KR20050026117A - 흡기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진으로 입력되는 흡입공기의 양을 조절하는 스로틀 바디와 엔진으로 입력되는 흡입공기를 과급하기 위한 과급기가 일체로 형성된 흡기 매니폴드에 관한 것으로,

엔진의 흡기 포트에 일단이 연결되기 위한 다수의 런너가 형성되고, 상기 런너들이 서지탱크의 측면측에 연결형성되는 흡기 매니폴드에 있어서,

상기한 서지탱크의 전면측으로 소정 공간을 갖고 연장형성되는 통형상의 가압기 케이스와;

상기 가압기 케이스 내측의 도중에 축의 외주면에 형성된 스크루가 위치되도록 상기 가압기 케이스의 중심선 상으로 축의 양단이 축지되며, 상기 가압기 케이스 외측으로 연장된 끝단에는 풀리가 돌출형성된 가압기와;

상기한 가압기 케이스의 외측 도중에 연통되어, 상기 가압기 케이스 측으로 유입되는 공기량을 조절하기 위한 스로틀 밸브가 내재된 스로틀 바디; 가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

흡기 매니폴드{Intake mainifold}

본 발명은 흡기 매니폴드의 구성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진으로 입력되는 흡입공기의 양을 조절하는 스로틀 바디와 엔진으로 입력되는 흡입공기를 과급하기 위한 과급기가 일체로 형성된 흡기 매니폴드에 관한 것이다.

종래 엔진의 인테이크 매니폴드에는 자연흡기방식과, 엔진의 구동축에 별도의 벨트로써 연결된 수퍼차저에서 흡입공기를 강제적으로 압축하여 공급하는 강제흡기방식이 있다. 또한, 강제흡기방식의 또 다른 예로서 배기 매니폴드를 통과하는 배기가스의 압력을 이용하여 흡기 매니폴드로 입력되는 공기를 가압하는 터보차저 등이 있다.

엔진의 자연흡기방식은 일반적인 흡기 매니폴드의 구조로 흡기 덕트를 통한 공기가 스로틀 바디를 거쳐 흡기 매니폴드 중안의 서지 탱크로 유입되고, 이와 연결된 흡기 포트를 통해 각각의 실린더로 들어가게 된다. 여기서 서지 탱크 내부의 흡기 포트 입구에 밸브를 장착하여 이의 개폐를 통해 엔진의 운전영역별로 흡기 포트의 길이가 변경되도록 구성된다.

그리고 강제흡기방식의 수퍼차저는 엔진 구동축과 연결된 벨트를 통해 내부의 로터를 회전시키고, 이를 통해 유입된 공기를 압축하는 일종의 압축 펌프이다. 이렇게 압축된 공기는 별도로 장착된 인터쿨러를 통해 냉각되도록 한 후, 각각의 흡기 포트로 공급된다. 압축된 공기는 밀도가 높아져 단위시간당 더 많은 질량유량을 갖게 되므로 기존 자연흡기방식의 흡기 매니폴드와 대비하여 15~25% 이상의 출력을 높일 수 있다. 즉, 수퍼차저는 서지탱크 등의 개념이 적용되지 않고 압축기에서 바로 흡기 포트로 가압공기를 유입시키는 개념이다. 이때 스로틀 바디는 별로로 장착된 덕트 끝단 또는 수퍼차저 후방부에 장착되게 된다.

상기와 같이 종래의 흡기 매니폴드의 자연흡기방식, 강제흡기방식은 서로 구조를 달리하며, 사양별로 다르게 장착되고 있으며, 수퍼차저 사양은 종래의 자연흡기방식은 종래의 기존사양 대비 더 높은 제작원가가 반영된다.

그리고 종래의 수퍼차저 사양에서 스로틀 바디는 별도의 덕트 끝단 또는 수퍼차저 후방부에 장착되어 장착성이 떨어지게 되며, 공간상 불리한 구조와 더불어 과진동의 가능성이 있다. 기존의 자연흡기방식 대비 강제흡기방식은 전운전구간에서 높은 출력을 보이나, 이에 따라 로터 회전에 이한 작동소음 또한 크게 증대된다.

