KR102383217B1 - 차량용 흡기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

차량용 흡기 매니폴드가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드는 다수의 연소실을 포함하는 엔진으로 신기를 공급하고, 각 연소실에서 배출되는 배기가스 중, 재순환되는 EGR 가스를 신기와 함께 상기 연소실로 공급하기 위한 차량용 흡기 매니폴드에 있어서, 내부에 신기가 유입되도록 플레넘이 일측에 형성되고, 상기 플레넘의 하부에서 길이방향을 따라 상기 각 연소실에 대응하여 다수개의 하부 런너가 구비되는 하부 바디; 및 상기 하부 바디에 결합되고, 일측에 MAP 센서 장착홀이 형성되며, 일단이 상기 하부 런너와 연결되며, 타단은 흡기 포트에 연결되는 상부 런너가 구비되는 상부 바디;를 포함하되, 상기 플레넘에 형성된 EGR 가스 유입구를 통하여 내부로 유입되는 EGR 가스와 상기 플레넘을 통해 유입되는 신기가 혼합되면서 발생하는 응축수를 제거하도록 상기 하부 바디의 내부에 구비되는 응축수 제거유닛을 더 포함할 수 있다.

Description

차량용 흡기 매니폴드{INTAKE MANIFOLD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 엔진 시스템흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EGR 가스가 신기와 만나면서 발생하는 응축수를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 차량용 흡기 매니폴드에 관한 것이다.

자동차의 엔진은 외부로부터 유입된 공기를 연료와 적절한 비율로 혼합하여 연소시켜 동력을 발생시킨다.

엔진의 구동으로 동력을 발생시키는 과정에서 연소를 위해 외부의 공기를 충분히 공급하여야만 원하는 출력과 연소 효율을 얻을 수 있다. 엔진의 동력 발생을 위한 연소 후에는 배기가스가 발생되며 이러한 배기가스는 외부로 배출된다.

이러한 배기 가스에 포함된 질소산화물(nitrous oxide; NOx)은 주요한 대기오염물질로 규제되고 있으며, 이러한 NOx의 배출을 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

배기가스 재순환(exhaust gas recirculation; EGR) 시스템은 유해 배기가스의저감을 위해 차량에 장착되는 시스템이다. 일반적으로, NOx는 혼합기 중에 공기의 비율이 높아서 연소가 잘될 때 증가한다. 따라서, 배기가스 재순환 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스의 일부(예를 들어 5~20%)를 다시 혼합기에 섞어 혼합기 속의 산소량을 줄이고 연소를 방해하여 NOx의 발생을 억제하는 시스템이다.

대표적인 배기가스 재순환 시스템으로 저압 EGR(low pressure EGR) 장치가 있다. 저압 EGR 장치는 배기가스를 흡기 통로로 재순환시킨다.

그러나 배기가스 재순환 시스템에 의해 재순환되는 배기 가스는 일반적으로 온도와 습도가 매우 높다. 따라서, 재순환되는 고온의 배기 가스와 외부에서 유입되는 저온의 신기가 혼합될 때, 흡기 매니폴드에서 응축수가 발생한다. 이때, 발생하는 응축수는 배기 가스에 포함된 각종 유해 성분으로 인해 산성도가 매우 높다.

또한, 산성도가 높은 응축수로 인해 배기 가스가 흐르는 주변 부품이 부식되는 문제가 발생하며, 응축수가 엔진의 연소실로 유입되면, 연소가 불안정해지는 문제가 발생한다.

