KR100589424B1

KR100589424B1 - 엔진의 흡기계 지지구조

Info

Publication number: KR100589424B1
Application number: KR1020040023293A
Authority: KR
Inventors: 주현철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2006-06-14
Also published as: KR20050098069A

Abstract

본 발명은 엔진의 실린더 블럭 상부측에 위치되는 흡기 시스템을 실린더 블럭에 고정시키기 위한 비교적 크기가 크고 무게가 무거운 스테이를 삭제하므로서 엔진 운전과정에서 스테이에 의한 진동과 소음의 발생을 줄이기 위한 엔진의 흡기계 지지구조에 관한 것으로,

흡기 매니폴드와 서지탱크를 포함한 흡기계가 엔진의 실린더 헤드 상측에 위치된 상태가 유지되도록 하기 위한 흡기계 지지장치에 있어서,

상기한 흡기 매니폴드의 양측에 돌출형성되며 그 도중에 상부 체결공이 마련된 체결돌부와;

상기한 체결돌부와 상하방향으로 대응된 채로 실린더 헤드에 조립되는 헤드 커버의 상측에 돌출형성되며 그 도중에는 하부 체결공이 형성된 실린더 헤드 보스부와;

상기한 헤드 커버 보스부와 체결부 간에 위치되는 지지구; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

흡기 매니폴드, 지지구, 헤드 커버

Description

엔진의 흡기계 지지구조{Mounting apparatus for intake system od engine}

도 1은 본 발명에 의해서 엔진 흡기계가 지지된 상태의 엔진 평면상태도.

도 2는 본 발명에 의해서 엔진 흡기계가 지지된 상태의 엔진 측면상태도.

도 3은 본 발명에 의한 지지구의 구성도.

도 4 내지 도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 11 : 실린더 헤드

15 : 헤드 커버 16 : 헤드 커버 보스부

17 : 볼트공 20 : 흡기계

21 : 흡기 매니폴드 22 : 서지탱크

24 : 체결돌부 25 : 체결공

26 : 너트 40 : 지지구

41 : 상부 플레이트 42 : 체결 볼트

43 : 하부 플레이트 44 : 체결 볼트

45 : 완충부재

본 발명은 엔진의 흡기계 지지구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 실린더 블럭 상부측에 위치되는 흡기계를 실린더 블럭에 고정시키기 위한 비교적 크기가 크고 무게가 무거운 스테이를 삭제하므로서 엔진 운전과정에서 스테이에 의한 진동과 소음의 발생을 줄이기 위한 엔진의 흡기계 지지구조에 관한 것이다.

차량에 탑재되는 V형 엔진의 경우에는 엔진의 좌우측에 실린더 헤드가 각각 마련되고, 실린더 헤드의 일측에는 각각 엔진 구동을 위한 공기가 연소실로 유입될 수 있도록 안내하기 위한 흡기 포트가 마련된다.

한편, 상기한 흡기 포트로 에어 클리너에서 정화된 후의 대기가 유입될 수 있도록 유도해주기 위한 흡기 매니폴드와 서지탱크로 구성되는 흡기계가 상기한 엔진의 실린더 헤드의 상부측에 위치된다. 이러한 흡기계는 각 엔진의 사양에 따라서 차이는 있지만 금속재질로 형성되는 것이 보통이므로서, 엔진의 전체 무게를 가중시키게 될 뿐만 아니라 엔진의 운전 중에 전달되는 진동에 의해서 소음을 발생시키는 원인이 된다.

도 4와 도 5는 종래의 일반적인 엔진 흡기계의 지지상태를 도시한 도면으로서, 도 4는 장착상태 사시도이고 도 5는 장착상태 평면도이다.

실린더 헤드(11)가 양측에 마련되는 V형 엔진(10)에서 흡기 매니폴드(21)와 서지탱크(22)가 일체로 형성된 흡기계(20)가 상기 실린더 헤드(11)의 상부측에 장착된 상태이다. 상기한 흡기계(20)를 지지하기 위해서 스테이(30)가 사용된 모습으로 형성되며, 상기 스테이(30)는 금속재질의 판형상에 살빼기가 형성된 상태를 보 인다. 그리고 스테이(30)의 상부측은 흡기계(20)의 하부측에 볼트 결합되며 그 하측은 실린더 블럭(11)의 도중에 볼트 결합되는 상태로 조립되므로서, 상기 흡기계(20)의 중량을 버티어 흡기계(20)가 장착된 상태가 유지될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기한 엔진(10)을 엔진 룸을 구성하는 차체 프레임에 마운팅하기 위해서 엔진의 전방과 후방 및 측면측에는 엔진 마운팅 브라켓(31,32,33)이 실린더 블럭(12)과 변속기(13) 등에 일체로 형성된다. 엔진 마운팅 브라켓(31,32,33)은 그 위치 및 장착상태에 따라서 형태 및 크기는 도면에 도시된 바와 같이 달리 형성될 수 있다.

