KR20070087074A - 내연 기관용 흡기 덕트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 차체에 댐핑 요소를 통해 실린더 헤드(4, 10)가 고정되어 있고, 이 실린더 헤드(4, 10)를 타이밍 기어 케이스(1, 13, 15)의 세트가 폐쇄하고 있는 내연 기관용 흡기 덕트 장치로서, 한편에서는 열교환기(11)에 연결된 상류측 부분(12)에 결합되고 다른 한편에서는 공기를 흡입 매니폴드(16)를 향해 안내하는 하류측 부분(2)에 결합되는 중간 부분(19)으로 이루어지며, 상류측 부분(12) 및 하류측 부분(2)에는 중간 부분(19)과 협동하도록 된 고정 수단이 마련되어 있는 흡기 덕트 장치에 있어서, 중간 부분(19)은 엔진의 타이밍 기어 케이스(13)와 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치에 관한 것이다.

내연 기관, 흡기 덕트, 타이밍 기어 케이스,

Description

내연 기관용 흡기 덕트 장치{AIR INTAKE DUCT ARRANGEMENT FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 차량의 차체에 댐핑 요소를 통해 실린더 헤드가 고정되어 있고, 이 실린더 헤드를 타이밍 기어 케이스의 세트가 폐쇄하고 있는 내연 기관용 흡기 덕트 장치로서, 한쪽에서는 열교환기에 연결된 상류측 부분에 결합되고 다른 한쪽에서는 공기를 흡기 매니폴드를 향해 안내하는 하류측 부분에 결합되는 중간 부분으로 이루어지며, 이 중간 부분에 상류측 부분과 하류측 부분이 고정되어 있는 흡기 덕트 장치에 관한 것이다.

차량 엔진 블록의 종래의 구조에 있어서, 엔진에 가스를 공급하거나 배기 가스를 포집하는 덕트가 가스의 흐름을 최적화하는 식으로 설치되어 있지 않다. 이는 그러한 덕트가 배선, 워터 덕트, 공조용 덕트 및 연료 덕트들 사이에서 엔진 블록의 비좁은 영역 내에 배치되기 때문이다. 그러한 형태의 덕트는 항상 엔진 블록 및 그 구조체 둘레에서 구불구불하게 진행하여, 덕트의 형상을 그 기능을 저해하도록 제한하게 된다.

엔진의 그러한 흡기 덕트의 단점 중 하나로는 그 덕트가 엔진실 내의 공간을 차지하여, 다른 구성 요소를 결합하는 것을 용이하지 않게 한다는 점이다. 게다 가, 흡기 덕트의 단면은 그 형상으로 인해 일정하지 않고, 이는 압력 강하를 유발하고, 내연 기관의 성능 감소를 초래할 수 있다.

특허 문헌 FR-2548731에서는 필터가 장착된 하우징 형태의 타이밍 기어 케이스를 실린더 헤드의 상부에 바로 설치하는 것에 대해 제안하고 있다. 이러한 통합은 배기 가스와 연소 공기의 효율적인 혼합을 달성할 수 있게 하지만, 배기 덕트는 엔진실을 어지럽게 하여 그 공간의 사용을 최적화하지 못하는 복잡한 형상을 여전히 갖고 있다.

본 발명은 압력 강하를 감소시킬 수 있는 동시에, 타이밍 기어 시스템의 기밀성을 보장할 수 있도록 흡기 덕트의 새로운 설치 방법을 제안함으로써 전술한 형태의 구조와 관련된 단점을 경감시키는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 흡기 덕트의 중간 부분을 엔진의 타이밍 기어 케이스와 일체로 하는 것을 제안한다.

제안된 장치는 개별적으로 취하거나 조합하여 취할 수 있는 다음의 특징을 가질 수 있다.

- 중간 부분은 타이밍 기어 케이스와 단일체로 주조된다.

- 중간 부분은 엔진 캡을 수용하도록 된 적어도 하나의 고정용 구멍을 갖고 있다.

- 중간 부분의 흡기 덕트는 일정한 단면을 갖는다.

- 중간 부분은 상류측 부분 및 하류측 부분을 고정시키는 고정 수단을 각각 수용하도록 된 적어도 2개의 상류측 및 하류측 스터브(stub)를 구비한다.

- 상류측 부분 및 하류측 부분을 고정시키는 고정 수단은 중간 부분에 스냅 피팅(snap-fitting)될 수 있다.

- 상류측 부분 및 하류측 부분을 고정시키는 고정 수단은 중간 부분 상에 클램핑될 수 있다.

- 상류측 부분 및 하류측 부분을 고정시키는 고정 수단은 상류측 및 하류측 부분을 중간 부분에 고정시키도록 된 클램핑 칼라를 포함한다.

- 내연 기관은 V형 엔진이다.

본 발명은 첨부 도면과 함께 하나의 특별한 비한정적 실시 형태의 이하의 상세한 설명을 읽을 때에 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 V형 엔진의 타이밍 기어 케이스 내에 통합된 흡기 덕트의 전체적인 레이아웃을 나타내는 도면이다.

도 2는 엔진의 타이밍 기어 케이스를 위에서 본 사시도이다.

도 3은 엔진의 타이밍 기어 케이스를 아래에서 본 사시도이다.

도 4는 흡기 덕트의 중간 부분을 도시하고 있는 엔진의 타이밍 기어 케이스의 부분 사시도이다.

