KR20150045518A - 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조 - Google Patents

내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조 Download PDF

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Abstract

배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 이 2 개의 열로 그리고 각각의 열에 2 개씩 배열되는 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 크로스 리세스 (14) 가 제공된다. 크로스 리세스 (14) 에 끼워맞춤가능한 크로스 돌출부 (62) 는 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 제공된다. 가스켓 (7) 은, 크로스 돌출부 (62) 가 삽입가능한 크로스 개구 (74) 를 갖는다. 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 크로스 돌출부 (62) 를 가스켓 (7) 의 크로스 개구 (74) 로 통과시킨 후 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 의 크로스 리세스 (14) 에 크로스 돌출부 (62) 를 끼워맞춤함으로써 배기 매니폴드 (5) 가 실린더 헤드 (1) 에 체결된다.

Description

내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조{EXHAUST MANIFOLD MOUNTING STRUCTURE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 실린더들의 배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되는 실린더 헤드에 대한 배기 매니폴드의 장착 구조에 관한 것이다.
예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제 2012-31846 호 (JP 2012-31846 A) 및 일본 특허 출원 공개 제 2012-107560 호 (JP 2012-107560 A) 에서 기술한 대로, 배기 포트들의 하류측들이 실린더 헤드 내부에 집속되는 배기 시스템 구조가 제안된다. 이러한 배기 시스템 구조로, 배기 포트들이 실린더 헤드에서 냉각수 통로에 근접하여 배열되도록 허용되어서, 배기 가스 냉각 효율을 개선할 수 있다. 게다가, (기통열방향 (cylinder bank direction) 으로, 배기 포트 출구들이 형성되는 영역의 길이를 감소시키기 위해서) 배기 포트 출구들이 실린더 헤드 단부면에 형성되는 영역을 좁힐 수 있어서, 실린더 헤드에 대한 배기 파이프의 접속 구조 및 실린더 헤드에 대한 터보차저의 접속 구조를 공통화 (commonalize) 시킬 수 있다. 따라서, 터보차저를 가지는 엔진 (터보차저 엔진) 과 터보차저가 없는 엔진 (NA 엔진) 간 실린더 헤드를 공통화시킬 수 있다.
게다가, 상기 공보들에서 기술한 대로 배기 포트들의 하류측들이 실린더 헤드 내부에 집속되는 구조에 제한되지 않고, 실린더 헤드 내부에 배기 포트들을 독립적으로 형성하면서 실린더 헤드의 단부면에 다수 열들의 배기 포트 출구들을 배열함으로써 배기 포트 출구들이 형성되는 영역을 좁힐 때 상기 구조와 유사한 유리한 효과들을 또한 얻는다. 예를 들어, 도 7 (실린더 헤드 (a) 와 배기 매니폴드 (b) 를 보여주는 사시도) 은, 4-실린더 엔진의 경우에, 배기 포트 출구들 (c, d (e, f)) 이 2 열로, 각각의 열에 2 개씩 배열되는 구조를 보여준다.
다수 열들의 배기 포트 출구들 (c, d, e, f) 이 이런 식으로 배열되는 실린더 헤드 (a) 의 단부면 (al) 에 배기 매니폴드 (b) 가 장착될 때, 배기 매니폴드 (b) 의 상류 단부 주연 (배기 가스 입구측 단부 주연) 에 제공된 플랜지 (bl) 는 실린더 헤드 (a) 에 볼트 접합된다. 구체적으로, 볼트공들 (b2) 은 배기 매니폴드 (b) 의 플랜지 (bl) 의 외주부에 형성되고, 볼트공들 (a2) 은 볼트공들 (b2) 과 대응하게 실린더 헤드 (a) 의 단부면 (al) 에 형성된다. 배기 매니폴드 (b) 의 플랜지 (bl) 는 (예를 들어, 가스켓 (미도시) 을 통하여) 실린더 헤드 (a) 의 단부면 (al) 에 배치되고, 볼트들 (미도시) 은 볼트공들 (b2, a2) 을 통하여 삽입된다. 따라서, 배기 매니폴드 (b) 는 실린더 헤드 (a) 에 장착된다.