그런데 상기와 같이 스테이에 의해서 흡기계가 지지되는 구조에 있어서는, 차량이 운전되는 경우에 엔진과 변속기가 결합된 상태의 파워 트레인이 진동하게 되므로서 발생되는 파워 트레인 굽힘 진동(Powertrain Bending)이 발생되고, 이 파워 트레인 굽힘 진동으로 인한 가진력이 상기한 엔진 마운팅 브라켓을 통하여 차체에 전달되므로서 심각한 소음이 야기되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 파워 트레인 굽힘 진동에 의해서 엔진의 선단부와 변속기의 선단부가 서로 상하 방향으로 휘어지는 모양으로 동적거동이 발생되는 원인이 되고, 엔진 내부의 부품 및 변속기 내부에 마련된 기어와 축의 결합상태를 어긋나게 하므로서 이음이 발생되는 원인이 되며, 엔진 및 변속기를 구성하는 각 부품의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 그리고 이런 진동현상이 발생되는 주파수 대역은 일반적으로 엔진의 상용 운전 영역에서 존재하게 되는데, 이는 파워 트레인의 진동현상이 엔진의 운전 중에서 공진을 유발하는 상태를 의미하며, 이로 인한 현상들로 인해서 구성부품의 내구성 및 차량의 NVH 측면에서 불리한 영향을 끼치는 원인이 된다.

일반적으로 파워 트레인의 굽힘강성은 변속기와 엔진이 장착되는 면 주위의 강성에 따라 대부분 파워 트레인의 굽힘 진동수가 결정되지만 흡/배기 시스템, 알터네이터, 스타터 등의 보기류와 파워 트레인 본체와 동적 연성관계가 형성되므로서 파워 트레인의 굽힘 진동수에 많은 영향을 미치는 경우가 있다. 이러한 맥락에서 상기한 바와 같은 스테이를 이용하여 흡기계를 실린더 헤드에 장착하는 경우에 파워 트레인 본체와 흡기계 간의 동적 연성이 매우 강하게 발생되어 파워 트레인의 굽힘강성이 저하되는 원인이 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 실린더 블럭 상부측에 위치되는 흡기 시스템을 실린더 블럭에 고정시키기 위한 비교적 크기가 크고 무게가 무거운 스테이를 삭제하므로서 엔진 운전과정에서 스테이에 의한 진동과 소음의 발생을 줄이기 위한 엔진의 흡기계 지지구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

또한, 본 발명의 또 다른 특징으로 상기한 지지구는 그 상하부에 외측을 향해 체결 볼트가 돌출형성된 상부 플레이트와 하부 플레이트가 형성되고, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에는 고무재의 완충부재가 소정의 두께로 개재된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 흡기계 지지구조의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해서 엔진 흡기계가 지지된 상태의 엔진 평면상태도이고, 도 2는 본 발명에 의해서 엔진 흡기계가 지지된 상태의 엔진 측면상태도이며, 도 3은 본 발명에 의한 지지구의 구성도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명에 의한 지지구를 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호를 그대로 인용하기로 한다.

우선, 흡기계(10)를 구성하는 흡기 매니폴드(21)의 도중 양측이 위치되는 실린더 헤드 커버(15)의 상부 도중에는 헤드 커버 보스부(16)가 형성되는데, 상기 헤 드 커버 보스부(16)의 도중에는 내주연에 나사면이 마련된 볼트공(17)이 마련된다.

그리고 상기한 볼트공(17)이 대응되는 위치의 흡기 매니폴드(21) 양측 도중에는 체결공(25)이 마련된 체결돌부(24)가 돌출형성된다.

실린더 헤드(11)의 상측에 흡기 매니폴드(21)를 조립할 경우에 상기한 헤드 커버 보스부(16)와 흡기 매니폴드(21)에 돌출형성된 체결돌부(24) 간에는 소정의 간격이 유지된다.

