KR100534923B1 - 자동차의 배기계구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 배기계구조에 관한 것으로, 촉매변환기(12)와 마주 대하는 실린더블록(2)에 돌출 형성되는 실린더블록 플랜지(2a)와, 상기 촉매변환기(12)의 외주면을 부분적으로 감싸면서 상기 실린더블록 플랜지(2a)와 복수개의 볼트(31)를 통해 체결되는 클램프부재(40)를 포함하도록 구성되어져, 엔진 작동시 상기 촉매변환기(12)의 상하방향 열팽창은 자유롭게 되고 반대로 전후방향 및 수평방향의 진동에 대해서는 상기 클램프부재(40)에 의해 효과적으로 구속이 가능하게 되어, 상기 촉매변환기(12)의 내구성 및 전체적인 배기계의 수명이 대폭 증대되도록 된 것이다.

Description

자동차의 배기계구조{exhaust system structure of vehicle}
본 발명은 자동차의 배기계구조에 관한 것으로, 특히 고온의 열피로 인해 균열이 가장 많이 발생하는 촉매변환기를 실린더블록에 지지하도록 구성함으로써 전체적인 강성을 크게 확보할 수 있도록 하는 자동차의 배기계구조에 관한 것이다.
일반적인 차량의 배기계는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 실린더헤드(1)에 볼트 체결되는 배기매니폴드(11)와, 이 배기매니폴드(11)의 하단에 연결되어 배기가스에서 배출되는 CO, HC, NOx등의 유해한 가스를 산화 환원반응을 통하여 무해한 가스로 변환하는 촉매변환기(12;WCC -Warm Up Catalytic Converter)와, 이 촉매변환기(12)와 연결되어 무해한 가스를 대기중으로 방출하는 배기파이프(13)등으로 구성된다.
여기서, 상기 배기파이프(13)상에는 엔진과 배기계의 상대운동에 의한 배기계 변형을 감쇄 및 흡수하는 벨로우즈(14;Bellows)가 구비되며, 또한 상기 배기파이프(13)에는 배기소음의 감쇄 및 배기가스의 냉각기능을 수행하는 보조소음기와 주소음기도 함께 구비된다.
그리고, 상기 촉매변환기(12)의 하단에 위치한 배기파이프(13)는 탄성력을 갖춘 지지브라켓트(21)를 통해 실린더블록(2)에 지지되도록 구성된다.
그러나, 상기와 같이 지지브라켓트(21)를 이용해 배기파이프(13)를 실린더블록(2)에 지지시키는 종래 배기계의 구조는, 엔진 작동시 상대적으로 중량이 큰 촉매변환기(12)의 상하방향 열팽창에 대해서는 비교적 자유로운 조건을 구현시킬 수는 있으나, 전후방향과 수평방향의 진동에 대해서는 거의 구속을 하지 못함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 상기 촉매변환기(12)와 배기매니폴드(13)가 연결되는 부위(M) 및 상기 지지브라켓트(21)가 고온의 열피로 인해 균열이 발생되고, 이를 방치할 경우에는 상기의 부위(M)가 파단에 이르게 되어 전체적으로 배기계의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 엔진 작동시 상대적으로 중량이 크고 또한 고온의 열피로 인해 균열이 가장 많이 발생하는 촉매변환기를 클램프부재를 이용해 실린더블록에 지지되도록 구성함으로써, 상기 촉매변환기와 배기매니폴드의 연결부위에서 균열이 발생하는 것을 미리 예방할 수 있도록 함은 물론, 결과적으로는 전체적인 내구성을 향상시킴으로써 배기계의 수명을 증대시킬 수 있도록 하는 자동차의 배기계구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기계구조는, 촉매변환기와 마주 대하는 실린더블록에 돌출 형성되는 실린더블록 플랜지와, 상기 촉매변환기의 외주면을 부분적으로 감싸면서 상기 실린더블록 플랜지와 복수개의 볼트를 통해 체결되는 클램프부재를 포함하여 구성되는 한편; 상기 클램프부재는, 횡방향을 따라 띠형상으로 된 다수개의 리브가 서로 이격되면서 적층식으로 형성되고 엔진 작동시 촉매변환기의 상하방향 열팽창에 대해서는 자유롭게 구현되도록 하면서 전후방향 및 수평방향의 진동에 대해서는 구속이 가능하도록 상기 촉매변환기의 외주면을 탄력적으로 가압하면서 감싸는 밴드부와, 상기 밴드부로부터 절곡 형성되면서 각각의 선단은 상기 실린더블록 플랜지와 중첩된 상태에서 볼트를 통해 결합이 이루어지는 복수개의 결합부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 배기계의 구조를 설명하기 위한 측면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배기계는 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더헤드(1)에 볼트 체결되는 배기매니폴드(11)와, 이 배기매니폴드(11)의 하단에 연결되어 배기가스에서 배출되는 CO, HC, NOx등의 유해한 가스를 산화 환원반응을 통하여 무해한 가스로 변환하는 촉매변환기(12;WCC -Warm Up Catalytic Converter)와, 이 촉매변환기(12)와 연결되어 무해한 가스를 대기중으로 방출하는 배기파이프(13)등으로 구성된다.
