KR20120131683A - 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡기매니폴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블로바이가스를 복수의 런너측으로 균일하게 분배함과 더불어 블로바이가스와 차가운 외부공기의 혼합으로 인한 결빙현상을 효과적으로 방지할 수 있는 블로바이가스 통로를 가진 흡기매니폴드에 관한 것이다.
본 발명에 의한 흡기매니폴드는 플레넘 및 복수의 런너를 가지고, 실린더 헤드의 흡입측(intake side)에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지를 가진 매니폴드몸체; 및 상기 실린더측 플랜지의 내부에 형성되는 블로바이가스통로;를 포함하고, 상기 블로바이가스통로의 일측에는 블로바이가스 유입통로가 형성되며, 상기 실린더측 플랜지에는 복수의 런너와 소통하는 복수의 포트가 형성되고,상기 블로바이가스통로에는 복수의 블로바이가스 배출통로가 상기 복수의 포트와 개별적으로 소통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드{INTAKE MANIFOLD HAVING THE BLOW-BY GAS PASSAGE}
본 발명은 흡기매니폴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블로바이가스를 복수의 런너측으로 균일하게 분배함과 더불어 블로바이가스와 차가운 외부공기의 혼합으로 인한 결빙현상을 효과적으로 방지할 수 있는 블로바이가스 통로를 가진 흡기매니폴드에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 차량용 엔진은 실린더 헤드 및 실린더 블록에 의해 형성된 하나 이상의 실린더를 가지고, 각 실린더 내에서 적정 비율의 연료와 공기가 혼합된 혼합기가 연소됨으로써 발생하는 운동에너지를 차량의 구동에 이용한다.
한편, 엔진의 실린더 내에서 폭발행정에 의해 발생한 연소가스 및 미연소가스가 피스톤 및 실린더 라이너 사이의 틈새를 통해 크랭크 케이스 내로 새어 들어가고, 이러한 가스를 블로바이가스(blow-by gas)라 한다. 이러한 블로바이가스로 인해 엔진 내부가 부식되거나 엔진의 오일이 쉽게 변질된다. 이에, 블로바이가스를 흡기측으로 재순환시켜 엔진의 실린더 내로 순환시키는 블로바이가스 환원시스템이 설치된다.
이러한 블로바이가스 환원시스템에 의해 크랭크 케이스 내의 블로바이가스를 흡기매니폴드측으로 유입시키고, 흡기매니폴드 내로 유입되는 블로바이가스는 흡기매니폴드 내의 신선한 공기와 혼합되어 엔진의 실린더측으로 환원된다.
한편, 종래의 흡기매니폴드는 실린더 헤드와 흡기매니폴드 사이에 PVC호스가 연결되고, 이러한 PVC호스를 통해 블로바이가스가 흡기매니폴드 내로 유입되도록 구성되었다.
이에, 종래의 흡기매니폴드는 PVC호스의 접속 및 밀봉 작업 등이 요구되어 그 조립공정이 매우 번거롭게 진행되고, 그 순환구조가 매우 복잡하게 구성되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 흡기매니폴드는 블로바이가스가 유입된 후에 복수의 런너 측으로 균일하게 분배하지 못하여 엔진 내의 여러 실린더 사이의 연소특성이 달라져 엔진의 성능 뿐만 아니라 배기가스의 규제 측면에서도 상당한 악영향을 미치는 단점이 있었다.
또한, 종래의 흡기매니폴드는 극저온 시에 그 내부에서 차가운 외부의 공기와 수분을 함유한 블로바이가스가 만나면 그 온도차이 및 수분성분에 의해 블로바이가스가 토출되는 부분에서 결빙(icing) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 블로바이가스의 순환구조를 단순화함으로써 그 조립공정의 간편하게 할 수 있고, 블로바이가스를 복수의 런너측으로 균일하게 분배함과 더불어 블로바이가스와 차가운 외부공기의 혼합으로 인한 결빙현상을 효과적으로 방지할 수 있는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실린더 헤드의 흡입측(intake side)에 밀봉적으로 결합되는 흡기매니폴드로서,
플레넘 및 복수의 런너를 가지고, 실린더 헤드의 흡입측(intake side)에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지를 가진 매니폴드몸체; 및
상기 실린더측 플랜지의 내부에 형성되는 블로바이가스통로;를 포함하고,
상기 블로바이가스통로의 일측에는 블로바이가스 유입통로가 형성되며,
상기 실린더측 플랜지에는 복수의 런너와 소통하는 복수의 포트가 형성되고,상기 블로바이가스통로에는 복수의 블로바이가스 배출통로가 상기 복수의 포트와 개별적으로 소통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 실린더 헤드의 흡입측에는 크랭크 케이스 내의 블로바이가스를 토출하는 블로바이가스 토출구가 형성되고, 상기 블로바이가스 유입통로는 상기 실린더 헤드의 블로바이가스 토출구와 직접적으로 소통하도록 밀봉적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 매니폴드몸체는 내부에 플레넘챔버를 가진 플레넘하우징, 상기 플레넘하우징 측에 융착에 의해 결합되는 제1런너하우징, 상기 제1런너하우징 측에 융착에 의해 결합되는 제2런너하우징, 및 상기 제1런너하우징 측에 결합되는 어댑터를 포함한다.
