KR20010002325A - Exhaust manifold of engine for automobile - Google Patents

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exhaust manifold
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김규완
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정몽규
현대자동차 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An exhaust manifold of a vehicle engine is provided to improve the purification efficiency of exhaust gas by raising temperature of a manifold high when an engine is started. CONSTITUTION: An exhaust manifold of a vehicle engine includes spaces(22a,22b) having entrances(23a,23b) closely positioned in the vicinity of an engine body(10) and an exhaust pipe at the inner and outer walls(21b,21a) of an exhaust manifold(20), wherein raising temperature of the manifold high is accelerated by the electric heating of the exhaust gas filled in the spaces. The spaces are formed entirely through the walls except both ends portions of a flange of the manifold. The exhaust manifold accelerates early achievement of the high temperature by maximally securing the area for the electric heating of the exhaust gas.

Description

차량 엔진의 배기 매니폴드{Exhaust manifold of engine for automobile}Exhaust manifold of engine for automobile

본 발명은 차량 엔진의 배기 매니폴드에 관한 것으로서, 특히 배기 매니폴드의 벽체 내부에 소정의 공간부를 형성하고 이곳에 배기가스가 채워질 수 있게 하여 매니폴드의 조기 고온화를 촉진시켜 줌으로써, 엔진 시동 초기 배기가스의 열을 거의 대부분 매니폴드에 빼앗김에 따라 배기가스의 온도가 낮아지면서 촉매의 정화효율이 떨어지는 현상을 방지할 수 있도록 한 차량 엔진의 배기 매니폴드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust manifold of a vehicle engine, and in particular, by forming a predetermined space inside a wall of an exhaust manifold and allowing exhaust gas to be filled therein, thereby promoting early preheating of the manifold, thereby allowing early exhaustion of engine starting. As the heat of the gas is almost lost to the manifold, the temperature of the exhaust gas is lowered, and the exhaust manifold of the vehicle engine can be prevented from reducing the catalyst purification efficiency.

일반적으로 차량 엔진의 배기 매니폴드(20)는 첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 엔진 본체(10)와 배기 파이프(30) 사이에 설치되면서 실린더 안에서 연소된 배기가스를 모아서 배기 파이프로 배출하는 역할을 하며, 보통 주철로 되어 있다.In general, the exhaust manifold 20 of the vehicle engine is installed between the engine main body 10 and the exhaust pipe 30 as shown in FIG. 2 and collects the exhaust gas burned in the cylinder and discharges the exhaust gas to the exhaust pipe. It is usually made of cast iron.

엔진 시동 초기에는 배기가스의 열을 대부분 배기 매니폴드에 빼앗기기 때문에 배기가스의 온도가 낮아질 수 밖에 없게 되고, 이로 인해 촉매가 효율적으로 제기능을 충분히 발휘할 수 있는 온도, 예를 들면 약 600℃에 못미치게 되므로 촉매의 정화효율이 떨어지는 문제가 있었다.In the early stage of engine start-up, most of the heat of the exhaust gas is lost to the exhaust manifold, which inevitably lowers the temperature of the exhaust gas, which causes the catalyst to not fully function properly, for example, about 600 ° C. There was a problem that the purification efficiency of the catalyst falls because it is crazy.

즉, 배기 매니폴드가 배기가스로부터 열을 빼앗아 어느 정도 뜨거워지기 전까지는 배기가스에 의한 촉매의 온도상승은 기대할 수 없게 되므로 엔진 시동 초기에는 충분히 정화되지 않은 배기가스가 대기중에 그대로 방출되는 문제가 있다.In other words, the temperature rise of the catalyst due to the exhaust gas cannot be expected until the exhaust manifold takes heat from the exhaust gas to some extent, so that exhaust gas that is not sufficiently purified at the start of the engine is released into the atmosphere. .

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진 시동 초기에 배기 매니폴드의 온도를 신속하게 올려줄 수 있도록 하기 위해 매니폴드 벽체 내에 배기가스가 머무를 수 있는 소정의 공간부를 조성함으로써, 배기 매니폴드의 조기 고온화를 촉진할 수 있고, 이에 따라 엔진 시동 후 짧은 시간내에 고온의 배기가스 열을 이용하여 촉매를 적정온도까지 올려줄 수 있으며, 궁극적으로 촉매를 통한 배기가스 정화효율을 높일 수 있도록 한 차량 엔진의 배기 매니폴드를 제공하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above, and in order to quickly raise the temperature of the exhaust manifold at the beginning of engine start, by forming a predetermined space in which exhaust gas can stay in the manifold wall, It is possible to promote the premature high temperature of the exhaust manifold, so that it is possible to raise the catalyst to the appropriate temperature by using the high temperature exhaust gas heat within a short time after starting the engine, and ultimately increase the exhaust gas purification efficiency through the catalyst. The purpose is to provide an exhaust manifold for a vehicle engine.

