KR100525767B1 - 내연기관용 배기계의 보호판 - Google Patents

내연기관용 배기계의 보호판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관용 배기계의 보호판에 관한 것으로서,
내연기관용 배기계의 배기파이프 또는 소음기의 외측에서 열 또는 이물질을 차단하는 배기계의 보호판에 있어서, 보호판(20)의 양단부에 형성되고, 배기계의 외측에 고정되는 고정부(21)와; 보호판(20)의 중앙부에 형성되어, 상기 고정부(21)에 만곡부(22)를 개재해서 이어지고 배기계의 외측과 소정거리 이격된 이격부(23)와; 상기 이격부(23)의 중간부에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름이 형성된 주름부(24)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,
배기계의 보호판에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름을 형성하여 보호판의 열 피로응력을 감소시켜서 보호판의 내구력을 증대시키고, 또한 클램프 및 볼트 등을 이용하지 않고 접합시키므로 제조비용 및 배기계의 중량을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

내연기관용 배기계의 보호판{Protection plate of exhaust system for internal combustion engine}
본 발명은 내연기관용 배기계의 보호판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기계의 보호판에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름을 형성하여 보호판의 열 피로응력을 감소시켜서 보호판의 내구력을 증대시키고, 또한 클램프 및 볼트 등을 이용하지 않고 접합시키므로 제조비용 및 배기계의 중량을 절감시킬 수 있는 내연기관용 배기계의 보호판에 관한 것이다.
배기계(Exhaust System)는 엔진구조의 후단에 설치되는 장치이며 배기가스의 통로인 배기관은 소음과 배기가스의 저감에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분이고, 연소가스를 모으는 배기매니폴드(Exhaust Manifold)와 외부로 나가는 배기파이프 및 소음기 등으로 이루어져 있다.
내연기관의 배기계 즉, 통칭 머플러(muffler)는 차체의 하부에 설치되고, 자동차 등의 엔진 연소시 배기매니폴드(exhaust manifold)를 통하여 배출된 고온 고압의 배출가스들 중 유해한 성분들인 HC, CO, NOx 등을 촉매의 화학반응 촉진에 의해 무해한 가스인 CO2, H2O 등으로 변환시켜서 외부로 배출해 주는 장치이다.
최근 공기 오염의 주요원인 중의 하나인 자동차 배기가스에 대하여 점차 규제가 강화되는 추세이므로, 자동차의 배기장치의 장착이 의무화되어 있을 뿐만 아니라 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 내연기관의 배기계를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 종래의 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1은 일반적인 내연기관의 배기계를 도시한 것으로서, 도 1에 표시된 바와 같이 엔진의 배기매니폴드에 연결되기 위한 배기파이프(10)가 형성되고, 상기 배기파이프(10)의 도중에는 배기가스의 유해성분을 산화 및 환원시키기 위한 촉매컨버터(11)가 형성되고, 상기 촉매컨버터(11)의 후방으로는 촉매컨버터(11)를 지난 배기가스의 유동소음을 줄이기 위한 전방소음기(12) 및 후방소음기(13)가 각각 형성되어 있다.
한편, 상기 배기파이프(10)는 프론트 파이프, 센터 파이프, 리어 파이프 등으로 차량의 레이아웃에 맞도록 적정크기로 나누어지거나 절곡된 채로 형성되었다. 그리고 상기와 같이 나뉘어진 각각의 배기파이프(10)를 서로 연결하기 위해서 상기 각각의 배기파이프(10) 끝단에는 플랜지가 형성되어 이웃하는 배기파이프(10)의 양단을 플랜지로 결합하였다.
즉, 일반적인 내연기관의 배기계는 엔진, 배기매니폴드, 촉매컨버터(11), 전방소음기(12), 후방소음기(13)로 구성되어 있으며, 또한 상기에서 열거한 엔진과 배기매니폴드, 배기매니폴드와 촉매컨버터(11), 촉매컨버터(11)와 전방소음기(12), 전방소음기(12)와 후방소음기(13) 사이의 각 구간을 배기파이프(10)로 연결하고 있으며, 상기의 후방소음기(13)에는 배기가스를 대기로 방출시키는 테일파이프가 연결되는 구조를 가지고 있다.
