KR100892526B1 - 자동차의 ｖ８ 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법 - Google Patents

자동차의 ｖ８ 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 플라스틱 재질로 서로 분리되도록 사출 제작된 후 진동 융착 방식으로 용접되어 서지 탱크와 다수의 러너를 이루는 상부 쉘(shell) 및 하부 쉘(shell)과; 상기 러너의 상단 내측에 설치되며, 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치되어 상기 밸브 축에 대해 회전되는 스월 밸브로 구성된 스월 밸브 모듈과; 상기 밸브 축을 회전시키기 위해 모터 축이 마련된 모터와, 상기 모터 축의 구동력을 상기 밸브 축으로 전달하기 위한 로드로 구성된 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 조립방법에 있어서, 상부 서지탱크 및 상부 러너로 구성된 상부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와; 하부 서지 탱크 및 하부 러너로 구성된 하부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와; 상기 하부 러너의 상단에 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치하여 상기 밸브 축에 대해 회전하는 스월 밸브가 조립된 스월 밸브 모듈을 장착하는 단계와; 상기 상부 서지탱크가 상기 하부 서지 탱크에 맞닿아 서지 탱크를 형성하고 상기 상부 러너가 상기 하부 러너에 맞닿아 러너를 형성하도록 상기 상부 쉘 및 상기 하부 쉘을 진동 융착 방식으로 용접하는 단계와; 상기 서지 탱크의 일측에 모터를 장착한 후 로드를 이용하여 상기 모터의 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 상부 쉘 및 하부 쉘이 서로 분리된 상태에서 사출 제작되기 때 문에, 스월 밸브 유닛을 러너의 하단부에 설치하였던 종래에 비해 스월 밸브 모듈을 러너의 상단 내측에 설치할 수 있어 러너의 길이가 증대되는 효과를 이룰 수 있어 스월비(Rs, Swirl Ratio)가 향상될 수 있다.

Description

자동차의 Ｖ８ 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법{INTAKE MANIFOLD FOR V8 ENGINE OF VEHICLE AND ASSEMBLING METHOD THE SAME}
본 발명은 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 러너의 상단 내측에 스월 밸브 모듈이 장착 가능하여 러너 길이가 증대되는 효과를 얻음으로써 스월비(Rs, Swirl Ratio)가 향상될 수 있는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진은 실린더 헤드와 실린더 블록이 형성하는 연소실 내에 적정 비율의 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시킴으로써 발생하는 운동 에너지를 차량의 구동에 이용하도록 하는 장치이다.
자동차의 엔진에 공급되는 공기는 실린더 헤드에 장착되는 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 공급되는데, 종래의 자동차의 흡기 매니폴드(101)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 쓰로틀 바디(미도시)를 통해 유입된 공기가 혼합되는 서지 탱크(130)와, 서지 탱크(130)에서 각 연소실로 공기를 분배하도록 서지 탱크(130)로부터 분기 형성된 복수의 러너(150)로 구성된다.
러너(150)는 기통수에 맞추어 복수개 마련되는데, 러너(150)의 하단부에는 밸브 축(161)과, 밸브 축(161)에 대해 회전 되어 러너(150)의 공기 유로를 개폐하는 스월 밸브(swirl valve, 162)로 구성된 스월 밸브 유닛(160)이 설치되어 있다. 이 때, 서지 탱크(130)의 일측에는 밸브 축(161)을 회전시켜 스월 밸브(162)를 회전시키기 위한 모터(170)가 장착되어 있다.
여기서, 스월 밸브(162)는 러너(150)에 하나 건너 하나씩 설치되어 저속/저부하 영역인 경우에는 해당 러너(150)의 공기 유로를 폐쇄하여 스월비(Rs, Swirl Ratio)를 증대시킴으로써 스모크 및 질소산화물(NOx)을 저감시키고, 고속/고부하 영역인 경우에는 해당 러너(150)의 공기 유로를 개방하여 유량 계수를 증대시켜 엔진 출력 및 연비를 향상시킨다.
