KR19990005043A

KR19990005043A - 배기 파이프 플랜지 연결 구조

Info

Publication number: KR19990005043A
Application number: KR1019970029204A
Authority: KR
Inventors: 고호석
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-25

Abstract

본 발명은 배기 파이프 플랜지 연결 구조에 관한 것이며, 2개의 촉매 컨버터(3,3')에 연결된 2열의 전방 센터 배기 파이프(13,13')와 보조 소음기(7)에 연결된 2열의 후방 센터 배기 파이프(15,15')를 연결하는 플랜지 연결 구조에 있어서, 상기 2개의 전방 센터 배기 파이프(13,13')에 부착된 플랜지와 상기 2개의 후방 센터 배기 파이프(15,15')에 부착된 플랜지 중 적어도 한쪽은 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 플랜지 연결 구조가 제공되고, 이로써 두 센터 배기 파이프가 플랜지에 의해 일체로 연결되기 때문에 차량의 운향에 따른 진동으로 플랜지 연결 부위의 피로 파단이 저감되는 효과가 있다.

Description

배기 파이프 플랜지 연결 구조

(기술 분야)

본 발명은 배기 파이프 플랜지 연결 구조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 2개의 촉매 컨버터가 병렬로 구비되고 보조 소음기가 구비된 차량의 배기계에 있어서 촉매 컨버터와 보조 소음기 사이에 2열로 뻗은 배기 파이프를 연결하는 플랜지의 구조에 관한 것이다.

(종래 기술)

엔진에서 연소된 연소 가스는 배기 장치에 의해 대기로 방출되는 바, 널리 일반화된 차량의 배기 장치는, 엔진의 각 실린더의 배기 밸브로부터 배출되는 연소 가스를 모아주는 배기 매니폴드, 배기 매니폴드에 의해 모아진 가스를 차량의 후방으로 배출시키는 배기 파이프, 배기 파이프에 설치되어 배기 가스에 포함된 유해 성분을 정화하는 촉매 컨버터 및 배기 파이프에 설치되어 고온·고압의 배기 가스가 방출될 때 발생하는 소음을 저감시키는 주 소음기 및 보조 소음기가 하나의 라인으로 연결되어 있는 구성으로 되어 있다.

엔진으로부터 배출되는 연소 가스는 그 온도가 600-800℃에 이르고 압력이 3-5kgf/㎠에 이르는 고온·고압의 가스일 뿐만 아니라, 연료의 연소 과정에서 발생하는 일산화탄소와 질소화합물 등의 각종 유해물질들을 포함하고 있기 때문에, 연소 가스를 배기 장치를 거치지 않고 엔진으로부터 바로 대기로 배출할 때에는 대기 오염과 소음 공해 등 여러 가지 문제점을 발생시킨다. 따라서 차량의 엔진에는 앞서 언급한 촉매 컨버터와 보조 및 주 소음기 등을 배기 파이프에 설치하고 있는 것이다.

배기 가스의 성분은 그 대부분이 인체에 해가 없는 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂)로 이루어지지만, 각종 불완전한 요인에 의해 연료가 완전 연소되지 못하여 배기 가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 질소산화물(NO_X:NO, NO₂,N₂O) 등의 유해 성분을 포함하고 있다.

따라서, 차량의 배기 가스로 인한 대기 오염을 방지하기 위해, 배기 파이프에 상기한 유해 가스를 산화 환원 반응에 의해 무해 가스로 변환시키는 촉매 변환기를 장착하여, 일산화탄소와 탄화수소를 이산화탄소와 물로 산화시키고, 질소산화물을 질소와 이산화탄소로 환원시키므로써, 유해 가스를 무해 가스로 변환하고 있다.

엔진에서의 연료 연소로 발생되는 고온 고압의 배기 가스를 배기 파이프를 통해 직접 대기 중으로 방출시키면, 배기 가스의 급격한 팽창으로 인하여 큰 소음이 발생한다. 따라서, 차량의 배기 파이프에는 엔진의 출력 손실을 야기하는 배압을 적게 하면서도 배기 가스의 온도와 압력을 저하시켜 가능한 한 배기 소음을 작게 하기 위하여 소음기를 설치하고 있으며, 최근 차량에 대한 소음 규제가 더욱 강화되고, 보다 조용한 승차감을 원하는 소비자의 요구에 따라, 원래의 소음기(주 소음기)외에 배기 매니폴드와 상기 주 소음기 사이의 배기 파이프에 보조 소음기를 추가로 설치하기에 이르렀다.

