KR200288308Y1 - 자동차의 배기장치 - Google Patents

Abstract

출력 및 연비향상에 유리하도록 개선된 자동차의 배기장치에 대해 개시한다. 이 장치는 연소실에서 연소된 배기가스가 유입되는 유입파이프(60)와, 유입된 배기가스가 팽창되는 챔버(chamber)를 형성하는 케이스와, 팽창되어 압력이 낮아진 배기가스를 대기중으로 배출시키는 배기파이프(70)를 구비한다. 또한, 자동차의 주행중 외부공기가 유입되는 외기파이프(50)가 배기파이프(70)의 내측에 동심으로 결합된다. 외기파이프(50)의 일단은 차량의 전방측 측면판(23)에 고정되고 타단은 배기파이프(70)의 출구측에 고정된다. 이와 같은 배기장치는 주행중 외기파이프를 통하여 유입된 외기가 배기파이프의 측구측에서 토출되도록 함으로써 배기파이프 출구측 단부 주변을 감압시킴으로써 배기가스의 배출속도를 향상시킨다. 이에 따라서 엔진의 출력이 향상되어 지고 또한 연비향상에도 유리해진다.

Description

자동차의 배기장치{An air exhauster}

본 고안은 자동차의 배기장치에 관한 것으로써, 특히 엔진으로부터 배출되는배기가스의 배기효율을 향상시켜 엔진 성능 및 연비가 향상되도록 구조가 개선된 자동차의 배기장치에 관한 것이다.

내연기관의 연소실내로 흡입된 연료와 공기는 점화후 연소된 다음 배기매니폴드, 소음기 및 테일파이프등의 배기계통을 거쳐 대기중으로 방출된다.

일정한 시간 동안에 배기되는 배가가스의 양은 배기가스의 압력과 대기압의 차이에 의하여 결정되고, 동일한 내연기관에서 배기가스의 배출속도가 빠르면 빠를 수록 배기행정 말기에 연소실의 연소가스의 잔량이 적어지기 때문에, 흡입행정에서 충분한 혼합연료를 흡입할 수 있게 된다. 이에 따라서 폭발행정에서 폭발력을 증대시켜 기관의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

따라서 배기가스를 충분하게 배기시키는 것은, 실질적으로 엔진의 출력을 높임과 동시에 연료절약을 달성할 수 있다는 것을 의미한다.

이와 같이 소음기 및 테일파이프를 거쳐서 배기되는 배기가스의 배출속도를 충분하게 확보하는 것은 엔진의 출력 및 연료절약의 측면에서 아주 유용한 점으로 작용하게 된다.

배기가스의 배출속도를 향상시키기 위한 개선된 구조의 소음기가 대한민국 실용신안 등록 1997-0003232에 개시되고 도 1에 도시되어 있다. 개시된 배기가스 배출촉진장치는 소음기(10)의 후방에 설치되는 것으로서, 소음기(10)로부터 후방으로 연장되며 원주를 따라 다수개의 관통공(12a)이 천공된 테일파이프(12)를 갖추고 있다. 테일파이프(12)의 둘레에는 벤츄리관(16)이 간극을 두고 동심으로 설치된다. 이 벤츄리관(16)은 테일파이프(12)의 관통공(12a)과 정렬된 교축부(16a)를 가지며,벤츄리관(16)의 내경은 교축부(16a)에서 가장 작고 선단 및 후단으로 갈수록 점차 증가하도록 설계되어 있다.

이러한 공기덕트(18)는 차량의 주행시 외부공기를 벤츄리관(16)의 교축부(16a)로 안내하여 테일파이프(12)내의 배기가스가 벤츄리효과에 의해 관통공(12a)을 통해 외부로 흡출되도록 한다.

그러나 이와 같은 장치는 테일파이프(12)를 통한 배기가스의 배출을 촉진시키는 이점이 있지만 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째, 배기가스의 배출속도 촉진에 따른 엔진출력의 향상에 반하여, 차량의 주행시 외부공기를 유도하는 공기덕트(18)가 소음기(10)의 둘레에 설치됨으로써 공기저항이 증대되므로, 실질적으로 엔진출력의 향상을 기대할 수 없을 뿐만 아니라 소음기의 본래 기능에 반하는 소음이 발생되는 문제점이 있다.

둘째, 통상 소음기는 자동차의 후미 저부에 설치되는 것을 감안하면, 소음기(10)의 둘레에 설치되는 공기덕트(18)는 소음기 자체 부피를 증대시키게 되므로 돌출된 지면에 자주 충돌되게 되어, 오히려 소음기를 손상시키는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 배기가스의 배출유속을 증대시켜 배기잔압을 감소시킴으로써 엔진의 출력이 향상되도록 한 자동차의 배기장치를 제공하는 데 있다.