그런데, 이러한 종래의 자동차의 흡기 매니폴드(101)에서는, 스월 밸브 유닛(160)을 이루는 밸브 축(161) 및 스월 밸브(162)가 서로 분리된 상태에서 러너(150)의 하단부에 개별적으로 조립되어야 하고, 러너(150)의 하단부 양측에 밸브 축(161)이 삽입되기 위한 축 삽입공(미도시)을 가공해야하므로 조립 공수가 증가되어 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 스월비(Rs)가 증대되기 위해서는 러너(150)의 길이가 증대되어야 하나, 흡기 매니폴드(101)가 알루미늄으로 주물 제작되므로, 밸브 축(161) 및 스월 밸브(162)로 구성된 스월 밸브 유닛(160)이 러너(150)의 하단부에만 장착 가능하고 상단부에는 장착(러너(150)의 길이가 증대되는 효과가 있음)될 수 없는 구조이므로, 스월비를 증대시키기에는 한계가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 밸브 축 및 스월 밸브를 각 러너에 개별적으로 조립할 필요가 없고 각 러너에 밸브 축이 삽입되는 축 삽입공을 가공할 필요가 없으므로 제조 원가가 절감될 뿐만 아니라, 러너의 상단 내측에 스월 밸브 모듈이 장착 가능하여 러너 길이가 증대되는 효과를 얻음으로써 스월비(Rs, Swirl Ratio)가 향상될 수 있는 자동차의 흡기 매니폴드 및 그 조립방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드에 있어서, 플라스틱 재질로 서로 분리되도록 사출 제작된 후 진동 융착 방식으로 용접되어 서지 탱크와 다수의 러너를 이루는 상부 쉘(shell) 및 하부 쉘(shell)과; 상기 러너의 상단 내측에 설치되며, 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치되어 상기 밸브 축에 대해 회전되는 스월 밸브로 구성된 스월 밸브 모듈과; 상기 밸브 축을 회전시키기 위해 모터 축이 마련된 모터와, 상기 모터 축의 구동력을 상기 밸브 축으로 전달하기 위한 로드로 구성된 구동 유닛에 의해 달성된다.
여기서, 상기 구동 유닛은 상기 서지 탱크의 일측에 장착되며, 상기 로드는 최소 길이로 이루어져 상기 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 것이 바람직하다.
상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라, 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 조립방법에 있어서, 상부 서지탱크 및 상부 러너로 구성된 상부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와; 하부 서지탱크 및 하부 러너로 구성된 하부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와; 상기 하부 러너의 상단에 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치하여 상기 밸브 축에 대해 회전하는 스월 밸브가 조립된 스월 밸브 모듈을 장착하는 단계와; 상기 상부 서지탱크가 상기 하부 서지 탱크에 맞닿아 서지 탱크를 형성하고 상기 상부 러너가 상기 하부 러너에 맞닿아 러너를 형성하도록 상기 상부 쉘 및 상기 하부 쉘을 진동 융착 방식으로 용접하는 단계와; 상기 서지 탱크의 일측에 모터를 장착한 후 로드를 이용하여 상기 모터의 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 단계에 의해 달성된다.
여기서, 상기 로드는 최소 길이로 이루어져 상기 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상부 쉘 및 하부 쉘이 서로 분리된 상태에서 사출 제작되기 때문에, 스월 밸브 유닛을 러너의 하단부에 설치하였던 종래에 비해 스월 밸브 모듈을 러너의 상단 내측에 설치할 수 있어 러너의 길이가 증대되는 효과를 이룰 수 있어 스월비(Rs, Swirl Ratio)가 향상될 수 있는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 및 그 조립방법이 제공된다.
또한, 밸브 축과 스월 밸브를 하나의 몸체로 미리 조립한 상태의 스월 밸브 모듈을 러너의 상단 내측에 설치하기 때문에 종래에 비해 조립성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드가 실린더 헤드에 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 흡기 매니폴드를 분리한 분리 사시도로서, 본 발명에 따른 흡기 매니폴드(1)는 V8 엔진의 실린더 헤드에 장착되어 외기를 각 연소실로 안내한다. 이를 위해, 흡기 매니폴드(1)는 크게 서로 맞닿아 조립되어 서지 탱크(30)와 다수의 러너(50)를 이루는 상부 쉘(shell, 10) 및 하부 쉘(shell, 20)과, 다수의 러너(50)의 상단 내측에 설치되는 스월 밸브 모듈(60)과, 엔진 조건에 따라 스월 밸브 모듈(60)을 구동시키기 위한 구동 유닛(70)을 포함하여 이루어진다.
상부 쉘(10) 및 하부 쉘(20)은 플라스틱 재질로 서로 분리된 상태로 사출 제작된 후 진동 융착 방식으로 용접됨으로써, 서지 탱크(30)와 다수의 러너(50)를 구성한다.
