KR20120136862A - 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진으로부터 연장된 배기파이프와 촉매장치로 연장되는 배기파이프를 상호 연결하는 2-웨이 벨로우즈를 공진음을 저감시킬 수 있는 구조로 새롭게 개선시킨 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은: 엔진으로부터 촉매컨버터의 바로 전 위치까지 길게 연장되어 합류되는 2개의 배기파이프가 각각 통과하는 한 쌍의 인터록파이프와; 상기 각 인터록파이프의 외경면을 감싸면서 그 양단부가 배기파이프에 접합되는 벨로우즈와; 상기 각 인터록파이프가 상호 인접되며 고정되도록 인터록파이프의 양단부에 삽입되는 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트의 외표면에 씌워지는 마감용 캡과; 상기 인터록파이프와 벨로우즈의 사이공간에 형성되는 공명실; 로 구성하되, 상기 인터록파이프에 공명실과 통하는 복수의 타공을 형성하여서 달성된 것을 특징으로 하는 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치를 제공한다.

Description

엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치{2-Way bellows for exhaust system having resonance chamber}

본 발명은 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진으로부터 연장된 배기파이프와 촉매장치로 연장되는 배기파이프를 상호 연결하는 2-웨이 벨로우즈를 공진음을 저감시킬 수 있는 구조로 새롭게 개선시킨 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 차량 배기 시스템은 엔진으로부터 배출되는 고열의 연소성분 및 배기가스를 외부로 여과시켜 배출시키기 위한 구성으로서, 3원촉매컨버터를 비롯하여 배기파이프 및 머플러(muffler) 등을 포함하고 있다.

첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 6기통 엔진의 배기측으로부터 2개의 배기파이프(12,14)가 연장되고, 이 2개의 배기파이프(12,14)는 소정 지점에서 합류된다.

이때, 상기 2개의 배기파이프(12,14)가 합류된 합류부(34)에는 벨로우즈(10)가 설치되고, 벨로우즈(10)로부터 촉매컨버터(20)까지 단일 파이프 형태의 배기파이프가 연결된다.

상기 벨로우즈(10)는 일종의 주름관으로서, 합류부(34)와 촉매컨버터(20)로 연장되는 단일 배기파이프(36)를 상호 연결시키는 동시에 엔진 거동에 따른 진동을 절연시키고, 노면으로부터 배기계통으로 전해지는 진동이 엔진으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.

현재 양산중인 V6 엔진 프론트 머플러 대비 저중속 토크 개선을 위하여, 2개의 배기파이프가 합류되는 합류부를 보다 후방으로 이동시키는 구조를 개발중에 있다.

다시 말해서, 상기 합류부(34)를 후방쪽으로 이동시키면 즉, 2개의 배기파이프(12,14)의 길이(ℓ1,ℓ2)를 보다 길게 적용하면, 배기가스의 간섭에 의해 맥동이 감소하여 엔진의 저중속 토크 저하를 개선할 수 있으므로, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 2개의 배기파이프(12,14)를 후방쪽으로 길게 연장시켜 촉매컨버터(20)의 바로 전 위치에 합류부(34)를 형성하는 동시에 2개의 배기파이프(12,14)를 지지할 수 있는 2-웨이 벨로우즈를 적용시킨 구조를 개발하고 있다.

