KR100418801B1 - 내연기관의 배기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

배기가스의 상호 간섭을 피하여 성능을 향상시키고, 생산원가를 절감할 목적으로;

상류 단부가 엔진의 1, 4 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제1, 4루트와, 상단부가 엔진의 2, 3 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제 2, 3 루트로 이루어져 일체형으로 형성되는 배기 매니폴드와;

상기 매니폴드의 제1, 4루트의 하류 단부와 제2, 3루트의 하류 단부에 각각 연결되는 제1, 2 입구가 형성되고, 그 하류측은 한데 모아지되, 격벽을 두고 분리된 상태에서 촉매와 접할 수 있도록 촉매 캔과 직접 연결되고, 상기 격벽 부분에 양측 배기가스와 모두 접할 수 있는 산소센서를 배치할 수 있도록 산소센서 설치부가 형성된 보스를 포함하여 이루어지는 내연기관의 배기가스 매니폴드 어셈블리를 제공한다.

Description

내연기관의 배기 매니폴드{ASSEMBLY OF EXHAUST MANIFOLD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 배기 매니폴드 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스의 상호 간섭을 피하여 성능을 향상시키고, 배기 정화성능을 향상시킬 수 있도록 한 내연기관의 배기 매니폴드 어셈블리에 관한 것이다.

최근 배기가스 규제가 강화됨에 따라 가솔린 엔진에서는 삼원 촉매를 사용하여 후처리 개념의 배기가스 정화시스템을 채택하고 있는데, 이전에는 엔진 배기관 하류에 UCC(Upstream Catalyst Converter)를 장착하여 배기가스를 정화하는 것이 통상적이었다.

그러나 배기가스 규제가 강화되면서 초기 시동시의 에미션 저감이 중요한 요소로 작용하면서 촉매의 위치를 엔진쪽으로 이동시켜야 하는 조치로서 촉매 위치를 배기 매니폴드 하류측단에 직접 설치하게 되었으며, 이러한 방식을 CCC(Closed Couple Catalyst Converter)라고 하고 있다.

상기 CCC에 적용되는 초기 매니폴드는 도 4의 (A)에서와 같이 각 실린더의 배기포트와 연결되는 배기 매니폴드 본체(100)의 하류 단부에 촉매(102)를 배치토록 하였다.

그러나 이 경우에는 실린더에 구분없이 한번에 배기 매니폴드를 통해 배기가스가 촉매(102)의 상단부에 집중되기 때문에 압력이 형성되어 다른 실린더의 배기행정을 간섭함은 물론 이로 인한 성능 저하가 이루어진다는 문제점을 내포하고 있다.

이에 따라 도 4의 (B)에서와 같이, 배기가스의 원활한 소기를 위하여 연소 순서에 따라 매니폴드(100)가 1-4 실린더, 2-3 실린더를 연결하여 2개의 루트를 통해 배기가 이루어지고, 이의 하류 단 각각에 촉매(102)를 배치함으로써, 상기 문제점을 해결하고자 하였다.

그러나 상기와 같은 배기 매니폴드를 형성하는 경우에 있어서는 배치 레이아웃상 촉매의 크기가 제약되어 충분한 촉매량을 확보하지 못한다는 문제점이 있다.

그리고 촉매가 독립되어 있어 각각에 산소센서를 설치하여야 하는 바, 원가상승은 물론 배기가스 제어의 대응이 복잡해진다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 촉매의 량을 증대시키지 못함으로 인하여 정화효과를 높이기 상기 촉매의 하류측에 UCC를 배치하여야 하는 바, 촉매의 가격이 급상승한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스의 상호 간섭을 피하여 성능을 향상시키고, 생산원가를 절감할 수 있는 내연기관의 배기 매니폴드 어셈블리를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 배기 매니폴드 어셈블리의 정면도.

도 2는 본 발명에 적용되는 보스의 하류 단부의 사시도.

도 3은 본 발명에 적용되는 보스의 평단면도.