또한 배기량이 많은 6실린더 이상의 엔진을 탑재한 차량에서는, 예를 들어 배기 가스의 간섭을 피하기 위해, 제1 내지 3실린더와 제4 내지 6실린더로 분할하여 각각을 집합시킨 배기 매니폴드가 사용되며, 이 경우 두 배기 매니폴드의 출구에 각각 프론트 배기 파이프가 연결되는 배기계 구조를 가지며, 이 경우에 촉매 컨버터를 각각의 프론트 배기 파이프에 하나씩 2개를 병렬로 설치하여 배기 가스로부터 유해물질을 최소화하는 경우가 있다.

도 1은 2개의 촉매 컨버터가 병렬로 구비되고 보조 소음기가 구비된 종래 배기계의 구성을 보여주는 개략 단면도이다. 도시된 바와 같이, 배기 매니폴드의 각 출구(도시되지 않음)에는 각각 프론트 배기 파이프(1,1')가 연결되어 있고, 상기 두 프론트 배기 파이프(1,1')에는 각각 촉매 컨버터(3,3')가 연결되어 있다.

촉매 컨버터(3,3')에는 센터 배기 파이프(5,5')가 연결되어 있으며, 센터 배기 파이프(5,5')의 대략 중간에 단일의 보조 소음기(7)가 설치되어 있고, 다시 보조 소음기(7)와 미관(tail pipe; 11) 사이에는 주 소음기(9)가 설치된 구조로 되어 있다.

도시된 바와 같이, 상기 촉매 컨버터(3,3')와 보조 소음기(7) 사이의 센터 배기 파이프(5,5')는 2열로 되어 있으며, 촉매 컨버터(3,3')에 연결된 전방 센터 배기 파이프(13,13')와 보조 소음기(7)에 연결된 후방 센터 배기 파이프(15,15')는 각각 별개의 플랜지(17,17')에 의해 연결되어 있다.

이와 같은 종래의 센터 배기 파이프 플랜지 연결 구조는, 두 센터 배기 파이프가 별도로 독립적으로 플랜지 결합되어 있기 때문에 충분한 강성을 가지지 못하며, 따라서 차량의 운향에 따른 진동으로 플랜지 연결 부위가 피로로 파단되기 쉬우며, 이로 인해 배기 가스의 누출을 야기할 위험성을 내포하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 촉매 컨버터와 보조 소음기 사이에 이 열로 뻗은 배기 파이프를 연결하는 플랜지 구조가 지니는 문제점을 해소하여 반복적인 진동에 대해 충분한 강성을 유지하여 피로로 인한 파단을 감소시킬 수 있는 배기 파이프 플랜지 연결 구조를 제공하는 것이다.

도 1은 2개의 촉매 컨버터가 병렬로 구비되고 보조 소음기가 구비된 종래 배기계의 구성을 보여주는 개략 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 배기 파이프 플랜지 연결 구조를 보여주는 배기계의 개략도.

도 3은 일체형 플랜지의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 프론트 배기 파이프 3,3' : 촉매 컨버터

5 : 센터 배기 파이프 7 : 보조 소음기

9 : 주 소음기 11 : 미관

13,13' : 전방 센터 배기 파이프 15,15' : 센터 배기 파이프

21 : 분리형 플랜지 23 : 일체형 플랜지

상기한 본 발명의 목적은, 2개의 촉매 컨버터에 연결된 2열의 전방 센터 배기 파이프와 보조 소음기에 연결된 2열의 후방 센터 배기 파이프를 플랜지로 연결함에 있어서, 2열의 센터 배기 파이프를 일체형의 플랜지로 연결하는 것에 의해 달성된다.

