KR102234338B1 - 자동차의 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

엔진에서 배출되는 배기가스가 이송되는 배기관과, 배기관에 설치되는 소음기를 포함하며, 소음기는, 내부 공간을 가지며 배기관과 연결되는 가스 유입구와 유입된 가스를 배출하는 가스 배출구를 가지는 케이스와, 케이스 내부의 공간을 복수의 공간으로 구획하는 복수의 격벽과, 가스 유입구에 설치되어 케이스 내부로 유입되는 가스를 유입압력을 완충시켜 주변으로 퍼트리는 유입가스 압력 완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기시스템이 개시된다.

Description

자동차의 배기 시스템{A EXHAUST SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차의 배기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 배기소음 저감 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 자동차의 배기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진 구동시 발생하는 고온고압의 배기가스는 배기장치를 통과하여 외부로 배출된다.

배기장치는 배기가스 내의 유해물질을 무해물질로 변환시키는 촉매컨버터와, 배기가스를 대기 중으로 배출하는 배기관과, 배기소음을 저하시키는 소음기 등으로 구성된다.

소음기는 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 역할을 한다. 소음기는 전방 소음기와 후방 소음기로 구분되는 것이 일반적이다. 전방 소음기와 후방 소음기는 금속의 연결 파이프로 연결되며, 전방 소음기를 통과하면서 일차로 소음 저감된 배기가스가 후방 소음기를 통과하면서 이차로 소음 저감된 후 외기 중으로 배출된다.

소음기의 구조는 매우 다양하지만, 보통 타원형의 통으로 이루어져 그 내부는 격벽에 의해 수 개의 챔버로 분할되고, 글라스 울과 같은 흡음재가 채워지는 것이 일반적이다. 배기가스의 소음은 소음기 내의 챔버들을 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인하여 점차로 감쇠된다.

현재 다양한 구조의 소음기가 개발된 바 있지만, 폭발음 증대에 따른 강성과 중량 및 비용을 고려한 최적화된 케이스 두께 설계, 통과하는 배기가스에 의한 방사 소음 저감과 주변부에 대한 최적의 열해 방지, 저배압화를 이루기 위한 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

등록실용신안공보 제0449901호 (2010. 08. 18.) 등록실용신안공보 제0449902호 (2010. 08. 18.) 등록특허공보 제10-1139210호(2012. 04. 16.)

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 배기소음 저감 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 새로운 구조의 자동차의 배기시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차의 배기시스템은, 엔진에서 배출되는 배기가스가 이송되는 배기관; 상기 배기관에 설치되는 소음기;를 포함하며, 상기 소음기는, 내부 공간을 가지며, 상기 배기관과 연결되는 가스 유입구와, 유입된 가스를 배출하는 가스 배출구를 가지는 케이스; 상기 케이스 내부의 공간을 복수의 공간으로 구획하는 복수의 격벽; 상기 가스 유입구에 설치되어 상기 케이스 내부로 유입되는 가스의 유입압력을 완충시켜 주변으로 퍼트리는 유입가스 압력 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 배기가스의 배출시 발생하는 소음과 충격을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

여기서, 상기 압력 완충부는, 상기 가스 유입구에 마주하도록 설치되는 메쉬부재를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 소음기 내부로 유입되는 배기가스의 유입압력을 완충하고, 내부 구조물과의 직접적인 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 상기 메쉬부재는, 상기 가스 유입구의 양측 테두리에 결합되는 제1 및 제2결합부; 및 상기 제1 및 제2결부를 연결하며, 상기 가스 유입구에 직접 마주하여 유입가스를 완충하는 완충부;를 포함하며, 상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스는 상기 완충부를 기준으로 양측으로 분기되어 상기 케이스 내부로 이동되는 것이 좋다.

또한, 상기 압력 완충부는, 상기 메쉬부재의 양단부를 상기 가스 유입구의 외측에 고정 하기 위해, 상기 가스 유입구에 결합되는 고정부재를 더 포함하는 것이 좋다.

이로써, 메쉬부재를 효과적으로 고정 설치할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차의 배기시스템은 소음기의 케이스 내부로 유입되는 배기가스의 유입압력을 완충할 수 있게 되어, 효율적인 배기소음 감쇠 경로를 형성할 수 있고, 이를 통해 배기가스의 소음 저감 효율을 높일 수 있다.

특히, 압력 완충부는 메쉬부재를 포함하여 구성함으로써, 유입되는 배기가스의 충력을 완화하고, 주변으로의 확산효율을 향상시켜서 소음감쇄 효과를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차의 배기시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동차의 배기시스템의 평면도이다.
도 3 및 도 4 각각은 도 1에 도시된 후방 소음기의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 후방 소음기의 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 압력 완충부를 발췌하여 보인 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 압력 완충부를 설명하기 위한 개략적인 단면구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 배기시스템을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 배기시스템(100)은, 배기관(200)과, 배기관(200)에 설치되는 소음기를 구비한다. 상기 소음기는 전방 소음기(300)와, 전방 소음기(300)의 이격되도록 하류에 설치되는 후방 소음기(400)로 구비될 수 있다. 상기

상기 배기관(200)은 차량에 장착되어 엔진 구동시 발생되는 배기가스를 배출하도록 설치된다. 상기 배기관(200)은 전방 소음기(300)의 상류에 연결되는 전방 배기관(200a)과, 전방소음기(300)의 하류와 후방 소음기(400)를 연결하는 후방 배기관(200b)으로 구분할 수 있다.

