KR19990002928U - 자동차의 흡기매니폴드 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 흡기매니폴드 구조에 관한 것으로, 실린더(1)를 중심으로 배기매니폴드(2)가 설치되는 위치의 대향되는 곳에 흡기매니폴드(3)가 가스킷을 매개로 고정설치되고, 상기 흡기매니폴드(3)의 선단에 실린더(1)와 직접연결되는 관형상의 런러(3a)가 다수개 설치되며, 상기 런러(3a)의 후방에 일체로 형성되어 런러(3a)의 중심이 되면서 외부의 공기를 받아들이는 공기실(3b)이 설치되고, 상기 공기실(3b)의 상부에 기화기와 연결되는 플랜지부(3c)가 일체로 돌출형성되는 한편, 상기 공기실(3b)의 상부에 보조 공기실(4)이 체적가변 조절밸브(5)를 매개로 연결설치되어 공기실(3b)의 체적변화를 이룰 수 있는 구조로 되어, 엔진의 상태에 적합하게 흡기매니폴드의 공기실이 체적변화를 이룰 수 있게 됨에 따라, 엔진성능이 향상됨과 더불어 특히 저속주행시의 엔진성능을 높여줄 수 있는 것이다.

Description

자동차의 흡기매니폴드 구조

본 고안은 자동차 엔진에 설치되는 흡기매니폴드에 관한 것으로, 특히 엔진 내부에 공급되는 공기량을 저속이나 고속주행에 적합하도록 흡기매니폴드의 공기실 체적을 조절하여 엔진성능의 최적화를 이룰 수 있도록 된 자동차의 흡기매니폴드 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관은 엔진의 연소실 내부로 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 유입시킨 다음, 이 혼합기를 가압연소시켜 동력을 발생시키도록 되어 있다. 이러한 과정에서 연소실내부로 유입된 연료와 공기가 혼합된 조건에 따라 이 혼합기의 연소상태가 달라지게 된다.

즉, 연소실 내부에 주입된 연료와 공기가 균일하게 혼합된 상태에서 연소될 때 체적효율이 커져서 가장 강력한 폭발력을 얻게 되므로 엔진의 성능이 향상되게 된다.

그런데, 이와 같이 엔진의 연소실속에서 공기와 연료가 잘 혼합된 상태를 유지하기 위해서는 연료를 편승시켜 엔진의 연소실내부로 유입되는 공기의 흐름이 층류로 되어서는 거의 어렵고, 가능한 난류의 흐름으로 되게 하는 것이 바람직하다. 이는 공기의 흐름이 층류로 되면 이 공기의 흐름에 편승되는 연료가 공기중에 균일하게 분산되지 않게 되고, 또한 연소실로 유입된 다음에도 계속하여 유동하여야 공기와 연료의 균일한 혼합상태를 지속시킬 수 있기 때문인 것이다.

이러한 이유로 기존의 많은 내연기관에서도 연소실로 유입되는 공기의 흐름을 난류화시키기 위해, 흡입다기관과 엔진의 연소실이 서로 연결되는 연결부분의 각도를 특정화시키던지, 또는 공기와 연료의 혼합기가 연소실로 분사되는 분사구를 다중화시켜 연소실의 상부 여러곳에서 분사되어지도록 하여 공기와 연료의 혼합이 잘 이루어지도록 함과 더불어, 혼합기가 연소실 내부로 유입된 순간부터 연소되기 전까지 비교적 짧은 순간이지만 그 동안에도 연료성분이 연소실에 골고루 분포되어 있도록 하기 위해 혼합기가 연소실의 내부에서 유동하는 궤적을 특정하게 제어하는 방법등을 택하고 있다.

한편, 가속시의 응답성을 좋게 하거나 또는 저속시의 원활한 운전을 하기 위해서는 매니폴드의 단면적을 적게 하여 공기흐름속도를 빠르게 하는 것이 좋고, 고속운전시에 높은 출력이 필요할 때에는 저항이 적고 단면적이 큰 것이 바람직하게 된다.

즉, 상기의 역할을 수행하는 흡기매니폴드의 구조는 도 2에 도시된 것과 같이, 실린더(11)를 중심으로 대향되는 위치에 흡기매니폴드(12)와 배기매니폴드(13)가 가스킷(14)을 매개로 실린더(11)에 각각 고정설치되는 바, 상기 흡기매니폴드(12)는 실린더(11)에 직접연결되는 다수개의 런러(12a)와 이 런러(12a)의 중심이 되는 공기실(12b) 및 이 공기실(12b)의 상부에 일체로 형성되어 기화기(도시되지 않음)와 연결되는 플랜지부(12c)로 이루어져 있다.

그런데, 상기와 같은 구조로 이루어진 흡기매니폴드(12)는 공기실(12b)의 체적이 일정한 상태에서 실린더(11)에 공기를 공급하기 때문에 엔진의 상태에 따라 최적의 공기공급상태를 마련하기가 어렵고, 또한 엔진의 특성상 저속에서는 고 토크가 발생되고 고속에서는 저 토크가 발생되는 바, 특히 저속의 특정구간에서는 공기실의 체적에 따른 영향을 많이 받게 되어 엔진에 무리를 주게 되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 엔진에 공기를 공급하는 흡기매니폴드의 공기실이 엔진의 상황에 따라 체적이 변화될 수 있도록하여 저속이나 고속에 따른 엔진상태를 최적화할 수 있도록 된 자동차의 흡기매니폴드 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가스킷을 매개로 실린더에 직접연결되는 다수개의 런러와, 이 런러의 중심이 되면서 공기의 분배가 이루어지는 공기실 및, 이 공기실의 상부에 일체로 형성되어 기화기와 연결되는 플랜지부로 구성된 자동차의 흡기매니폴드 구조에 있어서, 상기 공기실의 상부에 보조 공기실이 체적가변 조절밸브를 매개로 연결설치되어 공기실의 체적변화를 이룰 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 구조이다.