도 1은 내연 기관의 전체적인 레이아웃을 나타내는 도면으로서, V형 엔진에 공급되는 공기가 따라가는 경로를 도시하고 있다. 공기는 먼저 유량계(7)가 부착 된 공기 필터(6)를 통과한다. 이 공기는 이어서 상류측 파이프(9)를 통해 터보 압축기(5)를 향해 보내진다. 공기가 일단 압축되면 그 공기는 압축기 출구 파이프(8)에 의해 급기 냉각기(charge air cooler)(11)로 안내된다. 급기 냉각기(11)는 예를 들면 튜브 다발로 이루어져 이들 튜브 사이에 흐르는 외부 공기와 압축 공기 간에 에너지를 교환할 수 있는 통상의 열교환기이다.

급기 냉각기(11)를 떠나게 되면, 흡기 덕트가 공기 스트림을 컷오프 유닛(cut-off unit)을 향해, 이어서 흡기 분배기(16)로 안내하며, 이 흡기 분배기에서 내연 기관의 전방 뱅크와 후방 뱅크로 공기가 분배된다. 이 흡기 분배기는 상류측 부분(12), 중간 부분(19) 및 하류측 부분(2)으로 이루어진다. 상류측 부분(12)은 급기 냉각기(11)의 출구와, 상류측 부분(12)을 하류측 부분(2)에 연결하는 중간 부분(14) 사이에 위치한다. 하류측 부분은 흡기 분배기(16)에 그 자체가 연결된 공기 컷오프 유닛(3)을 향해 압축 공기의 스트림이 안내될 수 있게 해준다. 하류측 부분(2) 및 공기 컷오프 유닛(3)은 도 2의 사시도에 도시한 바와 같이 전방 뱅크(10) 및 후방 뱅크(4) 각각의 실린더 헤드 사이에 놓이게 된다.

도 2 및 도 3은 V형 엔진의 타이밍 기어 케이스의 레이아웃을 도시하고 있다. 제1 타이밍 기어 케이스(1)는 후방 뱅크(4)의 실린더 헤드에 고정된다. 제2 케이스(15)는 엔진의 실린더 블록 상에 위치하여, 다른 2개의 케이스(1, 13)와 접촉하는 면을 갖고 있다. 도 4에 사시도로 도시한 바와 같은 제3 케이스(13)는 중간 부분(19)을 포함하고 있으며, 전방 뱅크(10)의 실린더 블록에 결합된다. 흡기 덕트의 중간 부분(19)은 실린더 블록에 나사 고정되는 케이스(13)에 일체로 주조되 어 있다.

케이스(13)에 일체로 된 중간 부분(19)은 그 단부에 스터브를 포함하고 있으며, 이 스터브는 상류측 및 하류측 부분에 고정하는 고정 수단을 수용하도록 되어 있다. 통상, 그러한 고정 수단은 스냅 피팅, 칼라를 사용한 클램핑, 클램프 또는 대안적으로는 V형 밴드를 포함할 수 있다. 중간 부분(19)이 직접 케이스(13)의 일부로서 주조된다는 점은 흡기 덕트가 종래 기술보다 덜 구불구불하게 엔진 블록에 둘러지는 것을 달성할 수 있게 한다. 게다가, 흡기 덕트의 단면은 그 길이를 따라 일정하여, 공기의 압력 강하 및 엔진의 연료 소모를 감소시킬 수 있다. 본 발명은 추가적인 기능부를 지지하게 되는 케이스와는 별도의 공기 파이프보다 더 컴팩트하다.

본 발명의 다른 실시 형태에 있어서, 케이스(13)는 또한 엔진 캡(14)의 부착 수단을 수용하도록 된 고정용 지지부를 포함할 수 있다. 엔진 캡(14)은 실린더 블록의 각 측부에서 케이스(1, 13)에 각각 위치한 고정용 지지부에서 고정된다. 따라서, 케이스(13)는 다수의 기능부를 단일 구성 요소에 통합할 수 있게 해준다. 이러한 통합은 엔진 블록의 구조를 개선하여, 연료 소모의 측면에서 성능을 향상시키고 구성 요소의 개수를 감소시킨다.

Claims (9)

1. 차량의 차체에 댐핑 요소를 통해 실린더 헤드(4, 10)가 고정되어 있고, 이 실린더 헤드(4, 10)를 타이밍 기어 케이스(1, 13, 15)의 세트가 폐쇄하고 있는 내연 기관용 흡기 덕트 장치로서, 한쪽에서는 열교환기(11)에 연결된 상류측 부분(12)에 결합되고 다른 한쪽에서는 공기를 흡기 매니폴드(16)를 향해 안내하는 하류측 부분(2)에 결합되는 중간 부분(19)으로 이루어지며, 이 중간 부분(19)에 상류측 부분과 하류측 부분이 고정되어 있는 흡기 덕트 장치에 있어서,

   상기 중간 부분(19)은 엔진의 타이밍 기어 케이스(13)와 일체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 중간 부분(19)은 타이밍 기어 케이스(13)와 단일체로 주조되는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간 부분(19)은 엔진 캡(14)을 수용하도록 된 적어도 하나의 고정용 구멍(20)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부분(19)의 흡기 덕트는 일정한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 부분(19)은 상류측 부분(12) 및 하류측 부분(2)을 고정시키는 고정 수단을 각각 수용하도록 된 적어도 2개의 상류측 및 하류측 스터브(stub)를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상류측 부분(12) 및 하류측 부분(2)을 고정시키는 고정 수단은 중간 부분에 스냅 피팅(snap-fitting)될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상류측 부분(12) 및 하류측 부분(2)을 고정시키는 고정 수단은 중간 부분 상에 클램핑될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상류측 부분(12) 및 하류측 부분(2)을 고정시키는 고정 수단은 상류측 및 하류측 부분을 중간 부분(19)에 고정시키도록 된 클램핑 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연 기관은 V형 엔진인 것 을 특징으로 하는 내연 기관용 흡기 덕트 장치.

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