둘째, 차량의 주행시에 소음기의 공기저항을 감소시켜 연비향상에 유리하도록 개선된 자동차의 배기장치를 제공하는 데 있다.

세째, 통상의 소음기의 부피증가 없이 배기가스의 배출속도를 향상시킨 자동차의 배기가스 배출장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 배기장치를 나타낸 단면도,

도 2는 본 고안 배기장치를 나타낸 부분 절제 사시도,

도 3은 도 2의 단면도,

도 4는 본 고안 장치에 채용되는 외기파이프의 단부를 발췌하여 나타낸 사시도,

도 5는 본 고안 장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도,

도 6은 본 고안 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21...케이스몸체 22,23...측면판

31,32,33,34...챔버 50...외기파이프

60...유입파이프 70...배기파이프

80...보조파이프

상기 목적을 달성하는 본 고안은 연소실에서 연소된 배기가스가 유입되는 유입파이프와, 유입된 배기가스가 팽창되는 챔버를 형성하는 케이스와, 팽창되어 압력이 낮아진 배기가스를 대기중으로 배출시키는 배기파이프를 구비하는 자동차의 배기장치에 있어서,

자동차의 주행중 외부공기가 유입되는 외기파이프가 상기 배기파이프의 내측에 동심으로 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는 중공의 케이스몸체와, 이 케이스몸체의 양단부를 폐쇄시키는 측면판으로 이루어지고, 상기 외기파이프는 자동차의 전방측 측면판을 관통하여 상기 배기파이프와 결합된다.

또한, 상기 외기파이프는 상기 케이스몸체를 관통하여 상기 배기파이프와 결합될 수 있다.

주행중 이물질이 상기 외기파이프로 유입되는 것을 차단시키기 위해 외기파이프의 입구측 단부에는 금속그물망이 마련된 구조를 가진다.

또한, 상기 외기파이프의 출구측 단부는 상기 배기파이프의 단부보다 길게 돌출되게 마련되고, 상기 배기파이프의 단부에 상기 돌출된 외기파이프의 단부를보호하고 대기중의 측방향 풍압을 차단시키는 보조파이프가 결합된 구조를 가진다.

상기 본 고안의 특징에 의하면, 본 고안 배기장치는 주행중 외부공기가 외기파이프를 통하여 유입되도록 하여 배기파이프의 측구측에서 토출되도록 함으로써 배기파이프를 통한 배기가스의 배출속도를 향상시킨다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안 자동차의 배기장치는 소음기내로 유입된 배기가스의 배출속도를 향상시킴으로써 엔진의 출력 및 연비향상에 유리하도록 한 구조를 가지며, 이를 위해서 주행중 외기를 배기파이프의 출구측으로 유도하여 배기가스와 함께 배출토록 한 구조를 가진다.

도 2 및 도 3은 주행중 외기(外氣)를 배기파이프의 출구측으로 유도하여 배기가스와 함께 배출토록 한 배기장치의 일 실시예를 나타낸다.

이 배기장치는 자동차의 소음기 부분을 나타낸 것으로써, 연소실에서 연소된 배기가스가 유입되는 유입파이프(60)와, 유입된 배기가스가 팽창되는 챔버(chamber)를 형성하는 케이스와, 팽창되어 압력이 낮아진 배기가스를 대기중으로 배출시키는 배기파이프(70)를 구비한다.

상기 케이스는 중공의 케이스몸체(21)와, 케이스몸체(21)의 양단부를 폐쇄시키는 측면판(22)(23)으로 이루어진다. 이 케이스의 내부는 복수의 격벽(24,25,26)에 의해서 구획된 챔버(31,32,33,34)를 형성한다.

상기 유입파이프(60)는 배기가스가 제3챔버(33)에서 팽창되도록 결합되어 있고, 배기파이프(70)는 제4챔버(34)에서 팽창된 배기가스가 배출되도록 결합되어 있다.

최초 제3챔버(33)에서 팽창된 배기가스는 각 챔버를 연결하는 복수의 연결파이프(41,42,43)를 경유하면서 수축되고, 각 챔버(31,32,33,34)에서 팽창되도록 되어 있다. 이와 같이 수축과 팽창을 반복하면서 압력과 소음이 감소된 배기가스는 제4챔버(34)로부터 배기파이프(70)를 경유하여 대기중으로 방출된다.