종래 기술의 배기계에서 엔진, 배기매니폴드, 배기매니폴드, 촉매컨버터(11), 전방소음기(12), 후방소음기(13) 등을 연결하는 배기파이프(10)는 자동차의 저속과 중속 및 고속 주행시에 발생되는 각각의 배기가스 배출성능에 절충되는 동일한 직경을 가지는 것으로 설치하였다.
그러나 종래와 같이 엔진에서부터 후방소음기(13)까지의 각 구간을 동일한 직경을 가지는 배기파이프(10)로 연결된 배기계는 저속 및 중속 주행시의 배기가스를 원활하게 배출시킬 수 있는 반면에 고속 주행시에는 배기가스의 유속이 배기압력에 의해 방해를 받기 때문에 배기가스가 원활하게 배출되지 못하는 문제점이 있었으나, 이는 고속 주행시의 배기압력이 저속 및 중속 주행시의 배기압력이 높기 때문이며, 이와 같이 고속 주행시 배기가스의 배출작용이 원활하지 못하게 될 경우에는 엔진의 성능을 저하시키게 될 뿐만 아니라 고온의 배기가스에 의해 열발생 현상이 초래되어 배기매니폴드, 촉매컨버터 등 장치의 성능을 저하시키게 했으며, 또한 배기계 주변의 각종 장치에도 배기가스의 열에 의해 손상되는 문제점도 있었다.
따라서 이런 문제점을 해결하기 위해 배기계의 외측에 보호판을 설치하게 되었다.
도 2에 표시된 바와 같이, 종래의 배기계의 보호판은 내연기관용 배기계에서 배기파이프(10) 또는 소음기(12, 13)의 외부에서 열을 차단하거나 이물질을 차단하기 위해 배기파이프(10) 또는 소음기(12, 13)의 외부에 보호판(2)이 클램프(3), 볼트(4) 및 너트(5) 등을 이용하여 설치되므로 제조비용 및 배기계의 중량이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 배기파이프(10) 또는 소음기(12, 13)와 보호판(2) 사이의 온도차에 의한 열 피로응력이 증가되어 보호판(2)의 내구성이 감소하므로 보호판(2)이 손상되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 배기계의 보호판에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름을 형성하여 보호판의 열 피로응력을 감소시켜서 보호판의 내구력을 증대시키고, 또한 클램프 및 볼트 등을 이용하지 않고 접합시키므로 제조비용 및 배기계의 중량을 절감시킬 수 있는 내연기관용 배기계의 보호판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내연기관용 배기계의 배기파이프 또는 소음기의 외측에서 열 또는 이물질을 차단하는 배기계의 보호판에 있어서, 보호판(20)의 양단부에 형성되고, 배기계의 외측에 고정되는 고정부(21)와; 보호판(20)의 중앙부에 형성되어, 상기 고정부(21)에 만곡부(22)를 개재해서 이어지고 배기계의 외측과 소정거리 이격된 이격부(23)와; 상기 이격부(23)의 중간부에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름이 형성된 주름부(24)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 고정부(21)는 배기계의 외측과 스폿용접에 의해 접합고정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 주름부(24)의 주름의 높이는 3∼9㎜인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3에 표시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 내연기관용 배기계의 보호판(20)은 고정부(21), 만곡부(22), 이격부(23) 및 주름부(24)로 이루어져 있으며, 내연기관용 배기계의 배기파이프 또는 소음기의 외측에서 열 또는 이물질을 차단하는 배기계의 보호판(20)이다.
본 실시예에서는 설명을 간략하게 하기 위해 배기파이프(10)에 적용한 경우에 대해서만 설명한다.
고정부(21)는 반원통 형상의 보호판(20)의 양단부에 형성되고, 배기계의 배기파이프(10)의 외측에 고정되며, 예를 들면 상기 고정부(21)는 배기계의 배기파이프(10)의 외측과 스폿용접(spot welding)에 의해 접합고정되어 용접부(25)를 형성하게 되는 것이 바람직하지만 상기 보호판(20)과 배기파이프(10)의 고정방법은 스폿용접에만 한정되지 않고 다양한 용접법을 적용해도 된다.
따라서 종래와 같이 클램프(3), 볼트(4) 및 너트(5) 등을 이용하지 않고 용접에 의해 보호판(20)을 배기파이프(10)의 외측에 고정설치할 수 있게 된다.