상기 제1런너하우징 및 제2런너하우징의 결합에 의해 복수의 메인 런너가 형성되며, 상기 어댑터의 일측에는 상기 실린더 헤드의 흡입측에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지가 형성되고, 상기 어댑터의 타측에는 제1런너하우징 측에 밀봉적으로 결합되는 런너측 플랜지가 형성되며, 상기 복수의 연장 런너는 상기 실린더측 플랜지와 런너측 플랜지 사이에 가로질러 형성되고, 상기 복수의 연장 런너는 상기 복수의 메인 런너와 개별적으로 소통하는 것을 특징으로 한다.
상기 플레넘하우징, 제1런너하우징, 제2런너하우징은 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 어댑터는 용이한 금속재질로 이루어져 실린더측 플랜지, 블로바이가스통로, 런너측 플랜지, 복수의 연장 런너가 사출성형을 통해 일체화 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 블로바이가스의 순환구조를 단순화함으로써 그 조립공정의 간편하게 할 수 있고, 블로바이가스를 복수의 런너측으로 균일하게 분배함과 더불어 블로바이가스와 차가운 외부공기의 혼합으로 인한 결빙현상을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 흡기매니폴드에서 어댑터가 분리된 상태를 도시한 분리사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 흡기매니폴드에서 어댑터, 플레넘하우징, 제1런너하우징, 제2런너하우징이 분리된 상태를 도시한 분리사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 흡기매니폴드의 어댑터의 정면을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 8은 도 5의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 9는 도 5의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 흡기매니폴드는 플레넘 및 복수의 런너(50, 45)를 가진 매니폴드몸체(10, 20, 30, 40)를 포함하고, 매니폴드몸체(10, 20, 30, 40)의 일측에는 실린더 헤드 측에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지(41)가 구비되며, 실린더측 플랜지(41)의 내부에는 실린더 헤드 측에서 토출되는 블로바이가스를 수용한 후에 각 런너(45, 50)측으로 분배하는 블로바이가스통로(71)가 형성되어 있다.
일 실시예에 따른 매니폴드몸체(10, 20, 30, 40)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 플레넘하우징(10), 제1런너하우징(20), 제2런너하우징(30) 및 어댑터(40)를 포함한다.
플레넘하우징(10), 제1런너하우징(20), 제2런너하우징(30)은 플라스틱 재질로 이루어져 분할된 구조로 사출성형된다. 이에, 플레넘하우징(10), 제1런너하우징(20), 제2런너하우징(30)은 그 분할면(11, 21, 22, 31)이 융착되어 결합되도록 구성된다.
플레넘하우징(10)은 그 내부에 플레넘챔버(미도시)가 형성되고, 플레넘챔버(미도시)는 스로틀기구(미도시)에 의해 유입된 공기를 혼합한다. 그리고, 플레넘하우징(10) 내에는 플레넘챔버(11)와 소통하는 복수의 소통로(미도시)가 형성되고, 복수의 소통로(미도시)는 엔진의 실린더에 대응하는 갯수로 형성된다.
플레넘하우징(10)은 소통로(미도시)와 인접하여 분할면(11)이 절단된 형태로 형성되고, 플레넘하우징(10)의 분할면(11)에 제1런너하우징(20)의 분할면(21)이 융착에 의해 결합된다.
제1런너하우징(20)의 일측에는 플레넘하우징(10)의 분할면(11)에 대응하는 일측 분할면(21)이 절단된 형태로 형성되고, 제1런너하우징(20)의 타측에는 제2런너하우징(30)의 분할면(31)이 융착에 의해 결합되는 타측 분할면(22)이 절단된 형태로 형성되며, 타측 분할면(22)은 곡선형 구조로 형성된다.