즉, 저속주행이나 고속주행시 엔진의 구동 속도에 따라 상기 체적가변 조절밸브가 개폐되어, 상기 흡기매니폴드의 공기실과 보조 공기실이 연통되게 함으로써 공기실의 체적이 엔진의 최적상태로 변하게 하도록 된 것이다.

따라서, 상기와 같이 엔진의 상태에 적합하게 흡기매니폴드의 공기실이 체적변화를 이룰 수 있게 됨에 따라, 엔진성능이 향상됨과 더불어 특히 저속주행시의 엔진성능을 높여줄 수 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 자동차의 흡기매니폴드 구조를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 종래의 기술에 따른 자동차의 흡기매니폴드 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 실린더 2 : 배기매니폴드

3 : 흡기매니폴드 3a : 런러

3b : 공기실 3c : 플랜지부

4 : 보조 공기실 5 : 체적가변 조절밸브

이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 자동차의 흡기매니폴드 구조를 도시한 사시도로서, 실린더(1)를 중심으로 배기매니폴드(2)가 설치되는 위치의 대향되는 곳에 흡기매니폴드(3)가 가스킷을 매개로 고정설치되고, 상기 흡기매니폴드(3)의 선단에 실린더(1)와 직접연결되는 관형상의 런러(3a)가 다수개 설치되며, 상기 런러(3a)의 후방에 일체로 형성되어 런러(3a)의 중심이 되면서 외부의 공기를 받아들이는 공기실(3b)이 설치되고, 상기 공기실(3b)의 상부에 기화기(도시되지 않음)와 연결되는 플랜지부(3c)가 일체로 돌출형성되는 한편, 상기 공기실(3b)의 상부에 보조 공기실(4)이 체적가변 조절밸브(5)를 매개로 연결설치되어 공기실(3b)의 체적변화를 이룰 수 있도록 된 구조이다.

여기서, 상기 보조 공기실(4)은 흡기매니폴드(3)와 같은 재질로 성형되어 흡기매니폴드(3)의 상부에 연결설치되는 한편, 보통의 경우에는 흡기매니폴드(3)에서 생겨나는 흡기음을 적게 하는 장치로 사용되는 것이다.

그리고, 상기 흡기매니폴드(3)의 공기실(3b)과 보조 공기실(4)을 연결하는 체적가변 조절밸브(5)는 전자제어장치인 ECU에서 신호를 받아 개폐되는 바, 상기 공기실(3b)과 보조 공기실(4)을 체적가변 조절밸브(5)로 연결하거나 단속함으로써 공기실(3b)의 체적을 엔진의 구동에 따라 최적의 상태로 만들어주는 것이다.

상기의 보조 공기실(4)과 체적가변 조절밸브(5)의 작용으로 특히 저속으로 주행할 경우에 속도에 대한 토크의 비를 최적의 상태로 유지시킴으로써 저속에서 엔진에 무리를 주지 않도록 하면서 공급되는 공기량의 제어로 저속에 대한 성능을 높여주도록 된 것이다.

여기서, 상기 체적가변 조절밸브(5)의 작동으로 흡기매니폴드(3)의 체적효율이 좋아지는 이유는, 우선 체적효율은 엔진에 흡수되는 혼합기나 공기의 양은 이론상으로 배기량과 엔진의 회전수에 따라 산출할 수 있지만 실제로는 흡입시의 저항 등에 따라 이것 보다 적은 양밖에는 흡입할 수 없기 때문에, 일반적으로 엔진의 체적효율이 좋은 경우라도 85-90% 정도인 바, 상기 체적가변 조절밸브(5)의 작동으로 흡기매니폴드(3)의 체적을 크게함으로써 유입되는 공기의 양을 최대로 할 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 엔진에 공급되는 공기량을 흡기매니폴드(3)의 체적변화를 통하여 엔진의 속도에 적합하게 제어할 수 있게 되어, 엔진의 성능을 좋게함과 더불어 엔진수명을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 흡기매니폴드 구조에 의하면, 엔진의 상태에 적합하게 흡기매니폴드의 공기실이 체적변화를 이룰 수 있게 됨에 따라, 엔진성능이 향상됨과 더불어 특히 저속주행시의 엔진성능을 높여줄 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 가스킷을 매개로 실린더(1)에 직접연결되는 다수개의 런러(3a)와, 이 런러(3a)의 중심이 되면서 공기의 분배가 이루어지는 공기실(3b) 및, 이 공기실(3b)의 상부에 일체로 형성되어 기화기와 연결되는 플랜지부(3c)로 구성된 자동차의 흡기매니폴드 구조에 있어서,

   상기 공기실(3b)의 상부에 보조 공기실(4)이 체적가변 조절밸브(5)를 매개로 연결설치되어 공기실(3b)의 체적변화를 이룰 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기매니폴드 구조.