상기 전방 소음기(300)는 상기 배기관(200) 즉, 전방 배기관(200a)과 후방 배기관(200b) 사이에 설치되어 배기가스의 열, 압력, 소음을 1차적으로 감쇠한다.

상기 후방 소음기(400)는 후방 배기관(200b)에 설치되되, 전방 소음기(300)와 이격되게 하류에 설치된다. 이러한 후방 소음기(400)는 내부에 공간이 마련된 케이스(410)와, 배기가스를 케이스(410)의 내부로 안내하기 위해 케이스(410)에 결합되는 흡입관(420)과, 케이스(410) 내부의 배기가스를 케이스(410) 외부로 배출하기 위해 케이스(410)의 양단 각각에 결합되는 제1 및 제2배출관(431,433), 상기 케이스(410) 내부를 복수의 챔버(401~405)로 구분하도록 설치되는 복수의 격벽(441,442,443,444)과, 상기 흡입관(420)을 통해 상기 케이스(410) 내부로 유입되는 배기가스의 유입압력을 완충하는 압력 완충부(450)를 구비한다.

이러한 자동차용 후방 소음기(400)는 배기가스를 그 내부로 통과시키는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등의 작용을 통해 점차로 감쇠시킬 수 있다.

상기 케이스(410)는 케이스 몸체(411), 제1엔드캡(412) 및 제2엔드캡(413)을 구비한다. 케이스 몸체(411)는 소정의 통 형상을 가진다. 상기 제1엔드캡(412)은 케이스 몸체(411)의 일단을 덮도록 결합되고, 제2엔드캡(413)은 케이스 몸체(411)의 타단을 덮도록 결합된다.

상기 케이스 몸체(411)의 외측 특정 부분에 상기 배기관(200)과 연결되는 흡입관(420)이 관통하도록 결합된다. 상기 제1 및 제2엔드캡(412,413) 각각에는 제1 및 제2배출관(431,433)이 관통하도록 결합된다.

케이스(410)의 내부공간은 복수의 격벽(441,442,443,444)에 의해 일단부터 타단까지 제1 내지 제5챔버(401,402,403,404,405)로 구분된다. 이중에서 상기 제2챔버(402)에는 흡입관(420)이 연결되어 배기가스가 유입된다. 제2챔버(402)로 유입된 배기가스는 연통관(415)에 의해 제3챔버(403)로 이동된다. 연통관(415)은 제2챔버(402)와 제3챔버(403)를 연통시키도록 설치된다.

제3챔버(403)로 유입된 배기가스는 제1 및 제2배출덕트(417,418) 각각을 통해서 제1 및 제2배출관(431,433)과 연결된다. 상기 제1배출덕트(417)의 일단은 제3챔버(403) 내부로 연통되게 설치되고 제2 및 제1챔버(402,401)를 통과하여 제1엔드캡(412)의 외부로 연통되게 설치됨으로써 제1배출관(431)과 연결된다.

상기 제2배출덕트(418)의 일단은 제3챔버(403) 내부로 연통되게 설치되고 제4 및 제5챔버(404,405)를 통과하여 제2엔드캡(413)의 외부로 연통되게 연결됨으로써 제2배출관(433)과 연결된다. 여기서 상기 복수의 챔버(401~405)는 서로 다른 크기의 공간을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 압력 완충부(450)는 흡입관(420)을 통해 제2챔버(402) 내부로 유입되는 배기가스의 유입압력을 완충하여 소음과 충격을 완화시키기 위한 것이다. 이러한 압력 완충부(450)는 메쉬부재(451)와, 메쉬부재(451)를 흡입관(420)의 단부에 고정 결합하기 위한 고정부재(453)를 구비한다.

상기 메쉬부재(451)는 도 6에 도시된 바와 같이, 흡입관(420)의 외측에 각각 결합되는 제1 및 제2결합부(451a)(451b)와, 상기 제1 및 제2결합부(451a)(451b)를 연결하는 완충부(451c)를 가진다. 즉, 메쉬부재(451)는 일정 폭과 길이를 가지며, 양단부가 완충부(451c)를 기준으로 서로 마주하도록 절곡되어 흡입관(420)의 외측에 밀착되어 결합된다. 따라서 완충부(451c)는 흡입관(420)의 단부에서 일정 거리 이격되어 마주함으로써, 흡입관(420)을 통해 나오는 배기가스가 직접적으로 닿아서 배출압력을 완충할 수 있다. 이를 위해 완충부(451c)를 포함하여 제1 및 제2결합부(451a)(451b)는 메쉬를 복수 겹으로 겹쳐진 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 흡입관(420)을 통해 나오는 배기가스는 완충부(451c)를 기준으로 양측으로 분리되어 제2챔버(402) 내부로 확산되어 유입된다. 따라서 흡입관(420)을 통해 제2챔버(402)로 유입되는 배기가스가 제2챔버(402) 내부의 벽이나 기타 구조물에 직접적으로 충돌하는 것을 방지하여 소음발생과 충격발생을 현저하게 줄일 수 있는 이점이 있다.