또한, 온도가 낮은 지역에서는 발생된 응축수가 흡기 매니폴드 내부에서 결빙될 경우, 각 연소실과 연결되는 흡기 통로가 막힐 수 있으며, 흡기 매니폴드에 장착된 MAP 센서의 고장을 초래하는 문제점도 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내부로 유입되는 EGR 가스가 신기와 만나면서 발생하는 응축수를 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 차량용 흡기 매니폴드를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드는 다수의 연소실을 포함하는 엔진으로 신기를 공급하고, 각 연소실에서 배출되는 배기가스 중, 재순환되는 EGR 가스를 신기와 함께 상기 연소실로 공급하기 위한 차량용 흡기 매니폴드에 있어서, 내부에 신기가 유입되도록 플레넘이 일측에 형성되고, 상기 플레넘의 하부에서 길이방향을 따라 상기 각 연소실에 대응하여 다수개의 하부 런너가 구비되는 하부 바디; 및 상기 하부 바디에 결합되고, 일측에 MAP 센서 장착홀이 형성되며, 일단이 상기 하부 런너와 연결되며, 타단은 흡기 포트에 연결되는 상부 런너가 구비되는 상부 바디;를 포함하되, 상기 플레넘에 형성된 EGR 가스 유입구를 통하여 내부로 유입되는 EGR 가스와 상기 플레넘을 통해 유입되는 신기가 혼합되면서 발생하는 응축수를 제거하도록 상기 하부 바디의 내부에 구비되는 응축수 제거유닛을 더 포함한다.

상기 플레넘의 하부에서 각각의 상기 하부 런너가 시작되는 일단부의 외측 상부에 길이방향을 따라 퇴적부가 형성되고, 상기 응축수 제거유닛은 상기 퇴적부가 상기 각 하부 런너의 내부와 연결되도록 상기 각 하부 런너에 대응하여 각각 형성되는 드레인 홀을 포함할 수 있다.

상기 퇴적부에는 상기 EGR 가스와 신기가 혼합되면서 발생된 응축수가 모여서 저장될 수 있다.

상기 퇴적부는 상기 하부 런너의 외측에서 하부를 향하여 오목하게 형성될 수 있다.

상기 드레인 홀은 상기 퇴적부에 모여진 응축수를 상기 각 하부 런너의 내부로 드레인 시킬 수 있다.

상기 하부 바디에는 상기 플레넘에 근접하여 위치되는 상기 퇴적부의 상부에서 상기 플레넘으로부터 상기 상부 바디를 향하여 격벽이 일체로 돌출될 수 있다.

상기 격벽은 상기 MAP 센서 장착홀에 장착되는 MAP 센서가 삽입되도록 상기 하부 바디의 내부에서 상기 플레넘 측에 배치되는 상기 하부 런너와의 사이에 챔버를 형성할 수 있다.

상기 챔버에는 상기 퇴적부에 모여진 응축수의 유입이 방지될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에 의하면, 내부로 유입되는 EGR 가스가 신기와 만나면서 발생하는 응축수를 효율적으로 제거하고, MAP 센서와의 접촉을 미연에 차단할 수 있다.

또한, 응축수를 효율적으로 제거함으로써, 응축수로 인한 주변 부품의 부식 발생을 미연에 방지하고, 응축수가 엔진의 연소실로 유입되지 않도록 함에 따라, 시동 꺼짐 현상 및 연소가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 격벽이 형성하는 챔버의 내부에 MAP 센서가 위치되도록 함으로써, MAP 센서에 응축수가 접촉되는 것을 미연에 차단하여 MAP 센서의 고장 발생을 방지하는 동시에, 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에 적용된 하부 바디의 내부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에서 MAP 센서가 장착된 모습을 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에서 응축수가 제거되는 상태를 나타낸 작동 상태도이다.

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

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드의 측면도 및 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에 적용된 하부 바디의 내부 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드는 다수의 연소실을 포함하는 엔진(미도시)으로 신기를 공급하고, 연소 후에 각 연소실로부터 배출되는 배기가스 중에 재순환되는 EGR 가스를 신기와 함께 다시 상기 연소실로 공급하며, EGR 가스와 신기가 혼합될 경우에 발생되는 응축수를 흡기 매니폴드(100)의 내부에서 효율적으로 제거할 수 있다.

이를 위해, 상기 흡기 매니폴드(100)는, 도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 하부 바디(110), 상부 바디(120), 및 응축수 제거유닛(130)을 포함한다.

먼저, 상기 하부 바디(110)는 내부에 신기가 유입되도록 플레넘(112)이 일측에 형성된다. 상기 플레넘(112)은 신기를 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입시키게 된다.

또한, 상기 플레넘(112)에는 상기 하부 바디(110)의 내부 측으로 형성된 EGR 가스 유입구(114)가 형성된다. 이에 따라, 배기가스 중, 재순환된 EGR 가스의 일부가 상기 EGR 가스 유입구(114)를 통하여 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부로 유입된다.

