KR101668510B1 - 내연기관용 배출가스 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내연기관의 엔진블록에 고정될 수 있는 플랜지(12) 및 적어도 한 개의 배출가스 파이프(18)를 가지고, 상기 엔진블록과 멀어지는 방향을 향하는 측부에서 상기 플랜지(12)는 유체 라인(26)과 연결된 채널(22)을 가지며, 상기 채널(22)은 상기 배출가스 파이프(18) 내에서 측면 개구부(28)에 의해 상기 배출가스 파이프(18)의 내측부와 유동가능하게 연결되는 내연기관용 배출가스 매니폴드에 관한 것이다. 상기 유체 라인(26)은 상기 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 플랜지(12)의 측부에서 상기 채널(22) 내부로 개방되는 것을 특징으로 한다.

Description

내연기관용 배출가스 매니폴드{EXHAUST MANIFOLD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연기관의 엔진블록에 고정될 수 있는 플랜지 및 적어도 한 개의 배출가스 파이프를 가지고, 상기 엔진블록과 멀어지는 방향을 향하는 측부에서 상기 플랜지는 유체 라인과 연결된 채널을 가지며, 상기 채널은 상기 배출가스 파이프 내에서 측면의 개구부에 의해 상기 배출가스 파이프의 내측부와 유동가능하게 연결되는 내연기관용 배출가스 매니폴드에 관한 것이다.

종종 내연기관의 배출가스 시스템에 대해 이차공기를 안내해야 하고, 상기 내연기관의 배출가스 파이프 내에서 유체안내가 필요하다. 개별 구성부품들, 특히 엔진블록과 배출가스 파이프 사이에 형성되는 높은 온도차에 기인하여, 내구성 및 밀봉기능을 가진 결합부를 형성하기 위한 기술적 비용이 요구된다.

예를 들어 상기 배출가스 매니폴드는, 예를 들어 문헌 제 DE 43 15 086 A1 호에 공개된다. 상기 문헌에 도시된 배출가스 매니폴드에 의하면, 이차공기는 엔진블록을 통해 플랜지 내부로 안내되고 상기 플랜지로부터 배출가스 파이프 내부로 안내된다. 상기 작용을 위해, 엔진블록과 플랜지 사이에서 해당 유동연결부가 형성되어야 한다. 상기 기술은 기술적으로 많은 비용을 요구하고 따라서 많은 비용이 투입된다.

본 발명의 목적은, 배출가스 시스템 내에서 적은 비용으로 유체안내를 위한 대체구성을 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 서두에 언급한 공지기술의 배출가스 매니폴드에 대하여, 유체 라인(fluid line)은 상기 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 플랜지의 측부에서 상기 채널 내부로 개방된다. 상기 구성에 의하면, 엔진블록의 내측부에 대한 채널의 연결부가 더 이상 불필요하다. 또한 상기 플랜지는, 상기 배출가스 파이프의 구성을 제외하면 엔진블록의 측부에 연결될 수 있다. 예를 들어 채널내부의 이차공기와 같은 유체의 안내작용뿐만 아니라 채널로부터 이동한 유체의 배출가스 파이프로 안내작용이, 엔진블록을 향하는 플랜지의 측부에 형성된다.

상기 채널은, 배출가스 파이프의 내측부와 직접 유동을 형성하며 연결될 수 있다. 선택적으로, 상기 유체는 우선 LSI 매니폴드의 공기 간격(air gap) 내부로 유동하고 다음에 배출가스 파이프 내부로 유동하는 것을 고려할 수 있다.

본 발명을 따르는 유리한 실시예에 의하면, 상기 채널은 금속판재부품을 통해 형성되고 플랜지면과 마주보게 배열된 플랜지면을 따라 연장되며, 상기 플랜지면은 엔진블록에 장착된다. 상기 금속판재부품은, 예를 들어 용접을 통해 상기 플랜지와 연결되는 별도의 제 2 부분인 것이 유리하다. 상기 플랜지가 상기 엔진블록에 배열되고 예를 들어 냉각된 실린더 헤드상에 배열되기 때문에, 상기 엔진블록에서 형성되는 온도차가 배출가스 파이프 영역의 온도차보다 감소하는 것이 분명하다. 따라서, 상기 금속판재부품과 플랜지의 연결부는 상대적으로 약한 온도차를 형성하고 따라서, 상대적으로 약한 서로 다른 열팽창작용을 형성한다. 따라서, 개별 구성부품들 사이에서 일반적으로 동등한 요소들을 이용하는 것이 불필요하게 된다.