도 1은 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 구조를 보여주는 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an exhaust manifold according to the present invention;

도 2는 배기 매니폴드의 위치를 보여주는 개략도2 is a schematic showing the location of an exhaust manifold

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 엔진 본체 20 : 배기 매니폴드10 engine body 20 exhaust manifold

30 : 배기 파이프30: exhaust pipe

21a,21b : 벽체 22a,22b : 공간부21a, 21b: wall 22a, 22b: space part

23a,23b : 출입구23a, 23b: doorway

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 차량 엔진의 배기 매니폴드에 있어서, 상기 배기 매니폴드의 바깥쪽 벽체와 안쪽 벽체 내부에는 각각 엔진 본체측과 배기 파이프측에 근접된 출입구를 갖는 각각의 공간부가 형성되어 이 공간부 내에 채워진 배기가스의 전열작용에 의해 매니폴드의 조기 고온화가 촉진될 수 있도록 된 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an exhaust manifold of a vehicle engine, in which outer spaces and inner walls of the exhaust manifold have respective space portions each having an entrance close to the engine body side and the exhaust pipe side, and filled in the space portion. It is characterized by consisting of a structure that can accelerate the premature high temperature of the manifold by the heat transfer action of the exhaust gas.

특히, 상기 공간부는 매니폴드 양단 플랜지부위를 제외한 벽체의 전체 길이에 걸쳐 조성되어 있는 것을 특징으로 한다.In particular, the space portion is characterized in that it is formed over the entire length of the wall except for the flange portion at both ends of the manifold.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 배기 매니폴드의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the exhaust manifold according to the present invention.

본 발명의 배기 매니폴드(20)는 배기가스와의 전열면적을 최대한 확보하여 초기 고온화를 촉진할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.Exhaust manifold 20 of the present invention is characterized in that to ensure the maximum heat transfer area with the exhaust gas to facilitate the initial high temperature.

이를 위하여, 매니폴드 바깥쪽 벽체(21a)의 내부와 안쪽 벽체(21b)의 내부에는 각각 소정의 공간부(22a),(22b)를 형성하고, 각각의 공간부(22a),(22b)에는 엔진 본체측에 근접된 출입구(23a)와 배기 파이프측에 근접된 출입구(23b)를 형성하여 공간부 내로 배기가스가 유입될 수 있게 한다.To this end, predetermined spaces 22a and 22b are formed inside the manifold outer wall 21a and inside the inner wall 21b, respectively, and in each of the spaces 22a and 22b. An inlet and outlet 23a proximate to the engine main body side and an inlet and outlet 23b proximate to the exhaust pipe side are formed to allow the exhaust gas to flow into the space.

이러한 공간부(22a),(22b)는 벽체의 플랜지부위를 제외한 전체 길이에 걸쳐 조성됨에 따라 벽체 대부분의 면적에 걸쳐 배기가스와의 전열작용이 이루어질 수 있게 된다.Since the spaces 22a and 22b are formed over the entire length of the wall except for the flange portion of the wall, the heat transfer action with the exhaust gas can be performed over most of the wall area.

이렇게 출입구(23a),(23b)를 포함하는 공간부(22a),(22b)는 매니폴드 각각의 포트마다 1개씩 독립적으로 갖추어질 수 있으며, 바람직하게는 매니폴드의 강성을 저하시키지 않는 범위 내에서 각각의 포트에 있는 공간부(22a)를 서로 통할 수 있게 하는 것이 좋고, 더 나아가 바깥쪽 벽체(21a)에 있는 공간부(22a)들과 안쪽 벽체(21b)에 있는 공간부(22b)들을 서로 통할 수 있도록 하여 배기가스와의 전열면적을 최대한 확보할 수 있도록 하는 것이 좀더 바람직하다.Thus, the spaces 22a and 22b including the entrances 23a and 23b may be independently provided one for each port of the manifold, and preferably within a range that does not lower the stiffness of the manifold. It is better to allow the spaces 22a in each port to communicate with each other, and furthermore, the spaces 22a in the outer wall 21a and the spaces 22b in the inner wall 21b More preferably, it is possible to secure the heat transfer area with the exhaust gas so as to communicate with each other.