그러나, 엔진의 저중속 토크 개선을 위해 2개의 배기파이프(12,14)의 합류부(34)를 후방으로 이동시킴에 따라, 2개의 배기파이프의 길이(ℓ1,ℓ2)가 길어지다 보니, 파이프 길이 증대로 인하여 공명음이 발생하는 단점이 있고, 이는 배기 소음 악화 및 실내 소음에 악영향 주어 상품성을 저하시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진으로부터 촉매컨버터의 바로 전 위치까지 길게 연장되어 합류되는 2개의 배기파이프를 2-웨이 벨로우즈로 지지하되, 2-웨이 벨로우즈내에 공명음을 저감시키는 수단을 형성하여, 배기파이프의 길이 증대로 인한 공명음을 저감시킬 수 있고, 배기 소음 저감 및 실내 소음 저감을 도모할 수 있도록 한 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진으로부터 촉매컨버터의 바로 전 위치까지 길게 연장되어 합류되는 2개의 배기파이프가 각각 통과하는 한 쌍의 인터록파이프와; 상기 각 인터록파이프의 외경면을 감싸면서 그 양단부가 배기파이프에 접합되는 벨로우즈와; 상기 각 인터록파이프가 상호 인접되며 고정되도록 인터록파이프의 양단부에 삽입되는 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트의 외표면에 씌워지는 마감용 캡과; 상기 인터록파이프와 벨로우즈의 사이공간에 형성되는 공명실; 로 구성하되, 상기 인터록파이프에 공명실과 통하는 복수의 타공을 형성하여서 달성된 것을 특징으로 하는 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 공명실은 각 인터록파이프가 서로 인접된 부분에서 바깥쪽으로 이어지는 원호 구간과, 벨로우즈의 내면 사이에 형성된 공간인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 벨로우즈의 내면과 함께 공명실을 형성하는 인터록파이프의 원호 구간에만 타공이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 엔진으로부터 연장되는 2개의 배기파이프 길이를 촉매컨버터 바로 전 위치까지 연장시켜 합류시키고, 각 배기파이프를 2-웨이 벨로우즈를 이용하여 각각 지지함에 따라, 배기가스의 간섭에 의해 맥동이 감소하여 엔진의 저중속 토크 저하를 개선할 수 있음을 물론이고, 2-웨이 벨로우즈의 구성중 인터록파이프에 타공을 형성하여 인터록파이프와 벨로우즈 간에 형성된 공명실과 통하도록 함으로써, 배기파이프의 길이 증대로 인한 공명음을 저감시킬 수 있고, 배기 소음 저감 및 실내 소음 저감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치를 나타내는 분리사시도,
도 2는 본 발명에 따른 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치를 나타내는 조립사시도,
도 3은 본 발명에 따른 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈가 설치된 모습을 보여주는 사시도,
도 4는 도 2의 A-A선 단면도,
도 5는 종래의 엔진 배기계용 벨로우즈 설치 상태를 설명하는 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 엔진으로부터 연장되는 2개의 배기파이프 길이를 촉매컨버터 바로 전 위치까지 연장시키는 동시에 각 배기파이프를 2-웨이 벨로우즈로 지지시켜서 배기가스의 간섭에 의해 맥동이 감소하여 엔진의 저중속 토크 저하를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 각 배기파이프의 길이 증대로 인한 공명음을 저감시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 첨부한 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 2-웨이 벨로우즈에 공명음을 흡수하여 저감시킬 수 있는 공명실(30)을 형성하고, 이 공명실로 공명음을 전달할 수 있는 타공(28)을 인터록파이프(16,18)에 형성시킨 점에 특징이 있다.

전술한 바와 같이, V6 엔진 프론트 머플러 대비 저중속 토크 개선을 위하여, 엔진으로부터 연장되는 2개의 배기파이프(12,14)의 말단부가 합쳐지는 합류부(34)를 보다 후방으로 이동시키고, 2개의 배기파이프(12,14)를 2-웨이 벨로우즈로 지지하게 된다.

상기 2-웨이 벨로우즈의 일 구성으로서, 한 쌍의 인터록파이프(16,18)가 구비되는 바, 엔진으로부터 촉매컨버터(20)의 바로 전 위치까지 길게 연장되어 합류되는 2개의 배기파이프(12,14)가 한 쌍의 인터록파이프(16,18)를 통과하여 연장된다.

이때, 상기 인터록파이프(16,18)의 배열 상태 즉, 서로 인접되며 나란히 배열된 상태를 유지시키기 위하여, 인터록 파이프(16,18)를 잡아주는 수단이 필요하며, 이에 인터록파이프(16,18)의 양단부에 엔드플레이트(22)가 삽입 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 엔드플레이트(22)는 두 개의 삽입구(24)가 형성된 타원형 구조로서, 엔드플레이트(22)의 각 삽입구(24)로 인터록파이프(16,18)의 양단부가 삽입되게 함으로써, 인터록파이프(16,18)에 대한 엔드플레이트(22)의 조립이 이루어진다.

또한, 상기 엔드플레이트(22)의 외경부에는 환형 띠편 형상으로 된 마감용 캡(26)이 더 씌워져 엔드플레이트(22)를 조여줌으로써, 인터록파이프(16,18)의 고정상태를 보다 견고하게 유지시킬 수 있다.