상기 채널을 형성하는 금속판재부품은 사실상 U자 형상의 횡단면 프로파일을 가지는 것이 유리하고, 상기 프로파일의 레그(leg)는 상기 플랜지면을 향한다. 상기 채널의 체적은, 상기 레그의 길이 및 레그들 사이에 평평한 연결부가 가지는 폭에 의해 결정될 수 있고, 또한 공간 요구치가 감소되어 상대적으로 큰 체적이 형성될 수 있다.

상기 채널을 형성하는 금속판재부품은, 상기 유체 라인에 연결하기 위한 노즐 형태의 연결부를 포함하는 것이 유리하다.

상기 플랜지를 통해 안내되는 배출가스 파이프가 상기 채널을 통해 안내되거나 상기 배출가스 파이프가 상기 채널에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 상기 채널이 구성될 수 있다. 상기 채널은 실린더헤드의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 따라서, 각각의 배출가스 파이프는, 예를 들어 이차공기와 같은 유체를 간단하게 공급받을 수 있다.

배출가스 파이프 내에서 상기 개구부는, 측면 슬롯(lateral slot)을 통해 형성된다.

상기 배출가스 파이프는, 공지된 LSI 매니폴드와 같은 공기 간격 절연의 외부쉘에 의해 둘러싸인다. 그러나 본 발명은, 공기 간격 절연 없는 배출가스 매니폴드에 적용될 수 있다.

공기 간격 절연(air gap isolation)의 이용과 관련하여, 상기 채널을 형성하는 금속판재부품은 상기 외부쉘 내측에 배열되는 것이 유리하다.

한 개 또는 복수 개의 배출가스 매니폴드가 상기 플랜지를 관통할 수 있다.

본 발명에 관한 또 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면들을 참고한 하기 상세한 설명으로부터 주어진다.

도 1은, 본 발명을 따르는 배출가스 매니폴드를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는, 도 1의 배출가스 매니폴드의 세부구성을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은, 본 발명을 따르는 배출가스 매니폴드를 개략적으로 도시한 또 다른 사시도.

도 1은, 플랜지(12)를 가진 배출가스 매니폴드(10)를 도시하고, 상기 플랜지는 엔진측부의 플랜지면(14) 및 마주보게 배열되고 평평한 플랜지면(16)으로 구성된다. 상기 플랜지면(14)은, 장착된 상태에서 도면에 도시되지 않은 내연기관상에 평평하게 배열된다.

상기 플랜지면(14)은, 측면에 배열된 다수의 개구부들을 가지고, 일직선으로 배열된 배출가스 파이프(18)가 엔진블록 내부의 상기 개구부 내에서 배출구와 결합한다. 도시된 실시예에서, 상기 배출가스 파이프(18)는 상기 플랜지(12)와 결합된다.

사실상 U자 형상으로 구부러진 금속판재부품(20)은, U자 형상의 레그(leg) 사이에 배열된 연결부(bridge)가 상기 플랜지면(16)과 떨어져 배열되기 때문에, 상기 U자 형상의 레그(leg)들이 상기 플랜지면(16)을 향하도록 상기 플랜지(12) 상에 배열된다. 상기 구성에 의해, 대략 상기 플랜지(12)의 전체길이에 걸쳐서 연장되는 채널(22)이 상기 금속판재부품(20)과 플랜지면(16) 사이에 구성된다. 상기 U자 형상부의 레그는 상기 플랜지면(16)에 대해 평행하고 평평하게 구성되는 것이 유리하다.

상기 플랜지면(16)을 향하는 측부상에 유체 라인(26)과 연결하기 위한 연결부(24)가 상기 금속판재부품(20) 내에 구성되고, 상기 연결부는 도 1 및 도 3에서 상측의 레그상에 형성된다. 상기 유체 라인(26)은, 엔진블록을 향하는 측부상에서 채널(22) 내부로 개방된다. 상기 유체 라인(26)을 통해 예를 들어 이차 공기와 같은 적응된 유체가 상기 배출가스 파이프(18) 내부로 유입된다. 이용목적에 따라, 또 다른 가스형태 또는 유동형태의 유체가 유입될 수 있다.

도시된 실시예에서, 두 개의 유체 라인(26)들이 제공되고 상기 유체 라인들은 서로 평행하게 배열되고 상기 채널(22) 내부로 개방된다(도 3을 참고).

상기 플랜지면(14)은 구부러진 가장자리(27)를 가지고, 상기 가장자리(27)는 상기 플랜지면(16)에 부착되며 장착된 상태에서 엔진블록과 떨어져 엔진블록을 향한다. 상기 금속판재부품(20)은, 도 3에 도시된 상기 가장자리(27)의 상측 레그상에 중첩되어 배열되고 상기 레그위에 예를 들어 용접에 의해 고정된다. 또 다른 레그는 예를 들어 상기 플랜지면(16) 상에서 상기 플랜지(12)와 용접된다.