이러한 상기 하부 바디(110)에는 상기 플레넘(112)의 하부에서 길이방향을 따라 상기 각 연소실에 대응하여 다수개의 하부 런너(116)가 구비된다.

상기 상부 바디(120)는 상기 하부 바디(110)에 결합되고, 상기 플레넘(112)의 위치에 대응하여 일측에 MAP 센서 장착홀(122)이 형성된다. 이러한 상부 바디(120)에는 일단이 상기 하부 런너(116)와 연결되며, 타단은 흡기 포트(미도시)에 연결되는 상부 런너(124)가 구비된다.

한편, 상기 하부 바디(110)의 내부에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 플레넘(112)의 하부에서 상기 하부 런너(116)가 시작되는 일단부의 외측 상부에 길이방향을 따라 퇴적부(118)가 형성된다.

상기 퇴적부(118)에는 온도가 높고 수분 함유량이 많은 상기 EGR 가스와 외부에서 유입되는 차가운 신기의 혼합 시, 상기 EGR 가스에 함유된 수분성분이 액체상태로 배출되면서 발생된 응축수가 모여서 저장된다.

이러한 퇴적부(118)는 상기 하부 런너(116)의 외측에서 하부를 향하여 오목하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부에서 발생된 응축수는 오목하게 형성된 상기 퇴적부(118)에 모이게 된다.

그리고 상기 응축수 제거유닛(130)은 상기 플레넘(112)에 형성된 EGR 가스 유입구(114)를 통하여 내부로 유입되는 EGR 가스와 상기 플레넘(112)을 통해 유입되는 신기가 혼합되면서 발생하는 응축수를 제거하도록 상기 하부 바디(110)의 내부에 구비된다.

이러한 응축수 제거유닛(130)은 상기 퇴적부(118)가 상기 각 하부 런너(116)의 내부와 연결되도록 상기 각 하부 런너(116)에 대응하여 각각 형성되는 드레인 홀(132)을 포함한다.

상기 드레인 홀(132)은 엔진의 연소실 개수와 동일하게 형성되는 각각의 상기 하부 런너(116) 개수와 동일한 개수로 형성될 수 있으며, 상기 퇴적부(118)에 모여진 응축수를 상기 각 하부 런너(116)의 내부로 드레인 시키게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드에서 응축수가 제거되는 상태를 나타낸 작동 상태도이다.

도 4를 참조하면, 상기 퇴적부(118)에 모여진 응축수는 각각의 드레인 홀(132)을 통해 상기 하부 런너(116)의 내부로 드레인 되고, 각 연소실로 유입되도록 상기 하부 런너(116)의 내부를 통과하는 EGR 가스와 신기의 혼합된 공기의 유동에 의해 증발됨으로써, 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부에서 제거된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 하부 바디(110)에는 상기 플레넘(112)에 근접하여 위치되는 상기 퇴적부(118)의 상부에서 상기 플레넘(112)으로부터 상기 상부 바디(120)를 향하여 격벽(140)이 일체로 돌출될 수 있다.

상기 격벽(140)은 상기 MAP 센서 장착홀(122)에 장착되는 MAP 센서(150)가 삽입되도록 상기 하부 바디(110)의 내부에서 상기 플레넘(112) 측에 배치되는 상기 하부 런너(110)와의 사이에 챔버(142)를 형성할 수 있다.

이와 같이 형성된 상기 챔버(142)에는 상기 퇴적부(118)에 모여진 응축수의 유입이 방지된다.

그러면, 상기 MAP 센서 장착홀(122)을 통해 장착되어 상기 하부 바디(110)의 내부로 삽입된 상기 MAP 센서(150)는 삽입된 일부가 상기 챔버(142)의 내부에 위치된다. 이에 따라, 상기 MAP 센서(150)는 상기 흡기 매니폴드(110) 내부에서 발생되어 상기 퇴적부(118)에 모여진 응축수와의 접촉이 차단될 수 있다.

이에 따라, 상기 격벽(140)에 의해 형성된 상기 챔버(142)는 상기 MAP 센서(150)가 상기 흡기 매니폴드(100)의 내부에서 발생된 응축수와의 접촉을 차단시킬 수 있다.

