KR19990005078A

KR19990005078A - Secondary air supply structure of the exhaust manifold

Info

Publication number: KR19990005078A
Application number: KR1019970029239A
Authority: KR
Inventors: 이재완
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-25

Abstract

본 발명은 배기 매니폴드에 외기를 공급하여 촉매 컨버터의 촉매활성시간을 단축시키는 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조에 관한 것이며, 배기 매니폴드에 설치되는 2차 공기 공급 구조에 있어서, 엔진의 실린더 헤드에 체결되는 쪽 배기 매니폴드(1)의 플랜지(3)에는 배기 매니폴드(1)의 각 분기관(5)에 연통하는 분기 오목홈(13)과 상기 분기 오목홈(13)을 하나로 통합하여 외기와 연통되는 메인 오목홈(11)이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조가 제공되고, 이로써 배기 매니폴드에 공기를 공급하는 2차 공기 공급 구조가 외부로 노출되어 있지 아니하므로 엔진의 레이아웃이 간단하게 되고 배기 매니폴드에 인슐레이터를 취부하기도 용이하다는 효과가 있다.The present invention relates to a secondary air supply structure of an exhaust manifold for supplying outside air to the exhaust manifold to shorten the catalyst activation time of the catalytic converter. In the flange 3 of the side exhaust manifold 1 fastened to the head, the branch concave groove 13 and the branch concave groove 13 communicating with each branch pipe 5 of the exhaust manifold 1 are integrated into one. The main concave groove (11) which is in communication with the outside air is provided integrally, the secondary air supply structure of the exhaust manifold is provided, whereby the secondary air supply structure for supplying air to the exhaust manifold is external Since the engine is not exposed, the layout of the engine can be simplified, and the insulator can be easily attached to the exhaust manifold.

Description

Secondary air supply structure of the exhaust manifold

(기술 분야)(Technology field)

본 발명은 배기 매니폴드에 관한 것이며, 보다 상세하게는 배기 매니폴드에 외기를 공급하여 촉매 컨버터의 촉매활성시간을 단축시키는 2차 공기 갤러리가 일체로 형성된 배기 매니폴드에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust manifold, and more particularly, to an exhaust manifold in which a secondary air gallery is integrally formed to supply external air to the exhaust manifold to shorten the catalyst activation time of the catalytic converter.

(종래 기술)(Prior art)

엔진에서 연소된 연소 가스는 배기 장치에 의해 대기로 방출되는 바, 널리 일반화된 차량의 배기 장치는, 엔진의 각 실린더의 배기 밸브로부터 배출되는 연소 가스를 모아주는 배기 매니폴드, 배기 매니폴드에 의해 모아진 가스를 차량의 후방으로 배출시키는 배기 파이프, 배기 파이프에 설치되어 배기 가스에 포함된 유해 성분을 정화하는 촉매 컨버터, 및 배기 파이프에 설치되어 고온·고압의 배기 가스가 방출될 때 발생하는 소음을 저감시키는 주 소음기 및 보조 소음기가 하나의 라인으로 연결되어 있는 구성으로 되어 있다.Combustion gas combusted in the engine is discharged to the atmosphere by the exhaust device, and a widely-used vehicle exhaust device is provided by an exhaust manifold and an exhaust manifold that collects combustion gas discharged from an exhaust valve of each cylinder of the engine. Exhaust pipe that discharges the collected gas to the rear of the vehicle, catalytic converter that is installed in the exhaust pipe to purify harmful components contained in the exhaust gas, and noise that is generated when exhaust gas of high temperature and high pressure is installed in the exhaust pipe The main silencer and the auxiliary silencer to reduce are connected by one line.

엔진으로부터 배출되는 연소 가스는, 그 온도가 600-800 ℃에 이르고 압력이 3-5kgf/cm²에 이르는 고온·고압의 가스일 뿐만 아니라, 연료의 연소 과정에서 발생하는 탄화수소, 일산화탄소 및 질소화합물 등의 각종 유해물질들을 포함하고 있기 때문에, 연소 가스를 배기 장치를 거치지 않고 엔진으로부터 바로 대기로 배출할 때에는 대기 오염과 소음 공해 등 여러 가지 문제점을 발생시킨다. 따라서 차량의 엔진에는 앞서 언급한 촉매 컨버터와 소음기를 배기 파이프에 설치하고 있는 것이다.The combustion gas discharged from the engine is not only a high temperature and high pressure gas whose temperature reaches 600-800 ° C. and the pressure is 3-5 kgf / cm ² , but also hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen compounds generated during the combustion of fuel. Because it contains various harmful substances, various problems such as air pollution and noise pollution occur when exhaust gas is discharged directly from the engine to the atmosphere without going through an exhaust system. Therefore, the engine of the vehicle is equipped with the aforementioned catalytic converter and silencer in the exhaust pipe.