특히, 상기 각 인터록파이프(16,18)의 외경면을 감싸면서 벨로우즈(10)가 설치되는 바, 이 벨로우즈(10)의 양단부는 배기파이프(12,14)에 용접 등으로 접합 고정된다.

즉, 상기 벨로우즈(10)는 주름관으로서, 엔진으로부터 전달되는 진동을 절연하기 위하여 길이방향을 따라 사인 곡선과 유사한 주름부가 형성된 신축관으로서, 그 양단부가 배기파이프(12,14)에 용접 등에 의하여 접합된다.

본 발명에 따르면, 상기 인터록파이프(16,18)의 외경부와 벨로우즈(10)의 내면 사이공간에 공명실(30)이 형성된다.

상기 공명실(30)은 각 인터록파이프(16,18)가 서로 인접된 부분에서 바깥쪽으로 이어지는 원호 구간(32)과, 벨로우즈(20)의 내면 사이에 형성된 공간을 이용하게 된다.

보다 상세하게는, 상기 공명실(30)은 각 인터록파이프(16,18)의 서로 인접된 부분에서 바깥쪽으로 이어지는 원호구간(32)과, 이 원호구간(32)과 대응되는 벨로우즈(10)의 내면 사이에 형성된 공간이 된다.

특히, 상기 인터록파이프(16,18)에 공명실(30)과 통하는 복수의 타공(28)이 형성되며, 바람직하게는 벨로우즈(20)의 내면과 함께 공명실(30)을 형성하는 인터록파이프(16,18)의 원호 구간(32)에만 타공(28)이 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 2-웨이 벨로우즈내의 두 개의 인터록파이프의 원호 구간(32)에 타공(28)을 형성하고, 이 타공(28)과 통하는 공명실(30)을 원호 구간(32)과 벨로우즈(10)의 내면 사이 공간에 형성하여 헬름홀쯔 공명실 또는 천공형 소음기로 이용할 수 있도록 함으로써, 공명음 및 배기소음을 저감할 수 있다.

즉, 2개의 배기파이프에 대한 길이 증대로 인하여 공명음이 발생될 수 있지만, 공명음이 타공(28)을 통하여 공명실(30)로 전달되어 흡수 저감됨에 따라, 배기 소음 저감 및 실내 소음 저감을 도모할 수 있다.

또한, 보통 배기소음 저감을 위해 배압을 증가시켜 엔진 성능이 저하되나, 본 발명에서는 좌측(LH) 및 우측(RH) 배기가스의 간섭이 바로 발생하지 않도록 인터록파이프에서 댐핑 역할을 하기 때문에 엔진 성능도 그대로 유지할 수 있다.

10 : 벨로우즈
12,14 : 배기파이프
16,18 : 인터록파이프
20 : 촉매컨버터
22 : 엔드플레이트
24 : 삽입구
26 : 마감용 캡
28 : 타공
30 : 공명실
32 : 원호 구간
34 : 합류부
36 : 단일 배기파이프

Claims (3)

1. 엔진으로부터 촉매컨버터(20)의 바로 전 위치까지 길게 연장되어 합류되는 2개의 배기파이프(12,14)가 각각 통과하는 한 쌍의 인터록파이프(16,18)와;
   상기 각 인터록파이프(16,18)의 외경면을 감싸면서 그 양단부가 배기파이프(12,14)에 접합되는 벨로우즈(10)와;
   상기 각 인터록파이프(16,18)가 상호 인접되며 고정되도록 인터록파이프(16,18)의 양단부에 삽입 장착되는 엔드플레이트(22)와;
   상기 엔드플레이트(22)의 외표면에 씌워지는 마감용 캡(26)과;
   상기 인터록파이프(16,18)와 벨로우즈(10)의 사이공간에 형성되는 공명실(30);
   로 구성되고,
   상기 인터록파이프(16,18)에 공명실(30)과 통하는 복수의 타공(28)을 형성하여서 달성된 것을 특징으로 하는 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공명실(30)은 각 인터록파이프(16,18)가 서로 인접된 부분에서 바깥쪽으로 이어지는 원호 구간(32)과, 벨로우즈(20)의 내면 사이에 형성된 공간인 것을 특징으로 하는 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 벨로우즈(20)의 내면과 함께 공명실(30)을 형성하는 인터록파이프(16,18)의 원호 구간(32)에만 타공(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진 배기계용 2-웨이 벨로우즈의 공진음 저감 장치.

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