이격부(23)는 상기 보호판(20)의 중앙부에 형성되어, 상기 고정부(21)에 연속된 만곡부(22)를 개재해서 이어지고 배기계의 배기파이프(10)의 외측과 소정거리만큼 이격하게 된다. 예를 들면 도 4에 표시된 바와 같이, 상기 배기파이프(10)의 외측과 이격부(23)사이의 이격거리(d)는 대략 2∼10㎜ 정도로 하는 것이 바람직하며, 2㎜보다 작을 때는 배기파이프(10)와의 너무 근접하여 보호판으로서의 열차단 기능이 어렵고, 10㎜보다 큰 경우에는 배기파이프(10)와의 이격거리(d)가 너무 멀어서 이격공간이 커지므로 주변에 장치를 설치하는 공간이 제한되기 때문이다.
주름부(24)는 상기 이격부(23)의 중간부에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름이 형성되어 있으며, 예를 들면 상기 주름부(24)의 주름의 높이(h)는 대략 3∼9㎜ 정도로 하는 것이 바람직하며, 3㎜보다 작을 때는 보호판(20)의 열변형 흡수가 원활하지 않고, 9㎜보다 큰 경우에는 보호판(20)의 설치공간이 커지므로 주변에 장치를 설치하는 공간이 제한되기 때문이다. 따라서 종래의 보호판에서 발생되는 열 피로응력이 주름부(24)에 의해서 감소하게 된다.
또한, 주름부(24)의 'U'자 또는 'V'자 형의 주름의 폭(w)은 제한은 없으나 예를 들면, 상기 주름부(24)의 주름의 폭(w)은 대략 2∼8㎜ 정도로 하는 것이 바람직하며, 2㎜보다 작을 때는 주름부(24)의 성형가공에 어려움이 있고, 8㎜보다 큰 경우에는 보호판(20)의 열변형 흡수에 의한 대응력이 저하되기 때문이다.
상기 주름부(24)의 주름의 개수는 한정되지 않고 보호판(20)의 필요부위에 따라서 복수 개로 형성하는 것이 바람직하고, 또한 보호판(20)은 프레스 등의 압연기에서 압연 가공되므로 만곡부(22)와 주름부(24)를 동시에 가공하거나 별도로 가공하는 것이 가능하게 된다.
본 실시예의 보호판(20)이 배기파이프(10)에 적용하는 예로서 반원통 형상으로 되어 있지만 소음기에 적용하는 경우에는 소음기의 외관에 적합한 형태로 변경해야 하므로 별도로 압연 가공하는 것이 바람직하다. 따라서 보호판(20)의 외관 형태는 고정부위의 형태에 따라서 다양하게 변경될 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 배기계의 보호판에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름을 형성하여 보호판의 열 피로응력을 감소시켜서 보호판의 내구력을 증대시키고, 또한 클램프 및 볼트 등을 이용하지 않고 접합시키므로 제조비용 및 배기계의 중량을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 내연기관의 배기계를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 종래의 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 내연기관용 배기계의 보호판을 개략적으로 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 배기파이프 20 : 보호판
21 : 고정부 22 : 만곡부
23 : 이격부 24 : 주름부
25 : 용접부 d : 이격거리
h : 주름의 높이 w : 주름의 폭

Claims (3)

  1. 내연기관용 배기계의 배기파이프 또는 소음기의 외측에서 열 또는 이물질을 차단하는 배기계의 보호판에 있어서,
    보호판(20)의 양단부에 형성되고, 배기계의 외측에 고정되는 고정부(21)와;
    보호판(20)의 중앙부에 형성되어, 상기 고정부(21)에 만곡부(22)를 개재해서 이어지고 배기계의 외측과 소정거리 이격된 이격부(23)와;
    상기 이격부(23)의 중간부에 'U'자 또는 'V'자 형의 주름이 형성된 주름부(24)를 포함하여 이루어지고,
    상기 고정부(21)는 배기계의 외측과 스폿용접에 의해 접합고정되며,
    상기 주름부(24)의 주름의 높이는 3∼9㎜인 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기계의 보호판.
  2. 삭제
  3. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105422245A (zh) * 2015-12-18 2016-03-23 力帆实业(集团)股份有限公司 一种车辆

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