상기 구면부재(30)의 구면 도중에는 배기가스가 통과되도록 하기 위한 다수의 소공(32)들이 관통형성된다. 소공(32)들의 천공방향은 구면과 직각방향을 향하도록 하여 상기 소공(32)들을 통과한 배기가스이 흐름방향이 상기 절곡부(22)의 내주면에 부딪치지 않도록 구성된다.

한편, 상기한 구면부재(30)를 호형상으로 형성된 브라켓(34)에 의해서 상기한 곡면부(22)의 내측면에 고정장착되는데, 상기 구면부재(30)와 호형상의 브라켓(34)의 연결부에는 소정의 골(36)이 형성된다. 상기한 골(36)은 상기한 소공(32)들을 통과하지 못한 배기가스는 상기 골(36)을 따라 상기 절곡부(22)의 내측으로 유도된 후, 상기 구면부재(30)가 장착되지 않은 내측을 통과한 배기가스에 혼합되어 차량의 후방을 향해 진행되도록 하기 위한 것이다.

상기한 구면부재(30)와 브라켓(34)은 일체로 형성되어 상기 곡면부(22)에 용접 등에 의한 고정방법으로 수용장착된다.

또한, 상기한 소공(32)들의 크기는 엔진의 배기량 등을 고려하여 엔진 설계시에 소공(32)의 크기가 결정된다.

이상과 같이 구성된 배기계의 소음저감장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 운전에 의해서 발생되는 배기가스는 배기 매니폴드를 통해 상기한 전방 배기 파이프(20)로 유입된다.

이 과정에서 상기 전방 배기 파이프를 통과하는 배기가스는 상기 절곡부(22)를 통과하면서, 상기 절곡부(22)의 중심을 기준으로 내측의 내측구간(23)으로 유입되는 배기가스는 아무런 장애물없이 통과하게 되고, 상기 절곡부()의 중심외측의 외측구간(24)을 통과하는 배기가스는 상기 구면부재(30)에 부딪치게 된다.

그런데 상기한 구면부재(30)의 도중에는 다수의 소공(32)들이 천공되어 있기 때문에, 상기 절곡부(22)의 외측구간(24)으로 유입된 배기가스 중 일부의 배기가스는 상기한 소공(32)들을 통과하게 되고, 일부의 배기가스는 상기 구면부재(30)의 곡면에 부딪친 후 그 곡면을 따라 외측의 골(36)로 향하게 된다.

상기와 같이 외측의 골(36)로 유도되는 배기가스이 일부는 상기 소공(32)들로 유입되는 배기가스와 함게 소공(32)을 통과하게 되고, 나머지의 배기가스는 상기한 골(36)로 유도된 후 양측의 개방부를 통해서 절곡부(22)의 내측구간(23)으로 유도된다. 이렇게 내측구간(23)으로 유도된 배기가스는 상기한 구면부재(30)를 거치지 않고 바로 통과되는 배기가스와 합쳐서 절곡부(22)의 하측을 통하여 배기가스의 흐름이 계속되어진다.

한편, 상기와 같이 소공(32)들을 통과하는 배기가스는 소공(32)들의 천공방향을 따라 배기가스의 흐름방향이 바뀐 후에 상기 내측구간(23)을 통과하는 배기가스와 합류되어 배기가스의 흐름이 계속되어진다.

이상과 같이 상기한 구면부재(30)에 의해서 절곡부(22)를 통과하는 배기가스의 흐름방향이 바뀌게 되므로서, 상대적으로 취약한 상기 절곡부(22)의 내주면에 배기가스의 강한 압력이 직접 전달되는 현상이 줄게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 배기 매니폴드를 통과한 고온고압의 배기가스가 직각방향으로 절곡형성되는 전방 배기 파이프의 절곡부를 통과하는 과정에서 야기되었던 진동 및 소음의 발생문제가 상기한 절곡부의 내부에 수용된 구면부재에 의해서 감소되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 구성된 배기계의 단면도.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 구면부재의 형상을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 의한 장치의 작동상태도.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 전방 배기 파이프 22 : 절곡부

23 : 내측구간 24 : 외측구간

30 : 구면부재 32 : 소공

34 : 브라켓 36 : 골

Claims (2)

1. 전방단은 엔진의 배기 매니폴드의 후방에 플랜지 결합되고, 후방단은 메인 배기 파이프에 연결되도록 도중이 직각방향으로 절곡된 절곡부를 갖는 전방 배기 파이프에 있어서,

   상기한 절곡부(22)의 외측구간(24)에 배기 매니폴드를 통과한 배기가스의 압력이 상기 절곡부(22)의 내측면에 직접 가해지지 않도록 곡면을 갖는 구면부재(30)가 개재되어지되,

   상기한 구면부재(30)는 상기 절곡부(22)의 중심을 기준으로 외측구간(24)을 씌우는 크기로, 그 중심에서 외측을 향해 라운딩되어지는 조각의 구형상으로 형성되며, 그 도중에는 배기가스가 통과되기 위한 다수의 소공(32)들이 형성되어, 배기가스의 흐름방향이 상기 소공(32)들을 통해서 상기 외측구간(24)에서 내측구간(23)을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배기계의 소음저감장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기한 구면부재(30)의 외주에는 상기한 절곡부(22)의 내측면과의 장착을 위한 호형상의 브라켓(34)이 형성되고, 상기 구면부재(30)의 외주와 브라켓(34) 간에는 소정크기의 골(36)이 형성된 것을 특징으로 하는 배기계의 소음저감장치.