한편, 자동차의 주행중 외부공기가 유입되는 외기파이프(50)가 배기파이프(70)의 내측에 동심으로 결합되어 있다. 외기파이프(50)의 일단은 차량의 전방측 측면판(23)에 고정되고 타단은 배기파이프(70)의 출구측에 고정된다. 이 경우 케이스의 공기저항을 경감하여 연비향상에 유리하다.

이때 외기파이프(50)의 출구측 단부는 배기파이프(70)의 출구측 단부보다 외측으로 돌출되게 결합된다. 이 경우 외기파이프(50)를 통해 토출되는 외기로 인해 배기파이프(70)의 출구부분을 감압시킴으로써 배기가스의 배출속도가 향상되게 된다.

또한, 배기파이프(70)의 단부에는 보조파이프(80)를 결합하여서, 돌출된 외기파이프(50)를 보호할 뿐만 아니라 대기중의 측방향 풍압을 차단하여 안정된 배기가 이루어지도록 하였다.

외기파이프(50)의 입구측은 도 4에 도시된 바와 같이, 외기가 다량 유입될 수 있도록 대경부(51)로 형성되며 주행시 이물질의 유입을 차단하기 위한 금속그물망(55)이 결합되어 있다.

상기 구조의 배기장치는 주행시 외기파이프(50)를 통하여 유입되는 외기가 배기파이프(70)의 출구측 단부에서 토출되도록 하여, 배기파이프(70)의 출구측 주변을 감압시킴으로써 배기가스의 배출속도를 증가시키게 한다.

또한, 배기파이프(70)의 출구측에 보조파이프(80)를 설치함으로써 측방향의 외기압의 영향을 차단하여 외기파이프(50)를 통하여 토출되는 외기의 토출방향이 일정토록한다. 이에따라서 배기파이프(70)의 단부에서 감압(減壓)형성이 안정되게 이루어지게 된다.

본 고안에 따른 배기장치의 다른 실시예를 나타낸 도 5를 참조하면, 이는 자동차의 저면부에 설치되는 주변장치들의 간섭을 피하여 외기파이프(50)의 입구측 위치를 변경시킨 구조로서, 상기 외기파이프(50)를 케이스몸체(21)를 관통하여 배기파이프(70)와 동심으로 결합시킨 구조를 가진다. 다른 구성요소들은 상기 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 본 고안 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로써, 도 3의 실시예에 배기파이프(70)와 외기파이프(50)를 더 구비한 장치로서 배기량을 더욱 증대시킨다.

상술한 바와 같은 본 고안은 상기 실시예에 한정되지 아니하고 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 많은 변형을 가하여 실시될 수 있음은 두 말할 것도 없다.

상술한 바와 같은 본 고안 배기장치는 주행중 외기파이프를 통하여 유입된외기가 배기파이프의 측구측에서 토출되도록 함으로써 배기파이프 출구측 단부 주변을 감압시킴으로써 배기가스의 배출속도를 향상시킨다. 이에 따라서 엔진의 출력이 향상되어 지고 또한 연비향상에도 유리해진다.

또한, 통상의 소음기의 외형부피를 증대시키지 아니하고 외기의 유입을 가능하게 함으로써, 즉 외기파이프를 배기파이프와 동심으로 결함시키고 외기파이프의 입구부분을 공기저항이 큰 측면판을 관통하여 지지시킴으로써 공기저항을 저감하여 소음 및 출력향상에 유리하다.

Claims (5)

1. 연소실에서 연소된 배기가스가 유입되는 유입파이프와, 유입된 배기가스가 팽창되는 챔버를 형성하는 케이스와, 팽창되어 압력이 낮아진 배기가스를 대기중으로 배출시키는 배기파이프를 구비하는 자동차의 배기장치에 있어서,

   자동차의 주행중 외부공기가 유입되는 외기파이프가 상기 배기파이프의 내측에 동심으로 결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스는 중공의 케이스몸체와, 이 케이스몸체의 양단부를 폐쇄시키는 측면판으로 이루어지고,

   상기 외기파이프는 자동차의 전방측 측면판을 관통하여 상기 배기파이프와 결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스는 중공의 케이스몸체와, 이 케이스몸체의 양단부를 폐쇄시키는 측면판으로 이루어지고,

   상기 외기파이프는 상기 케이스몸체를 관통하여 상기 배기파이프와 결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기파이프의 입구측 단부에 금속그물망이 마련된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기파이프의 출구측 단부는 상기 배기파이프의 단부보다 길게 돌출되게 마련되고,

   상기 배기파이프의 단부에 상기 돌출된 외기파이프의 단부를 보호하고 대기중의 측방향 풍압을 차단시키는 보조파이프가 결합된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기장치.