기존의 강제흡기방식은 그 구조적 특성으로 인하여 엔진 상단부의 넓은 장착면적을 차지하며, 또한 장착높이도 증대된다. 또한, 종래의 강제흡기방식은 그 구조적 특성으로 인하여 엔진 상단부 넓은 장착면적을 차지하며 또한 장착높이도 증대되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진으로 입력되는 흡입공기의 양을 조절하는 스로틀 바디와 엔진으로 입력되는 흡입공기를 과급하기 위한 과급기가 일체로 형성된 흡기 매니폴드를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

엔진의 흡기 포트에 일단이 연결되기 위한 다수의 런너가 형성되고, 상기 런너들이 서지탱크의 측면측에 연결형성되는 흡기 매니폴드에 있어서,

상기한 서지탱크의 전면측으로 소정 공간을 갖고 연장형성되는 통형상의 가압기 케이스와;

상기 가압기 케이스 내측의 도중에 축의 외주면에 형성된 스크루가 위치되도록 상기 가압기 케이스의 중심선 상으로 축의 양단이 축지되며, 상기 가압기 케이스 외측으로 연장된 끝단에는 풀리가 돌출형성된 가압기와;

상기한 가압기 케이스의 외측 도중에 연통되어, 상기 가압기 케이스 측으로 유입되는 공기량을 조절하기 위한 스로틀 밸브가 내재된 스로틀 바디; 가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의해 구성되는 흡기 매니폴드의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 흡기 매니폴드의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 흡기 매니폴드의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 의해 형성된 흡기 매니폴드를 지시하는 것으로서, 서지탱크(12)의 측면측으로는 엔진의 흡기 포트와 연결되기 위한 다수의 런너(14)들이 종래의 흡기매니폴드에서와 같이 연결된다.

그리고 상기한 서지탱크(12)의 전방측으로는 소정의 공간을 갖는 통형상의 가압기 케이스(20)가 연장형성된다. 이 가압기 케이스(20)의 내부에는 그 길이방향으로 스크루(32)로 형성된 가압기(30)가 수용되는데, 상기 가압기(30)의 축(31)의 양끝단이 상기한 가압기 케이스(20)에 베어링(23,24)을 매개로 축지된다. 특히, 상기한 가압기(30)의 축(31)의 외측끝단은 상기 가압기 케이스(20)의 외측면으로 돌출형성되고, 그 끝단에 구동측으로부터 동력을 전달받기 위한 풀리(34)가 형성된다. 상기한 풀리(34)는 엔진의 크랭크 샤프트에 연결된 댐퍼 풀리의 구동력을 전달받도록 벨트로써 연결될 수도 있으며, 별도의 전동모터에 의해 작동될 수 있도록 구성될 수도 있다.

한편, 엔진의 크기 및 용량에 따라서 상기한 스크루(32)의 나선각도 및 풀리(34)의 직경을 적절히 설정하여 각 엔진에 맞는 흡입공기의 압축력이 제공되도록 한다.

상기 가압기(30)의 축(31)의 내측단이 지지되도록 하기 위한 축수부(21)는 상기 서지탱크(12)와 가압기 케이스(20)가 연통되는 도중에 마련되는데, 상기 축수부(21)의 도중에는 흡입공기의 흐름이 허용되도록 하기 위한 다수의 유입공(22)이 형성된다.

그리고 상기한 가압기 케이스(20)의 외측의 도중에는 상기 가압기 케이스(20)로 유입되는 흡입공기의 양을 조절하기 위한 스로틀 바디(40)가 형성된다. 물론 상기 스로틀 바디(40)의 내부에는 운전자의 엑셀 페달 조작에 따라 작동각이 조절되는 스로틀 밸브(42)가 형성된다.

이상과 같이 구성된 흡기 매니폴드의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되면 연소실 내에는 연소실 내의 부압에 흡기 덕트를 통해서 대지 중의 공기가 흡입된다.