상부 쉘(10)은 상부 서지탱크(31)와 상부 서지탱크(31)로부터 양측으로 분기 형성된 복수의 상부 러너(51)로 구성된다.
하부 쉘(20)은 상부 서지탱크(31)와 맞닿아 진동 융착 방식으로 용접됨으로써 서지 탱크(30)를 형성하는 하부 서지탱크(32)와, 하부 서지탱크(32)로부터 양측으로 분기 형성되어 복수의 상부 러너(51)와 맞닿아 진동 융착 방식으로 용접됨으로써 제1 뱅크(41) 및 제2 뱅크(42)를 이루는 복수의 하부 러너(52)로 구성된다.
여기서, 제1 뱅크(41)와 제2 뱅크(42)를 구성하는 다수의 러너(50)는 서지 탱크(30)를 중심으로 대칭되는 구조로 이루어져 있으므로, 이하에서는 제1 뱅크(41)를 구성하는 다수의 러너(50)를 중심으로 설명하기로 하겠다.
스월 밸브 모듈(60)은 밸브 축(61)과 밸브 축(61) 상에 소정 간격으로 설치되어 밸브 축(61)에 대해 회전하는 스월 밸브(62)로 구성된다. 이러한 스월 밸브 모듈(60)은 상부 쉘(10)과 하부 쉘(20)이 용접되기 전에, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 뱅크(41)와 제2 뱅크(42)를 각각 이루는 다수의 러너(50)의 상단 내측에 설치된다.
이와 같이, 본 발명의 주요 특징 중 하나는 상부 쉘(10) 및 하부 쉘(20)이 서로 분리된 상태에서 사출 제작되기 때문에, 스월 밸브 유닛(160)을 러너(150)의 하단부에 설치하였던 종래에 비해 스월 밸브 모듈(60)을 러너(50)의 상단 내측에 설치할 수 있어 러너(50)의 길이가 증대되는 효과를 이룰 수 있는 점에 있다. 그 결과, 러너(50)의 길이가 증대되어 스월비(Rs, Swirl Ratio)가 향상될 수 있다.
또한, 종래의 경우에는 스월 밸브 유닛(160)을 러너(150)의 하단부에 설치하기 위해서는, 러너(150)의 하단부에 밸브 축(161)과 스월 밸브(162)를 개별적으로 조립해야 하고 이를 위해 각 러너(150)의 양측에 축 삽입공을 가공해야 하므로 조립성이 저하되는 문제점이 있었는데, 본 발명에 따르면 밸브 축(61)과 스월 밸브(62)를 하나의 몸체로 미리 조립한 상태의 스월 밸브 모듈(60)을 러너(50)의 상단 내측에 설치하기 때문에 조립성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
구동 유닛(70)은 밸브 축(61)을 회전시키기 위해 모터 축(72)이 마련된 모터(71)와, 모터 축(72)의 구동력을 밸브 축(61)으로 전달하기 위한 로드(73)로 구성된다.
모터(71)는 전자 제어 유닛에 의해 제어되며, 엔진이 고속/고부하인 경우에 는 스월 밸브(62)가 설치된 러너(50)의 공기 유로가 개방되도록 모터(71)가 구동되고, 저속/저부하인 경우에는 스월 밸브(62)가 설치된 러너(50)의 공기 유로가 폐쇄되도록 모터(71)가 구동된다.
로드(73)는 모터 축(72)과 밸브 축(61)을 연결하여 모터 축(72)의 구동력을 밸브 축(61)으로 전달하기 위한 것으로서, 이 때 로드(73)는 최소 길이로 이루어져 있다. 즉, 로드(73)가 직선 바 모양으로 이루어져 밸브 축(61)의 일단과 모터 축(72)에 결합되는데, 스월 밸브 모듈(60)이 러너(50)의 하단이 아닌 상단에 위치하고 있기 때문에 로드(73)의 길이를 짧게 마련할 수 있는 것이다. 이에, 본 발명에 의하면, 스월 밸브 유닛(160)이 러너(150)의 하단에 위치하여 로드(미도시)의 길이가 길어져 스월 밸브 유닛(160)을 구동하기 위한 모터(170)의 구동 토크가 커야만 했던 종래에 비해, 로드(73)의 길이를 최소로 마련함으로써 스월 밸브 모듈(60)을 구동하기 위한 모터(71)의 구동 토크를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드(1)를 조립하는 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상부 서지탱크(31) 및 상부 러너(51)로 구성된 상부 쉘(10)과, 하부 서지탱크(32) 및 하부 러너(52)로 구성된 하부 쉘(shell, 20)을 플라스틱 사출 제작한다.
