자동차 배기계의 구조

연료를 연소시켜 동력을 얻는 자동차의 엔진은 매우 높은 고온, 고압의 배기가스가 배출됩니다. 이 배기가스를 원활하게 배출시키고 있는 것이 자동차의 배기시스템입니다. 일반적으로 이해되는 것과 같이, 배기시스템은 소음이라는 중요한 역할이 있습니다만, 실은 그 외에도 다양한 기능을 하고 있습니다. 그래서 이번에는 자동차의 배기시스템에 대한 구조와 역할을 설명합니다.

배기다기관(Exhaust manifold)

엔진에서 배출되는 배기가스를, 터보 자동차라면 터빈에, NA(자연 흡기) 자동차라면 촉매기로 보내는 역할을 합니다. 직렬 4기통 엔진이라면 4개를, 직렬 6기통 엔진이라면 6개의 관을 하나에 집합시키는 형상을 하고 있습니다. 애프터 파트는 배기 효율을 고집하여 같은 길이로 정렬하기 때문에 매우 복잡한 형상을 하고 있어 마치 예술 작품처럼 보이는 제품입니다. 단, 엔진 형식(직렬이나 V형 등)에 따라 모양이 달라 동일한 6기통 엔진도 V형의 경우, 한쪽 뱅크 3기통이 배기다기관과 쌍(2개)이 되는 것이 일반적입니다.

촉매기

터보 차량의 경우는 터빈에서 프런트 파이프를 통해, NA 차량이라면 배기다기관에서 직접 촉매기로 배기가스가 흘러갑니다. 촉매기는 배기가스에 포함된 유해물질을, 화학반응(환원 산화)에 의해 정화하는 중요한 역할을 하고 있습니다.

배기 파이프

촉매기 및 소음기 등 배기시스템의 각 부품을 연결하는 관이 배기 파이프입니다. 이 배기 파이프의 굵기나 디자인에 따라 엔진의 특성은 변화합니다. 일반적으로 지름이 크면 배기 저항이 감소하고 효율은 향상되지만 낮은 회전 영역에서는 토크가 손상될 수 있습니다. 지름이 작으면 낮은 회전 영역에서의 토크는 향상되지만, 고회전 영역에서의 배기 저항이 증대해 버립니다.

소음기

엔진에서 배출되는 고온, 고압의 배기가스를 그대로 밖으로 배출해 버리면 급격한 압력의 변화가 생겨 소음을 발생하게 됩니다. 소음기는 배기가스의 압력과 온도를 낮추고 소리의 발생을 억제하는 장치입니다. 또한 배기음을 드라이버가 선호하는 소리로 조정하는 역할도 하고 있습니다. 메인 소음기 하나만으로는 충분한 소음 효과를 얻을 수 없는 경우는 그것을 보완하기 위해 메인과는 별도로 엔진 가까이에 서브 소음기가 장착됩니다. 

이처럼 자동차 배기계 장치는 많은 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 이 배기계 장치를 튜닝하여 주행 성능을 크게 개선할 수 있습니다.