이 과정에서 운전자는 엑셀 페달의 답력을 조절하여 스로틀 밸브(42)의 각도를 변화시키므로서 흡기 덕트로 유입되는 흡입공기량을 조절하게 된다.

한편, 엔진의 시동과 함께 상기한 가압기(30)가 회전하게 되므로서, 상기한 스로틀 바디(40)를 통과하여 가압기 케이스(20)의 내부로 유입된 흡입공기는 스크루(32)의 회전에 의해서 가압되어진다. 이렇게 가압된 공기는 서지탱크(12)로 유입된 후, 각 런너(14)를 통해 엔진의 흡기 포트로 유도되어진다.

특히, 서지탱크(12)로 입력되는 흡입공기의 흐름방향과 스크루(32)의 회전진행방향이 같게 되므로서, 종래기술에서 수퍼차저 및 터보차저에 적용하였을 경우에 로터의 회전에 의해서 심하게 발생되었던 소음 및 기류음의 발생이 억제되어진다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 흡기 매니폴드(10)는 그 작동에서 뿐만 아니라, 엔진의 레이아웃 상에도 커다란 장점을 제공하게 된다.

즉, 흡입공기의 가압을 위해 수퍼차저나 터보차저를 적용할 때보다, 본 발명에 의한 가압기(30)는 서지탱크(12)와 스로틀 바디(40)의 사이에 상대적으로 크지 않도록 형성되므로서 장착면적이 축소되어 엔진이 컴팩트화 될 수 있게 된다.

특히, 종래기술의 경우에 각각 분리형성되었던 과급기(수퍼차저 또는 터보차저), 스로틀 바디, 흡기 매니폴드를 하나의 장치로 일체화됨에 따라서 엔진의 장착 및 탈착과정에서의 엔진 조립성이 향상된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 엔진으로 공급되는 흡입공기의 가압을 위한 가압기가 흡기 매니폴드 및 스로틀 바디와 일체로 형성되므로서, 엔진룸을 차지하는 장착면적이 줄게 되어 엔진룸의 레이아웃에 유리하게 적용될 뿐만 아니라 엔진조립성이 향상되며, 종래기술의 경우에 과급을 위한 수퍼차저 및 터보차저의 로터에 의한 소음발생의 원인이 줄게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 흡기 매니폴드의 구성도.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 흡기 매니폴드의 작동상태도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 흡기 매니폴드 12 : 서지탱크

14 : 런너 20 : 가압기 케이스

21 : 축수부 22 : 유입공

23,24 : 베어링 30 : 가압기

31 : 축 32 : 스크루

34 : 풀리 40 : 스로틀 바디

42 : 스로틀 밸브

Claims (2)

1. 엔진의 흡기 포트에 일단이 연결되기 위한 다수의 런너가 형성되고, 상기 런너들이 서지탱크의 측면측에 연결형성되는 흡기 매니폴드에 있어서,

   상기한 서지탱크(12)의 전면측으로 소정 공간을 갖고 연장형성되는 통형상의 가압기 케이스(20)와;

   상기 가압기 케이스(20) 내측의 도중에 축(31)의 외주면에 형성된 스크루(32)가 위치되도록 상기 가압기 케이스(20)의 중심선 상으로 축(31)의 양단이 축지되며, 상기 가압기 케이스(20) 외측으로 연장된 끝단에는 풀리(24)가 돌출형성된 가압기(30)와;

   상기한 가압기 케이스(20)의 외측 도중에 연통되어, 상기 가압기 케이스(20) 측으로 유입되는 공기량을 조절하기 위한 스로틀 밸브(42)가 내재된 스로틀 바디(40); 가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 가압기(30)의 축(31)의 양단은 베어링(23,24)에 의해서 축지되어지되, 상기한 가압기(30)의 축(31)의 내측끝단을 지지하기 위한 축수부(21)는 상기 서지탱크(12)와 가압기 케이스(20)의 연결부 도중에 형성되고, 상기 축수부(21)에는 흡입공기가 통과되도록 하기 위한 다수의 유입공(22)이 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.