한편, 상기한 지지구(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(43)가 소정의 간격이 유지되는 채로 배치되고, 상기 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(43) 사이에 고무재의 완충부재(45)가 개재된 상태로 구성된다. 또한, 상부 플레이트(41)의 상측과 하부 플레이트(43)의 하측에는 각각 타부재에 체결되도록 하기 위한 체결 볼트(42,44)가 소정의 길이로 돌출형성된다.

상기와 같이 형성된 지지구(40)는 흡기 매니폴드(21)에 마련된 체결돌부(24)와 헤드 커버 보스부(16) 간에 위치되는데, 이 과정에서 상기 하부 플레이트(43)의 하측으로 돌출형성된 체결 볼트(44)는 헤드 커버 보스부(16)에 마련된 볼트공(17)에 나사결합되고, 상부 플레이트(41)의 상측으로 돌출형성된 체결 볼트(42)는 흡기 매니폴드(21)의 양측에 마련된 체결공(25)에 끼워진 채로 체결돌부(24)의 상측에서 그 끝단에 너트(26)가 체결된다. 상기한 체결 볼트(42)와 너트(26)를 체결하는 과정에서 그 결합부에는 너트(26)의 풀림 방지를 위한 와셔 등이 사용되는 것이 바람직한다.

한편, 흡기 매니폴드(21)와 서지탱크(22)를 포함한 상기 흡기계(20)가 본 발 명에 의한 지지구(40)에 의해서 실린더 헤드 커버(15)의 상측에 지지되므로서, 종래기술의 흡기계 지지구조에 의한 스테이의 삭제가 가능하게 된다. 따라서 일반적으로 중량이 1~1.2 Kg에 달하는 스테이의 삭제에 의해서 엔진의 무게가 감소될 수 있으며 스테이의 제작 및 부착에 따른 비용이 절감될 수 있다.

이상과 같이 엔진의 헤드 커버 상측으로 본 발명에 의한 지지구(40)에 의해서 흡기계(20)가 체결되는 구조에 의하면, 엔진(10)과 흡기계(20)에서 발생되는 진동이 상기한 지지구(40)의 완충부재(45)에 의해서 흡수되고, 파워 트레인 본체 진동과 공깆 발생을 억제시켜 파워 트레인의 결합강성을 높일 수 있게 된다.

또한, 흡기 매니폴드(21)의 양측을 실린더 헤드 커버(15)에 조립시켜 파워 트레인 본체와 흡기 시스템 간의 동적 연성관계를 회피시킴에 따라서 파워 트레인의 고유진동수를 기존의 파워 트레인 보다 높은 파워 트레인 체결 강성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 파워 트레인의 결합강성이 좋아지게 되므로서 엔진 주변에 장착되는 부품들의 진동에 의한 내구성 및 NVH 측면이 종래기술이 적용되는 경우보다 유리하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 흡기 매니폴드와 서지 탱크를 포함한 엔진의 흡기계를 실린더 헤드 상측에 위치시키기 위해서 사용되었던 종래기술에의한 스테이가 삭제되는 대신에 본 발명에 의한 지지구를 사용하여 흡기 매니폴드와 실린더 헤드 커버 간을 결합시키게 되므로서, 스테이 삭제에 따른 엔진의 중량 및 제작 비용이 감소된다. 또한 본 발명에 의한 지지구의 완충부재에서 엔진 및 흡기계에서 전달되는 진동이 흡수되므로서 파워 트레인 본체와 흡기 시스템 간의 동적 연성관계를 획기적으로 회피시킴으로서 종래기술에 의한 파워 트레인의 결합강성보다 높은 결합강성을 가질 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims

흡기 매니폴드와 서지탱크를 포함한 흡기계가 엔진의 실린더 헤드 상측에 위치된 상태가 유지되도록 하기 위한 흡기계 지지장치에 있어서,

상기한 흡기 매니폴드(21)의 양측에 돌출형성되며 그 도중에 체결공(25)이 마련된 체결돌부(24)와;

상기한 체결돌부(24)와 상하방향으로 대응된 채로 실린더 헤드(11)에 조립되는 헤드 커버(15)의 상측에 돌출형성되며 그 도중에는 볼트공(17)이 형성된 헤드 커버 보스부(16)와;

상기한 헤드 커버 보스부(16)와 체결돌부(24) 간에 위치되는 지지구(40)를 포함하여 구성되되,

상기 지지구(40)는 그 상하부에 외측을 향해 체결 볼트(42,44)가 돌출형성된 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(43)가 형성되고, 상기 상부 플레이트(41)와 하부 플레이트(43) 사이에는 고무재의 완충부재(45)가 소정의 두께로 개재된 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기계 지지구조.
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