상기 엔진블록이 상기 실린더헤드 영역에서 냉각되기 때문에, 상기 플랜지(12)와 플랜지면(16)의 영역에서 단지 적절한 온도변화가 나타나서, 각각의 구성부품들이 가지는 다양한 열팽창계수는 상기 영역에서 방해받지 않고 형성된다.

상기 배출가스 파이프(18) 내부로 이차공기를 유입시키기 위하여, 상기 배출가스 파이프는 각각 완전히 상기 채널(22) 내부에 배열된 예를 들어 측면 슬롯 형태의 개구부(28)를 포함하여, 상기 배출가스 파이프(18)의 내부와 상기 채널(22) 사이에 유동연결부가 형성된다.

상기 유체 라인(26)을 통해 유입된 공기가, 채널(22)을 통해 상기 배출가스 파이프(18) 내부의 개구부(28)로 안내되고 그 결과 내연기관의 배출가스 시스템 속으로 안내된다.

제공된 각각의 배출가스 파이프(18)는 한 개 또는 다수의 해당 개구부(28)를 포함한다.

도시된 실시예에서, 상기 배출가스 파이프(18)는 공기 간격 절연을 형성하기 위한 다수부품들의 외부쉘(30)에 의해 둘러싸인다. 서로에 대해 병진운동하도록 중첩되어 배열된 상부쉘 및 하부쉘(32,34)을 가진 상기 외부쉘(30)은, 상기 채널(22)의 측부(도 3의 하부)에서 상기 금속판재부품(20)에 중첩되어 배열된다. 다른 한편, 상기 채널(22)의 또 다른 측부에서 상기 외부쉘(30)의 구성이 끝나고 상기 금속판재부품(20)의 평평한 브리지상에 거친 상태로 조립된다.

12...플랜지
18...배출가스 파이프
22...채널
28...개구부
26...유체 라인
30...외부쉘
32,34...상부쉘 및 하부쉘

Claims (9)

1. 엔진블록을 가진 내연기관용 배출가스 매니폴드에 있어서, 상기 매니폴드는:
   - 하나 이상의 배출가스 파이프(18)를 포함하며;
   - 내연기관의 엔진블록에 고정될 수 있는 배출가스 매니폴드의 플랜지(12)를 포함하되, 상기 플랜지(12)는 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 측부에서 한 채널(22)을 가지고, 상기 채널(22)은 U자 형상으로 구성되며 엔진블록으로부터 멀어지는 방향으로 개방되며;
   - 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 플랜지 측부에서 U자 형상의 채널(22) 위에 연장되는 U자 형상의 금속판재부품(20)을 포함하되, 상기 U자 형상의 금속판재부품(20)은 개방된 U자 형상의 채널(22)을 밀폐하고 채널(22) 사이를 통과하는 유체 통로를 형성하도록 구성되며;
   - 채널(22)과 연결된 유체 라인(26)을 포함하고;
   - 유체 라인(26)이 U자 형상의 금속판재부품(20)에 연결되는 연결부(24)를 포함하되,
   상기 연결부(24)는 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 U자 형상의 금속판재부품(20)의 한 면 위에 위치되고,
   상기 유체 라인(26)은 연결부(24)에 의해 배출가스 파이프(18)의 내측부와 유동가능하게 연결되며,
   상기 유체 라인(26)은 엔진블록으로부터 멀어지는 방향을 향하는 플랜지(12)의 면 위에서 채널(22) 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
2. 제1항에 있어서, 채널(22)은 플랜지(12)를 통해 연장되는 모든 배출가스 파이프(18)들이 채널(22)을 통해 연장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
3. 제1항에 있어서, 배출가스 파이프(18) 내의 측면 개구부(28)는 배출가스 파이프(18) 내에 측면 방향으로 배열된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
4. 제2항에 있어서, 배출가스 파이프(18) 내의 측면 개구부(28)는 배출가스 파이프(18) 내에 측면 방향으로 배열된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
5. 제1항에 있어서, 내연기관용 배출가스 매니폴드는 외부쉘(30)을 추가로 포함하되, 외부쉘(30)은 상기 외부쉘(30)에 의해 둘러싸인 모든 배출가스 파이프(18)들에 대해 공기 간격 절연을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
6. 제5항에 있어서, 채널(22)을 형성하는 금속판재부품(20)은 외부쉘(30) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 배출가스 파이프(18)는 플랜지(12)를 통해 엔진블록 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
8. 제2항에 있어서, 하나 이상의 배출가스 파이프(18)는 플랜지(12)를 통해 엔진블록 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.
9. 제3항에 있어서, 하나 이상의 배출가스 파이프(18)는 플랜지(12)를 통해 엔진블록 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배출가스 매니폴드.

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