다음, 밸브 축(61)과, 밸브 축(61) 상에 소정 간격으로 스월 밸브(62)를 설치하여 스월 밸브 모듈(60)을 조립한 후, 하부 러너(52)의 상단에 하나의 몸체로 조립된 상기 스월 밸브 모듈(60)을 장착한다.
상기와 같이 스월 밸브 모듈(60)이 하부 쉘(20)에 장착되면, 상부 쉘(10)의 상부 서지탱크(31)가 하부 쉘(20)의 하부 서지탱크(32)에 맞닿도록 위치시키고 상부 쉘(10)의 상부 러너(51)가 하부 쉘(20)의 하부 러너(52)와 맞닿게 위치시켜 상부 쉘(10)과 하부 쉘(20)을 진동 융착 방식으로 용접한다. 이에, 상부 서지탱크(31)와 하부 서지탱크(32)가 용접되어 서지 탱크(30)를 형성하고, 상부 러너(51)와 하부 러너(52)가 용접되어 러너(50)를 형성하게 된다.
마지막으로, 서지 탱크(30)의 일측에 모터(71)를 장착하고, 로드(73)를 이용하여 모터(71)의 모터 축(72)과 밸브 축(61)을 연결함으로써 조립을 완료한다.
도 1은 종래의 자동차의 흡기 매니폴드를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드가 실린더 헤드에 장착된 상태를 도시한 사시도이고,
도 3은 도 2의 흡기 매니폴드를 분리한 분리 사시도이고,
도 4는 도 3의 스월 밸브 모듈이 러너의 상단 내측에 설치된 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 흡기 매니폴드 10 : 상부 쉘(shell)
20 : 하부 쉘(shell) 30 : 서지 탱크
31 : 상부 서지 탱크 32 : 하부 서지 탱크
41 : 제1 뱅크 42 : 제2 뱅크
50 : 러너 51 : 상부 러너
52 : 하부 러너 60 : 스월 밸브 모듈
61 : 밸브 축 62 : 스월 밸브
70 : 구동 유닛 71 : 모터
72 : 모터 축 73 : 로드

Claims (4)

  1. 플라스틱 재질로 서로 분리되도록 사출 제작된 후 진동 융착 방식으로 용접되어 서지 탱크와 다수의 러너를 이루는 상부 쉘(shell) 및 하부 쉘(shell)과;
    상기 러너의 상단 내측에 설치되며, 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치되어 상기 밸브 축에 대해 회전되는 스월 밸브로 구성된 스월 밸브 모듈과;
    상기 밸브 축을 회전시키기 위해 모터 축이 마련된 모터와, 상기 모터 축의 구동력을 상기 밸브 축으로 전달하기 위한 로드로 구성된 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 서지 탱크의 일측에 장착되며, 상기 로드는 최소 길이로 이루어져 상기 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 것을 특징으로 하는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드.
  3. 상부 서지탱크 및 상부 러너로 구성된 상부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와;
    하부 서지탱크 및 하부 러너로 구성된 하부 쉘(shell)을 플라스틱 사출 제작하는 단계와;
    상기 하부 러너의 상단에 밸브 축과, 상기 밸브 축 상에 소정 간격으로 설치하여 상기 밸브 축에 대해 회전하는 스월 밸브가 조립된 스월 밸브 모듈을 장착하는 단계와;
    상기 상부 서지탱크가 상기 하부 서지 탱크에 맞닿아 서지 탱크를 형성하고 상기 상부 러너가 상기 하부 러너에 맞닿아 러너를 형성하도록 상기 상부 쉘 및 상기 하부 쉘을 진동 융착 방식으로 용접하는 단계와;
    상기 서지 탱크의 일측에 모터를 장착한 후 로드를 이용하여 상기 모터의 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 조립방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로드는 최소 길이로 이루어져 상기 모터 축과 상기 밸브 축을 연결하는 것을 특징으로 하는 자동차의 V8 엔진용 흡기 매니폴드 조립방법.
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JP2004204792A (ja) 2002-12-26 2004-07-22 Aisan Ind Co Ltd 内燃機関の吸気装置
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