배기 가스의 성분은 그 대부분이 인체에 해가 없는 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂)로 이루어지지만, 각종 불완전한 요인에 의해 연료가 완전 연소되지 못하여 배기 가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 질소산화물(NO_X; NO, NO₂,N₂O) 등의 유해 성분을 포함하고 있다.Most of the components of the exhaust gas consist of water vapor (H ₂ O), nitrogen (N ₂ ) and carbon dioxide (CO ₂ ), which are harmless to the human body, but the fuel is not completely burned due to various incomplete factors. It contains harmful components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NO _X ; NO, NO ₂ , N ₂ O).

따라서, 차량의 배기 가스로 인한 대기 오염을 방지하기 위해, 배기 파이프에 상기한 유해 가스를 산화 환원 반응에 의해 무해 가스로 변환시키는 촉매 변환기를 장착하여, 일산화탄소와 탄화수소를 이산화탄소와 물로 산화시키고, 질소산화물을 질소와 이산화탄소로 환원시키므로써, 유해 가스를 무해 가스로 변환하고 있다.Therefore, in order to prevent air pollution by the exhaust gas of the vehicle, the exhaust pipe is equipped with a catalytic converter which converts the above-mentioned harmful gas into a harmless gas by a redox reaction, thereby oxidizing carbon monoxide and hydrocarbon into carbon dioxide and water, and nitrogen By reducing the oxides to nitrogen and carbon dioxide, harmful gases are converted into harmless gases.

최근 대기 오염에 대한 규제가 강화됨에 따라, 배기 가스 중에 유해 성분을 감축시키기 위한 노력이 여러 방면으로 진행되고 있으며, 그 방법 중에 하나는 배기 매니폴드에 2차 공기를 공급하는 방법이다.As regulations on air pollution have recently been tightened, efforts to reduce harmful components in exhaust gas have been made in various ways, and one of the methods is to supply secondary air to the exhaust manifold.

이 방법은 엔진이 냉간 상태에 있을 때, 즉 촉매 변환기의 촉매가 활성 상태에 이르기 전까지, 배기 매니폴드에 공기를 공급하여 배기 가스 중의 탄화수소 등을 산화시키고, 이때 발생하는 산화열에 의해 촉매가 활성화되기까지의 시간(light off time)을 단축시키는 방법이다.This method supplies air to the exhaust manifold to oxidize hydrocarbons in the exhaust gas when the engine is in a cold state, that is, until the catalyst of the catalytic converter becomes active, and the catalyst is activated by the heat of oxidation generated. This is to shorten the light off time.

도2는 종래의 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 보여주는 배기 매니폴드의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 배기 매니폴드(31)에는 배기 매니폴드(31)로부터 일정 걸리 이격된 위치에 2차 공기 공급용 파이프 조립체(33)를 만들어서 배기 매니폴드(31)의 각 분기관(35)과 연통시키고 있다. 그리고, 상기 2차 공기 공급용 파이프 조립체(33)에는 밸브(37)를 매개하여 2차 공기 펌프(39)가 연결되어 있다.2 is a schematic diagram of an exhaust manifold showing a secondary air supply structure of a conventional exhaust manifold. As shown, the conventional exhaust manifold 31 is provided with a secondary air supply pipe assembly 33 in a position spaced from the exhaust manifold 31 at a predetermined distance so that each branch pipe of the exhaust manifold 31 ( 35). The secondary air pump 39 is connected to the secondary air supply pipe assembly 33 via a valve 37.

상기와 같은 종래의 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조는 2차 공기 공급용 파이프 조립체(33)가 배기 매니폴드(31)로부터 분리되어 있기 때문에, 그 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라, 배기 매니폴드(31)에 인슐레이터(insulator: 41)를 부착하기 어렵다는 문제점을 내포하고 있다.The secondary air supply structure of the conventional exhaust manifold as described above is not only very complicated in structure but also exhaust exhaust manifold because the pipe assembly 33 for secondary air supply is separated from the exhaust manifold 31. There is a problem that it is difficult to attach an insulator (41) to (31).