그리고, 제1런너하우징(20)의 상측에는 플랜지(23)가 형성되고, 이 플랜지부(23)에는 복수의 개구(23a)가 형성되며, 각 개구(23a)는 각 메인 런너(50)와 소통하도록 구성된다.
제2런너하우징(30)의 일측에는 제1런너하우징(20)의 타측 분할면(22)에 대응하는 분할면(31)이 형성되고, 제2런너하우징(30)의 분할면(31)은 제1런너하우징(20)의 타측 분할면(22)에 대응하여 곡선형 구조로 형성된다. 이에 제2런너하우징(30)의 분할면(31)이 제1런너하우징(20)의 타측 분할면(22)에 융착에 의해 밀봉적으로 결합된다.
제1런너하우징(20) 및 제2런너하우징(30) 각각에는 복수의 캐비티(미도시)가 형성되고, 제1런너하우징(20)과 제2런너하우징(30)이 분할면(22, 31)이 융착에 의해 결합됨에 따라 복수의 캐비티(미도시)들은 복수의 메인 런너(50)로 구성된다. 각 메인 런너(50)는 플레넘하우징(10)의 각 소통로(미도시)와 개별적으로 소통한다.
한편, 플레넘하우징(10), 제1런너하우징(20), 제2런너하우징(30) 각각은 플라스틱 재질로 이루어짐이 바람직하고, 이에 그 경량화 및 제조원가의 절감을 용이하게 구현할 수 있다.
어댑터(40)는 제1런너하우징(20)의 플랜지(23)측에 복수의 체결구(25)를 통해 분리가능하게 결합될 수 있다.
어댑터(40)의 일측에는 실린더 헤드(1) 측에 복수의 체결구(43)를 통해 분리가능하게 결합되는 실린더측 플랜지(41)가 형성되고, 어댑터(40)의 타측에는 런너측 플랜지(42)가 형성되며, 런너측 플랜지(42)는 제1런너하우징(20)의 플랜지(23)측에 복수의 체결구(25)를 통해 결합된다. 실린더측 플랜지(41)와 런너측 플랜지(42) 사이에는 복수의 연장 런너(45)가 가로질러 형성되고, 복수의 연장 런너(45)는 실린더측 플랜지(41)와 런너측 플랜지(42) 사이에서 공기의 이동경로를 최대화하도록 곡면지게 형성될 수 있다.
어댑터(40)의 런너측 플랜지(42)가 제1런너하우징(20)의 플랜지(23)측에 밀봉적으로 결합됨에 따라 복수의 연장 런너(45)는 복수의 메인 런너(50)와 개별적으로 소통한다.
실린더측 플랜지(41)에는 복수의 포트(41a)가 형성되고, 각 포트(41a)는 각 연장 런너(45)와 소통한다. 런너측 플랜지(42)에는 복수의 개구(42a)가 형성되고, 각 개구(42a)는 각 연장 런너(45)와 소통한다.
또한, 연장 런너(45)의 일측 즉, 실린더측 플랜지(41)와 인접한 부분에는 연료를 분사하는 인젝터(미도시)가 장착되는 인젝터 장착부(47)가 형성될 수 있다.
어댑터(40)는 실린더측 플랜지(41), 런너측 플랜지(42) 및 복수의 연장 런너(45)가 일체화(one-piece)되어 구성되고, 특히 어댑터(40)는 알루미늄 등과 같이 사출성형이 용이한 금속재질로 이루어져 실린더측 플랜지(41), 런너측 플랜지(42) 및 복수의 연장 런너(45)의 일체화 구성이 용이하게 구현될 수 있다.
실린더 플랜지(41)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 체결구(43) 및 기타 밀봉부재 등을 통해 실린더 헤드의 흡입측(1, intake side)에 밀봉적으로 결합되고, 실린더측 플랜지(41)의 내부에는 블로바이가스통로(71)가 형성된다.
블로바이가스통로(71)는 복수의 포트(41a)를 가로지르는 방향으로 길게 연장되어 형성된다. 특히, 블로바이가스통로(71)는 실린더 플랜지(41)측에 체결되는 체결구(43)와 간섭되지 않도록 형성됨이 바람직하다.