상기 고정부재(453)는 흡입관(420)에 결합되어 메쉬부재(451)가 분리되지 않도록 견고하게 고정한다. 고정부재(453)의 일례로는, 메쉬부재(451)의 제1 및 제2결합부(451a)(451b)를 흡입관(420)의 외측에 대해 밀착한 상태로 감싸서 고정하는 고정밴드를 포함할 수 있다. 고정밴드를 별도의 조임부재에 의해 조여지도록 하여 흡입관(420)의 외주에 견고하게 결합됨으로써 메쉬부재(451)를 안정되게 고정할 수 있다. 또한, 고정부재(453)의 안정적인 고정상태를 유지하도록 흡입관(420)의 단부에는 외주로 돌출되게 걸림턱(미도시)이 더 형성되는 것이 좋다.

또한, 바람직하게는 상기 흡입관(420)을 케이스 몸체(411)의 내부벽에 대해 고정하여 지지하기 위한 흡입관 고정브라켓(455)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 흡입관 고정브라켓(455)은 용접 체결공(455a)을 가지며 케이스 몸체(411)의 내부벽에 밀착된 상태로 고정 결합될 수 있으며, 흡입관(420)이 배기 가스 유동압력에 의해 흔들리거나 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 상기 압력 완충부(450)도 안정되게 자세를 고정할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 실시 예에 따른 자동차의 배기시스템(100)의 작용에 대하여 설명한다.

배기관(200)을 통해 유입되는 배기가스는 전방 소음기(300)를 거쳐 배기관(200)을 통해 그대로 후방 소음기(400)로 이동된다.

즉, 배기관(200)을 통해 흡입관(420)의 입구로 흡입되는 배기가스는 흡입관(420)의 출구를 통해 제2챔버(402)로 유입된다. 그리고 제2챔버(402)로 유입된 배기가스는 메쉬부재(451)에 의해 완충되면서 제2챔버(402) 내부 공간으로 확산된다. 따라서 유입되는 배기가스가 제2챔버(402) 내부의 벽이나 다른 구조물에 직접 충돌하는 것을 방지하고, 유입 압력을 완충함으로써 소음과 충격을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.

그리고 제2챔버(402)로 유입된 배기가스는 제3챔버(403)로 이동한 후, 제1 및 제2배출덕트(417)(418)를 통해 외부로 배출된다.

상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 자동차 배기시스템(100)은 케이스(410) 내의 한정된 공간을 격벽으로 구획하고, 케이스(410) 내에 흡입관(420)을 통해 유입되는 배기가스의 유입압력을 완충하도록 압력 완충부(450)를 구비함으로써 효율적인 배기소음 감쇠 경로를 형성할 수 있다.

이상, 본 고안을 본 고안의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100.. 자동차의 배기 시스템 200.. 배기관
200a..전방 배기관 200b..후방 배기관
300..전방 소음기 400..후방 소음기
410..케이스 420..흡입관
431,433..제1, 제2배출관 450..압력 완충부

Claims (4)

1. 엔진에서 배출되는 배기가스가 이송되는 배기관;
   상기 배기관에 설치되는 소음기;를 포함하며,
   상기 소음기는,
   내부 공간을 가지며, 상기 배기관과 연결되는 가스 유입구와, 유입된 가스를 배출하는 가스 배출구를 가지는 케이스;
   상기 케이스 내부의 공간을 복수의 공간으로 구획하는 복수의 격벽;
   상기 가스 유입구에 설치되는 흡입관을 통해 상기 케이스 내부로 유입되는 가스의 유입압력을 완충시켜 주변으로 퍼트리는 유입가스 압력 완충부;
   상기 흡입관을 상기 케이스의 내부벽에 대해 고정하여 지지하기 위한 흡입관 고정브라켓;을 포함하고,
   상기 흡입관 고정브라켓은 용접 체결공을 가지며 상기 케이스의 내부벽에 밀착된 상태로 고정 결합되고,
   상기 압력 완충부는,
   상기 가스 유입구에 마주하도록 설치되는 메쉬부재; 및
   상기 메쉬부재의 양단부를 상기 가스 유입구의 외측에 고정하기 위해, 상기 가스 유입구에 결합되는 고정부재;를 포함하며,
   상기 메쉬부재는,
   상기 가스 유입구의 양측 테두리에 결합되는 제1 및 제2결합부; 및
   상기 제1 및 제2결합부를 연결하며, 상기 가스 유입구에 직접 마주하여 유입가스를 완충하는 완충부;를 포함하며,
   상기 가스 유입구를 통해 유입되는 가스는 상기 완충부를 기준으로 양측으로 분기되어 상기 케이스 내부로 이동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 배기시스템.
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