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조가 지니는 문제점을 해소하여 배기 매니폴드의 구조를 복잡하게 만들지 않고 인슐레이터를 부착하기에도 용이한 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the secondary air supply structure of the conventional exhaust manifold described above, and to make it easy to attach an insulator without complicating the structure of the exhaust manifold. It is to provide a supply structure.

도1은 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 보여주는 배기 매니폴드의 개략도.1 is a schematic diagram of an exhaust manifold showing a secondary air supply structure of an exhaust manifold according to the present invention;

도2는 종래의 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 보여주는 배기 매니폴드의 개략도.2 is a schematic diagram of an exhaust manifold showing a secondary air supply structure of a conventional exhaust manifold;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 배기 매니폴드 3: 배기 매니폴드의 플랜지1: Exhaust manifold 3: Flange of exhaust manifold

5: 분기관 11: 메인 오목홈5: branch pipe 11: main recess

13: 분기 오목홈 15: 메인 오목홈의 플랜지13: Branch concave groove 15: Flange of main concave groove

21: 2차 공기 펌프 25: 파이프21: secondary air pump 25: pipe

상기한 본 발명의 목적은, 엔진의 실린더 헤드에 체결되는 배기 매니폴드의 플랜지에 2차 공기를 공급하는 오목홈을 일체로 형성하여, 이 오목홈을 통해 배기 매니폴드의 각 분기관에 공기를 공급하는 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조에 의해 달성된다.The object of the present invention described above is to integrally form a concave groove for supplying secondary air to the flange of the exhaust manifold fastened to the cylinder head of the engine, and to supply air to each branch pipe of the exhaust manifold through the concave groove. This is achieved by the secondary air supply structure of the exhaust manifold to supply.

구체적으로 본 발명의 목적은, 배기 매니폴드에 설치되는 2차 공기 공급 구조에 있어서, 엔진의 실린더 헤드에 체결되는 쪽 배기 매니폴드의 플랜지에는 배기 매니폴드의 각 분기관에 연통하는 분기 오목홈과 상기 분기 오목홈을 하나로 통합하여 외기와 연통하는 메인 오목홈이 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조에 의해 달성된다.More specifically, an object of the present invention is to provide a secondary air supply structure provided in an exhaust manifold, wherein the flange of the exhaust manifold fastened to the cylinder head of the engine has branch concave grooves communicating with each branch pipe of the exhaust manifold. It is achieved by the secondary air supply structure of the exhaust manifold, characterized in that the main concave grooves integrating the branch concave grooves into one are integrally formed.

상기 외기와 연통되는 상기 메인 오목홈(11)의 단부에는 플랜지(15)를 형성하여 2차 공기 펌프로(21)부터의 파이프(25)를 용이하게 연결할 수 있도록 할 수 있다.A flange 15 may be formed at an end portion of the main concave groove 11 communicating with the outside air so as to easily connect the pipe 25 from the secondary air pump passage 21.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조에 대해 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a secondary air supply structure of the exhaust manifold according to the present invention will be described in detail. The following specific examples merely illustrate the secondary air supply structure of the exhaust manifold according to the present invention, but do not limit the scope of the present invention.

도1은 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조를 보여주는 배기 매니폴드의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조는, 엔진의 실린더 헤드에 체결되는 쪽에 있는 배기 매니폴드(1)의 플랜지(3)에 2차 공기를 공급하는 에어 라인이 일체로 형성되어 있는 것을 그 특징으로 한다. 즉, 종래와 같이 별도의 에어 파이프 라인을 배기 매니폴드의 외부에 설치하지 않고, 플랜지(3) 면에 오목홈(11,13)을 형성하여 에어 라인이 되도록 한 것이다.1 is a schematic diagram of an exhaust manifold showing a secondary air supply structure of an exhaust manifold according to the present invention. As shown, the secondary air supply structure of the exhaust manifold according to the present invention comprises an air line for supplying secondary air to the flange 3 of the exhaust manifold 1 on the side fastened to the cylinder head of the engine. It is characterized by being integrally formed. In other words, the concave grooves 11 and 13 are formed on the surface of the flange 3 to form an air line without installing a separate air pipeline outside the exhaust manifold as in the prior art.