블로바이가스통로(71)의 일측에는 블로바이가스 유입통로(73)가 실린더측 플랜지(41)의 단면을 통해 개방되어 형성된다. 특히, 실린더측 플랜지(41)가 실린더 헤드의 흡입측(1)에 결합될 때, 블로바이가스 유입통로(73)는 실린더 헤드의 흡입측(1)에 형성된 블로바이가스 토출구(3)와 직접적으로 소통하도록 밀봉적을 접속된다. 이에, 실린더 헤드를 통해 토출되는 블로바이가스는 기존의 PVC호스 등과 같은 복잡한 경로를 경유하지 않고 바로 블로바이가스 유입통로(73)를 통해 유입될 수 있고, 이에 블로바이가스의 순환효율이 대폭 향상됨과 더불어 순환구조의 단순화를 효과적으로 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 블로바이가스통로(71)에는 복수의 블로바이가스 배출통로(75)가 형성되고, 각 블로바이가스 배출통로(75)는 실린더측 플랜지(71)의 각 포트(41a)를 향해 개방되어 있다. 이에, 복수의 블로바이가스 배출통로(75)는 복수의 포트(41a)과 개별적으로 소통한다.
특히, 본 발명은 실린더 헤드의 흡입측(1)에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지(41) 내에 블로바이가스통로(71)를 형성함에 따라 블로바이가스의 결빙(icing)이 방지될 수 있는 장점이 있다.
한편, 어댑터(40)가 알루미늄 등과 같은 금속재질에 의해 일체형으로 사출성형되는 경우, 실린더측 플랜지(41)의 블로바이가스통로(71)를 성형하기 위해서는 주물사로 이루어진 중공성형용 코어부가 채워진다. 이에, 사출성형이 완료된 후에 그 중공성형용 코어를 제거하기 위한 개구(71a)가 블로바이가스통로(71)의 일측에 형성되므로, 도 5, 도 7, 도 9와 같이 개구(71a)를 폐쇄하는 폐쇄마개(72)가 밀봉적으로 설치된다.
10: 플레넘하우징 20: 제1런너하우징
30: 제2런너하우징 40: 어댑터
71: 블로바이가스통로 72: 폐쇄마개
73: 블로바이가스 유입통로
75: 블로바이가스 배출통로

Claims (5)

  1. 실린더 헤드의 흡입측(intake side)에 밀봉적으로 결합되는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드로서,
    플레넘 및 복수의 런너를 가지고, 실린더 헤드의 흡입측(intake side)에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지를 가진 매니폴드몸체; 및
    상기 실린더측 플랜지의 내부에 형성되는 블로바이가스통로;를 포함하고,
    상기 블로바이가스통로의 일측에는 블로바이가스 유입통로가 형성되며,
    상기 실린더측 플랜지에는 복수의 런너와 소통하는 복수의 포트가 형성되고,상기 블로바이가스통로에는 복수의 블로바이가스 배출통로가 상기 복수의 포트와 개별적으로 소통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 흡입측에는 크랭크 케이스 내의 블로바이가스를 토출하는 블로바이가스 토출구가 형성되고, 상기 블로바이가스 유입통로는 상기 실린더 헤드의 블로바이가스 토출구와 직접적으로 소통하도록 밀봉적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드몸체는 내부에 플레넘챔버를 가진 플레넘하우징, 상기 플레넘하우징 측에 융착에 의해 결합되는 제1런너하우징, 상기 제1런너하우징 측에 융착에 의해 결합되는 제2런너하우징, 및 상기 제1런너하우징 측에 결합되는 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 하는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1런너하우징 및 제2런너하우징의 결합에 의해 복수의 메인 런너가 형성되며, 상기 어댑터의 일측에는 상기 실린더 헤드의 흡입측에 밀봉적으로 결합되는 실린더측 플랜지가 형성되고, 상기 어댑터의 타측에는 제1런너하우징 측에 밀봉적으로 결합되는 런너측 플랜지가 형성되며, 상기 복수의 연장 런너는 상기 실린더측 플랜지와 런너측 플랜지 사이에 가로질러 형성되고, 상기 복수의 연장 런너는 상기 복수의 메인 런너와 개별적으로 소통하는 것을 특징으로 하는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 플레넘하우징, 제1런너하우징, 제2런너하우징은 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 어댑터는 용이한 금속재질로 이루어져 실린더측 플랜지, 블로바이가스통로, 런너측 플랜지, 복수의 연장 런너가 사출성형을 통해 일체화 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 블로바이가스통로를 가진 흡기매니폴드.
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