보다 구체적으로 본 발명의 목적은, 2개의 촉매 컨버터에 연결된 2열의 전방 센터 배기 파이프와 보조 소음기에 연결된 2열의 후방 센터 배기 파이프를 연결하는 플랜지 연결 구조에 있어서, 상기 2개의 전방 센터 배기 파이프에 부착된 플랜지와 상기 2개의 후방 센터 배기 파이프에 부착된 플랜지 중 적어도 한쪽은 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 플랜지 연결 구조에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배기 파이프 플랜지 연결 구조를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 배기 파이프 플랜지 연결 구조를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 배기 파이프 플랜지 연결 구조를 보여주는 배기계의 개략도이고, 도 3은 일체형 플랜지의 사시도이다. 배기량이 많은 엔진에서 각 실린더로부터 배기 가스가 모이는 배기 매니폴드(도시되지 않음)는, 앞서 설명한 바와 같이, 배기 가스의 간섭을 피하기 위해 2개로 집합되어 있다. 두 배기 매니폴드에는, 프론트 배기 파이프(1,1')가 각각 연결되어 있고, 이 2열의 프론트 배기 파이프(1,1')는 배기 매니폴드에서 보조 소음기(7)까지 2열로 계속된다. 그리고, 상기 두 프론트 배기 파이프(1,1')에는 각각 촉매 컨버터(3,3')가 설치되어 각각의 프론트 배기 파이프(1,1')를 통과하는 배기 가스로부터 유해 성분을 정화한다.

본 발명의 특징에 따라, 2개의 촉매 컨버터에 연결된 2열의 전방 센터 배기 파이프(13,13')와 보조 소음기(7)에 연결된 2열의 후방 센터 배기 파이프(15,15')를 연결하는 플랜지에서, 2열의 전방 센터 배기 파이프(13,13')에 부착된 플랜지(21,21')는 각각의 파이프에 플랜지가 하나씩 설치된 분리형이지만, 후방 센터 배기 파이프(15,15')에 부착된 플랜지(23)는 일체형이다.

즉 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 플랜지(23)는 단일의 플랜지 판(25)에 2개의 후방 센터 배기 파이프(15,15')의 배치 위치에 대응하는 위치에 관통공(27,27')이 형성된 구조로 되어 있다. 도 2에서는 후방 센터 배기 파이프(15,15')에 부착된 플랜지가 일체형인 예를 도시하였지만, 반대로 전방 센터 배기 파이프(13,13')에 부착된 플랜지를 일체형으로 하는 것도 가능하다. 설명되지 않은 도면 부호 29는 볼트공이다.

따라서 상기 플랜지들을 볼트로 체결하면 분리형 플랜지(21,21')가 일체형 플랜지(23)에 체결되므로, 2열이 센터 배기 파이프(13,13',15,15')는 일체형 플랜지(23)에 의해 하나로 구속되기 때문에, 차량 운행에 따른 진동에 대해 분리형에 비하여 높은 강성을 나타낸다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 배기 파이프 플랜지 연결 구조에 의하면, 상기 2개의 전방 센터 배기 파이프에 부착된 플랜지와 상기 2개의 후방 센터 배기 파이프에 부착된 플랜지 중 적어도 한쪽이 일체로 형성되어서 두 센터 배기 파이프가 플랜지에 의해 일체로 연결되기 때문에 차량의 운행에 따른 진동으로 플랜지 연결 부위가 피로로 파단될 염려가 저감되는 효과가 있다.

Claims

2개의 촉매 컨버터(3,3')에 연결된 2열의 전방 센터 배기 파이프(13,13')와 보조 소음기(7)에 연결된 2열의 후방 센터 배기 파이프(15,15')를 연결하는 플랜지 연결 구조에 있어서, 상기 2개의 전방 센터 배기 파이프(13,13')에 부착된 플랜지와 상기 2개의 후방 센터 배기 파이프(15,15')에 부착된 플랜지 중 적어도 한쪽은 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 플랜지 연결 구조.
제1항에 있어서, 전방 센터 배기 파이프(13,13')에 부착된 플랜지(21,21')는 각각의 파이프에 플랜지가 하나씩 설치된 분리형이고, 후방 센터 배기 파이프(15,15')에 부착된 플랜지(23)는 일체형인 것을 특징으로 하는 배기 파이프 플랜지 연결 구조.