배기 매니폴드(1)의 플랜지(3)에 형성되는 오목홈(11,13)은, 배기 매니폴드(1)의 각 분기관(5)에 연통하는 분기 오목홈(13)과 이들 분기 오목홈(13)이 모여 하나로 통합되는 메인 오목홈(11)으로 이루어진다.The concave grooves 11 and 13 formed in the flange 3 of the exhaust manifold 1 are branched concave grooves 13 communicating with each branch pipe 5 of the exhaust manifold 1 and these branch concave grooves. (13) is made of a main concave groove (11) are gathered and integrated into one.

상기 메인 오목홈(11)이 외기와 연통되는 단부에는 2차 공기 펌프(21) 및 밸브(23)를 연결하고 있는 파이프(25)가 취부되는 플랜지(15)가 형성되어 있다. 따라서, 배기 매니폴드(1)를 실린더 헤드에 체결하면 상기 오목홈들(11,13)이 공기 통로를 형성하게 된다.At the end where the main concave groove 11 communicates with the outside air, a flange 15 on which a pipe 25 connecting the secondary air pump 21 and the valve 23 is mounted is formed. Accordingly, when the exhaust manifold 1 is fastened to the cylinder head, the concave grooves 11 and 13 form an air passage.

이에 따라, 2차 공기 펌프(21)로부터 공급되는 공기는 밸브(23)와 파이프(25)를 거쳐, 파이프(25)가 연결된 플랜지(15)를 통해 메인 오목홈(11)으로 유입되고, 다시 각 분기 오목홈을 거쳐서 배기 매니폴드(1)의 각 분기관(5)으로 유입된다.Accordingly, the air supplied from the secondary air pump 21 passes through the valve 23 and the pipe 25 and enters the main recess 11 through the flange 15 to which the pipe 25 is connected. It flows into each branch pipe 5 of the exhaust manifold 1 through each branch recess.

이렇게 유입된 공기는 배기 가스와 혼합되면서 배기 가스 중의 탄화수소와 공기중의 산소가 반응하는 산화 반응에 의해 산화열을 발생시킨다. 산화열은 촉매 컨버터의 촉매를 활성화시키는 데 사용되므로, 촉매 활성화 시간을 단축시킨다. 이로써 엔진 냉간 상태에서의 유해 성분 배출을 저감할 수 있다.The introduced air is mixed with the exhaust gas to generate heat of oxidation by an oxidation reaction in which hydrocarbons in the exhaust gas and oxygen in the air react. The heat of oxidation is used to activate the catalyst of the catalytic converter, thus shortening the catalyst activation time. This can reduce the emission of harmful components in the engine cold state.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 2차 공기 공급 구조에 의하면, 배기 매니폴드의 플랜지에 배기 매니폴드의 각 분기관을 연통하는 분기 오목홈과 메인 오목홈이 일체로 형성되어 있는 구조에 따라, 배기 매니폴드에 공기를 공급하는 2차 공기 공급 구조가 외부로 노출되지 않게 되므로, 엔진의 레이아웃이 간단하게 되고 배기 매니폴드에 인슐레이터를 취부하기도 용이하다는 효과가 있다.According to the secondary air supply structure of the exhaust manifold according to the present invention described above, a branch concave groove and a main concave groove which communicate each branch pipe of the exhaust manifold with the flange of the exhaust manifold are integrally formed. Therefore, since the secondary air supply structure for supplying air to the exhaust manifold is not exposed to the outside, the layout of the engine can be simplified and the insulator can be easily attached to the exhaust manifold.

Claims

In the secondary air supply structure provided in the exhaust manifold, the flange 3 of the side exhaust manifold 1 fastened to the cylinder head of the engine communicates with each branch pipe 5 of the exhaust manifold 1. A secondary air supply structure of the exhaust manifold, characterized in that the main concave groove (11) is formed integrally with the branch concave groove (13) and the branch concave groove (13) in communication with the outside.

2. The flange (15) according to claim 1, wherein an end portion of the main concave groove (11) communicating with the outside air is formed with a flange (15) to which the pipe (25) from the secondary air pump passage (21) is connected. Secondary air supply structure of the exhaust manifold.