따라서, 엔진의 시동 초기에 실린더로부터 배출되는 배기가스는 배기 파이프측으로 보내지게 되고, 일부는 윗쪽과 아래쪽에 있는 각각의 출입구를 통해서 공간부 내로 유입되어 그 안에 채워지게 된다.Therefore, the exhaust gas discharged from the cylinder at the beginning of the engine is sent to the exhaust pipe side, and part of it is introduced into the space part through each of the upper and lower entrances and filled therein.

이렇게 고온의 배기가스가 공간부 내에 채워짐에 따라 이 배기가스와 매니폴드 벽체 간의 전열작용이 활발하게 이루어질 수 있게 되고, 계속해서 매니폴드의 자체 온도는 짧은 시간 내에 급상승하게 되므로 일정한 시간이 경과된 후에는 고온화 되어 있는 매니폴드에 배기가스의 열을 빼앗기지 않게 된다.As the hot exhaust gas is filled in the space portion, the heat transfer between the exhaust gas and the manifold wall can be actively performed, and the manifold's own temperature rapidly rises in a short time, so after a certain time has elapsed. Does not lose heat of the exhaust gas to the manifold that has become hot.

이에 따라, 고온의 배기가스가 그대로 배기 파이프로 보내져서 촉매의 온도를 올리는데 쓰일 수 있게 되므로서, 촉매가 제기능을 발휘하기에 충분한 온도까지 올라가는데 걸리는 시간을 상당히 단축할 수 있게 된다.As a result, the hot exhaust gas can be sent directly to the exhaust pipe and used to raise the temperature of the catalyst, thereby significantly shortening the time taken for the catalyst to rise to a temperature sufficient to function properly.

즉, 종전의 경우에는 엔진 시동 초기 상당한 시간동안 배기가스의 열을 매니폴드에 빼앗겨 촉매의 온도가 적정온도 까지 도달하는데 많은 시간이 걸렸으나, 본 발명의 경우에는 매니폴드의 조기 고온화가 가능하기 때문에 일정시간만 지나면 촉매의 온도가 적정온도 까지 손쉽게 올라갈 수 있게 되고, 따라서 엔진 시동 초기에도 촉매를 통한 배기가스 정화효율을 높일 수 있게 된다.That is, in the past, it took a lot of time for the catalyst temperature to reach the proper temperature by taking heat of exhaust gas into the manifold for a considerable time at the start of engine start, but in the case of the present invention, it is possible to prematurely increase the temperature of the manifold. After a certain time, the temperature of the catalyst can be easily increased to an appropriate temperature, thereby increasing the exhaust gas purification efficiency through the catalyst even at the start of the engine.

이상에서와 같이 본 발명은 엔진 시동 초기에 매니폴드의 조기 고온화를 촉진할 수 있는 수단을 제공함으로써, 엔진 시동 초기의 배기가스 정화효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.As described above, the present invention has an advantage of improving the exhaust gas purification efficiency at the beginning of engine start by providing a means for promoting early temperature increase of the manifold at the start of engine start.

Claims (2)

차량 엔진의 배기 매니폴드에 있어서,In the exhaust manifold of a vehicle engine, 상기 배기 매니폴드의 바깥쪽 벽체와 안쪽 벽체 내부에는 각각 엔진 본체측과 배기 파이프측에 근접된 출입구를 갖는 각각의 공간부가 형성되어 이 공간부 내에 채워진 배기가스의 전열작용에 의해 매니폴드의 조기 고온화가 촉진될 수 있도록 된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 배기 매니폴드.The outer wall and the inner wall of the exhaust manifold are formed with respective space portions having entrances adjacent to the engine body side and the exhaust pipe side, respectively, and prematurely high temperature of the manifold by the heat transfer action of the exhaust gas filled in the space portion. Exhaust manifold of the vehicle engine, characterized in that the structure is configured to be promoted. 제 1 항에 있어서, 상기 공간부는 매니폴드 양단 플랜지부위를 제외한 벽체의 전체 길이에 걸쳐 조성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 엔진의 배기 매니폴드.The exhaust manifold of a vehicle engine according to claim 1, wherein the space portion is formed over the entire length of the wall except for flange portions at both ends of the manifold.
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