즉, 응축수와의 접촉이 차단된 상기 MAP 센서(150)는 종래에 응축수가 접촉됨에 따라 발생되는 고장 또는 외부 기온이 낮을 경우 발생되던 MAP 센서(150) 결빙현상을 방지할 수 있고, 이로 인해 상기 MAP 센서(150)의 고장을 방지하여 내구성 및 센싱 신뢰성을 향상을 도모할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 흡기 매니폴드(100)를 적용하면, 내부로 유입되는 EGR 가스가 신기와 만나면서 발생하는 응축수를 효율적으로 제거하고, MAP 센서(150)와의 접촉을 미연에 차단할 수 있다.

또한, 응축수를 효율적으로 제거함으로써, 응축수로 인한 주변 부품의 부식 발생을 미연에 방지하고, 응축수가 엔진의 연소실로 유입되지 않도록 함에 따라, 시동 꺼짐 현상 및 연소가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 격벽(140)이 형성하는 챔버(142)의 내부에 MAP 센서(150)가 위치되도록 함으로써, MAP 센서(150)에 응축수가 접촉되는 것을 미연에 차단하여 MAP 센서(150)의 고장 발생을 방지하는 동시에, 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 흡기 매니폴드
110 : 하부 바디
112 : 플레넘
114 : EGR 가스 유입구
116 : 하부 런너
118 : 퇴적부
120 : 상부 바디
122 : MAP 센서 장착홀
124 : 상부 런너
130 : 응축수 제거유닛
132 : 드레인 홀
140 : 격벽
142 : 챔버
150 : MAP 센서

Claims (8)

1. 다수의 연소실을 포함하는 엔진으로 신기를 공급하고, 각 연소실에서 배출되는 배기가스 중, 재순환되는 EGR 가스를 신기와 함께 상기 연소실로 공급하기 위한 차량용 흡기 매니폴드에 있어서,
   내부에 신기가 유입되도록 플레넘이 일측에 형성되고, 상기 플레넘의 하부에서 길이방향을 따라 상기 각 연소실에 대응하여 다수개의 하부 런너가 구비되는 하부 바디; 및
   상기 하부 바디에 결합되고, 일측에 MAP 센서 장착홀이 형성되며, 일단이 상기 하부 런너와 연결되며, 타단은 흡기 포트에 연결되는 상부 런너가 구비되는 상부 바디;를 포함하되,
   상기 플레넘에 형성된 EGR 가스 유입구를 통하여 내부로 유입되는 EGR 가스와 상기 플레넘을 통해 유입되는 신기가 혼합되면서 발생하는 응축수를 제거하도록 상기 하부 바디의 내부에 구비되는 응축수 제거유닛을 더 포함하고,
   상기 플레넘의 하부에서 각각의 상기 하부 런너가 시작되는 일단부의 외측 상부에 길이방향을 따라 퇴적부가 형성되고,
   상기 응축수 제거유닛은 상기 퇴적부가 상기 각 하부 런너의 내부와 연결되도록 상기 각 하부 런너에 대응하여 각각 형성되는 드레인 홀을 포함하며,
   상기 하부 바디에는
   상기 플레넘에 근접하여 위치되는 상기 퇴적부의 상부에서 상기 플레넘으로부터 상기 상부 바디를 향하여 격벽이 일체로 돌출되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 퇴적부에는
   상기 EGR 가스와 신기가 혼합되면서 발생된 응축수가 모여서 저장되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.
4. 제1항에 있어서,
   상기 퇴적부는
   상기 하부 런너의 외측에서 하부를 향하여 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.
5. 제1항에 있어서,
   상기 드레인 홀은
   상기 퇴적부에 모여진 응축수를 상기 각 하부 런너의 내부로 드레인 시키는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 격벽은
   상기 MAP 센서 장착홀에 장착되는 MAP 센서가 삽입되도록 상기 하부 바디의 내부에서 상기 플레넘 측에 배치되는 상기 하부 런너와의 사이에 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.
8. 제7항에 있어서,
   상기 챔버에는
   상기 퇴적부에 모여진 응축수의 유입이 방지되는 것을 특징으로 하는 차량용 흡기 매니폴드.

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