그리고, 상기 배기파이프(13)상에는 엔진과 배기계의 상대운동에 의한 배기계 변형을 감쇄 및 흡수하는 벨로우즈(14;Bellows)가 구비되며, 또한 상기 배기파이프(13)에는 배기소음의 감쇄 및 배기가스의 냉각기능을 수행하는 보조소음기와 주소음기도 함께 구비된다.
한편, 본 발명에 따른 배기계는 상기 촉매변환기(12)와 마주 대하는 실린더블록(2)에 돌출 형성되는 실린더블록 플랜지(2a) 및, 상기 촉매변환기(12)의 외주면을 부분적으로 감싸면서 상기 실린더블록 플랜지(2a)와 복수개의 볼트(31)를 통해 체결되는 클램프부재(40)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 클램프부재(40)는 촉매변환기(12)의 외주면을 탄력적으로 가압하면서 감싸는 밴드부(41)와, 이 밴드부(41)로부터 절곡 형성되면서 각각의 선단은 상기 실린더블록 플랜지(2a)와 중첩된 상태에서 볼트(31)를 통해 결합이 이루어지는 복수개의 결합부(43)로 구성된다.
그리고, 상기 밴드부(41)에는 횡방향을 따라 띠형상으로 된 다수개의 리브(41a)가 서로 이격되면서 적층식으로 형성된다.
상기 밴드부(41)는 엔진 작동시 촉매변환기(12)의 상하방향 열팽창에 대해서 자유로운 조건을 구현시키는 기능을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 배기계의 구조는 엔진 작동시 상대적으로 중량이 크고 또한 고온의 열피로 인해 균열이 가장 많이 발생하는 촉매변환기(12)가 클램프부재(40)를 통해 실린더블록(2)에 지지되도록 구성됨으로써, 상기 촉매변환기(12)의 강성이 대폭 증대됨은 물론 전체적인 배기계의 수명도 대폭 증대되는 잇점이 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 클램프부재(40)를 이용해 중량이 큰 촉매변환기(12)가 직접 실린더블록(2)에 지지되도록 구성되면, 엔진 작동시 상기 촉매변환기(12)의 상하방향 열팽창은 클램프부재(40)의 밴드부(41)에 의해 비교적 자유롭게 구현되게 된다.
그리고, 상기 촉매변환기(12)의 전후방향 및 수평방향의 진동에 대해서는 상기 밴드부(41)를 통해 효과적으로 구속이 가능하게 됨으로써, 상기 촉매변환기(12)와 배기매니폴드(13)의 연결부위(M)에서 응력이 집중되는 현상을 예방할 수 있게 되고, 이에 따라 고온의 열피로 인해 상기 배기매니폴드(13)가 파손되는 현상도 예방할 수 있는 잇점이 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 촉매변환기가 클램프부재를 통해 실린더블록에 직접 지지되도록 구성됨으로써, 엔진 작동시 상기 촉매변환기는 상하방향의 열팽창이 자유롭게 되고 반대로 전후방향 및 수평방향의 진동에 대해서는 상기 클램프부재에 의해 효과적으로 구속이 가능하게 되므로, 상기 촉매변환기의 내구성과 전체적인 배기계의 수명이 대폭 증대되는 효과가 있게 된다.
도 1과 도 2는 일반적인 차량의 배기계 구성을 설명하기 위한 사시도 및 개략적인 측면도,
도 3은 종래 배기계의 응력집중부를 보여주기 위한 사시도,
도 4는 도 2의 대응도로서, 본 발명에 따른 배기계의 구조를 설명하기 위한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 배기계의 구조에서 촉매변환기를 지지하는 클램프부재를 설명하기 위한 분리상태도,
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2 - 실린더블록 2a - 실린더블록 플랜지
12 - 촉매변환기 31 - 볼트
40 - 클램프부재 41 - 밴드부
41a - 리브 43 - 결합부

Claims (3)

  1. 촉매변환기(12)와 마주 대하는 실린더블록(2)에 돌출 형성되는 실린더블록 플랜지(2a)와, 상기 촉매변환기(12)의 외주면을 부분적으로 감싸면서 상기 실린더블록 플랜지(2a)와 복수개의 볼트(31)를 통해 체결되는 클램프부재(40)를 포함하여 구성되는 한편;
    상기 클램프부재(40)는, 횡방향을 따라 띠형상으로 된 다수개의 리브(41a)가 서로 이격되면서 적층식으로 형성되고 엔진 작동시 촉매변환기(12)의 상하방향 열팽창에 대해서는 자유롭게 구현되도록 하면서 전후방향 및 수평방향의 진동에 대해서는 구속이 가능하도록 상기 촉매변환기(12)의 외주면을 탄력적으로 가압하면서 감싸는 밴드부(41)와, 상기 밴드부(41)로부터 절곡 형성되면서 각각의 선단은 상기 실린더블록 플랜지(2a)와 중첩된 상태에서 볼트(31)를 통해 결합이 이루어지는 복수개의 결합부(43)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기계구조.
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