도 4 (A)(B)는 종래 배기 매니폴드의 일예도이다

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 상류 단부가 엔진의 1, 4 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제1, 4루트와, 상단부가 엔진의 2, 3 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제 2, 3 루트로 이루어져 일체형으로 형성되는 배기 매니폴드와;

상기 매니폴드의 제1, 4루트의 하류 단부와 제2, 3루트의 하류 단부에 각각 연결되는 제1, 2 입구가 형성되고, 그 하류측은 한데 모아지되, 격벽을 두고 분리된 상태에서 촉매와 접할 수 있도록 촉매 캔과 직접 연결되고, 상기 격벽 부분에 양측 배기가스와 모두 접할 수 있는 산소센서를 배치할 수 있도록 산소센서 설치부가 형성된 보스를 포함하여 이루어지는 내연기관의 배기가스 매니폴드 어셈블리를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 매니폴드 어셈블리의 도면으로서, 이의 어셈블리는 매니폴드(2)와 보스(4), 그리고 촉매 캔(6)으로 이루어진다.

상기 매니폴드(2)는 상류 단부가 엔진의 1, 4 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제1, 4루트(8)(10)와, 상단부가 엔진의 2, 3 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제 2, 3 루트(12)(14)로 이루어져 일체형으로 형성된다.

그리고 상기 매니폴드(2)의 하류 단부에 연결되는 보스(4)는 상기 제1, 4루트(8)(10)의 하류 단부와 제2, 3루트(12)(14)의 하류 단부에 각각 연결되는 제1, 2 입구(16)(18)가 형성되고, 그 하류측은 한데 모아지되, 격벽(20)을 두고 분리된 상태에서 도 3에서와 같이 촉매 캔(6)과 일체로 형성된다.

이에 따라 배기 가스는 촉매 캔(6)의 상류측에서 서로 만나지 않고 촉매를 통과하게 된다.

또한, 상기 입구(16)(18)가 한데 모아지는 지점의 격벽(20) 부분에는 양측 배기가스와 모두 접할 수 있는 산소센서 설치부(22)가 도 2, 3과 같이 형성되어 이에 산소센서(24)가 장착된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 배기 매니폴드 어셈블리에 의하면, 4개의 각 실린더에서 나온 배기가스는 2개의 통로를 통해 배출되는 상태에서 산소센서(24)와 접한 뒤 별도로 촉매로 유입되어 정화된 후에 1개의 배기통로를 통해 배출됨으로써, 4 - 2 - 1 루트를 갖는 배기 매니폴드로서의 효과를 극대화할 수 있게 되는 것이다.

그리고 촉매의 상류측에서도 서로 섞이지 않음으로써, 압력 형성으로 타 실린더의 배기행정을 간섭하지 않게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면 촉매 상단에서 배기가스가 섞이지 않음으로써, 배기 간섭이 발생되지 않아 4 - 2 - 1 배기 매니폴드로서의 효과를 극대화할 수 있으며, 촉매를 엔진쪽에 근접시킴으로써, 초기 시동시의 정화성능을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 산소센서가 1개만 사용됨으로써, 생산 원가를 절감할 수 있는 배기가스 저하 로직을 기존대로 운용할 수 있으며, 촉매량을 늘려 불필요한 UCC등을 사용할 필요가 없는 상태에서 배기가스 규제에 대응할 수 있는 성능을 보유하게 되는 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 상류 단부가 엔진의 1, 4 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제1, 4루트와, 상단부가 엔진의 2, 3 실린더의 배기포트에 연결되고, 하류 단부가 하나로 연통되는 제 2, 3 루트로 이루어져 일체형으로 형성되는 배기 매니폴드와;

   상기 매니폴드의 제1, 4루트의 하류 단부와 제2, 3루트의 하류 단부에 각각 연결되는 제1, 2 입구가 형성되고, 그 하류측은 한데 모아지되, 격벽을 두고 분리된 상태에서 촉매와 접할 수 있도록 촉매 캔과 직접 연결되고, 상기 격벽 부분에 양측 배기가스와 모두 접할 수 있는 산소센서를 배치할 수 있도록 산소센서 설치부가 형성된 보스를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 배기가스 매니폴드 어셈블리.