그런데, 배기 매니폴드 (b) 를 위한 상기 장착 구조에서, 플랜지 (bl) 의 중앙 부분은 실린더 헤드 (a) 에 볼트 접합될 수 없어서, 플랜지 (bl) 의 중앙 부분에서 충분한 실링 성능을 얻지 못할 수도 있다. 이것은, 플랜지 (bl) 의 중앙 부분에 조립 공구 (드라이버 등) 를 삽입하는 것이 어려워서 (배기 매니폴드 (b) 의 파이프들 (브랜치 파이프들; b3) 이 있기 때문에 조립 공구를 삽입하는 것이 어려워서) 플랜지 (bl) 의 중앙 부분이 실린더 헤드 (a) 에 볼트 접합될 수 없기 때문이다.
본 발명은, 배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되는 실린더 헤드에 배기 매니폴드가 장착될 때 실링 성능을 충분히 보장할 수 있는 배기 매니폴드 장착 구조를 제공한다.
본 발명의 양태는, 배기 매니폴드의 플랜지가, 배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되는 실린더 헤드의 단부면에 장착될 때, 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개 출구들 사이 영역과 대응하게 실린더 헤드의 단부면과 배기 매니폴드의 플랜지 (실린더 헤드에 배치되는 플랜지의 단부면) 중 하나에 리세스가 제공되고, 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개 출구들 사이 영역과 대응하게 실린더 헤드의 단부면과 배기 매니폴드의 플랜지 중 다른 하나에 돌출부가 제공되고, 실린더 헤드의 단부면과 배기 매니폴드의 플랜지의 단부면 사이 실링 성능은 돌출부를 리세스에 끼워맞추어줌으로써 획득되는 래비린스 (labyrinth) 구조에 의해 보장된다는 것이다.
본 발명의 양태는, 배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되고 각 열에 복수의 배기 포트 출구들이 배열되는 실린더 헤드의 단부면에 배기 매니폴드를 장착하는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조에 관한 것이다. 배기 매니폴드 장착 구조에 대해, 체결 착좌부는 실린더 헤드의 단부면에 형성되고, 복수의 배기 포트 출구들이 체결 착좌부에 배열되고, 배기 매니폴드는 체결 착좌부에 형성된다. 플랜지는 배기 매니폴드에 제공되고, 배기 포트 출구들에 대응하는 복수의 배기 가스 도입 개구들이 플랜지에 제공되고, 플랜지는 체결 착좌부에 대응하는 형상으로 형성된다. 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개 출구들 사이 영역과 대응하게 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 하나에 리세스가 제공되고, 리세스에 끼워맞춤되는 돌출부가 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 다른 하나에 제공되고, 돌출부가 리세스에 끼워맞추어진 상태에서 실린더 헤드의 체결 착좌부에 배기 매니폴드의 플랜지를 배치함으로써 배기 매니폴드는 실린더 헤드에 체결된다.
상기 양태에 따르면, 실린더 헤드의 체결 착좌부에 배기 매니폴드의 플랜지를 배치함으로써 배기 매니폴드가 실린더 헤드에 체결된 상태에서, 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 다른 하나에 제공된 돌출부가 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 하나에 제공된 리세스에 끼워맞추어진다. 즉, 실린더 헤드의 단부면 (체결 착좌부) 및 배기 매니폴드의 플랜지 (플랜지의 단부면) 의 메이팅 면들은 돌출부 면과 리세스 면에 의해 상하로 배치된다. 따라서, 래비린스 구조 (돌출부 면과 리세스 면의 상하 배치를 통하여 형성된 시일 구조) 는 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 및 배기 가스 도입 개구들 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이에 존재하여서, 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 및 배기 가스 도입 개구들 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이 실링 성능이 유리하게 보장된다. 따라서, 배기 포트 출구들 중 임의의 하나의 출구로부터 배출되는 배기 가스는, 배기 가스 배출 성능에 영향을 미치는 배기 포트 출구들 중 임의의 하나의 출구에 대응하는 배기 가스 도입 개구 이외의 배기 가스 도입 개구들로 유입되지 않는다.
본 발명의 양태에서, 노크 핀 (knock-pin) 은 실린더 헤드의 체결 착좌부의 중앙 부분에 제공될 수도 있다. 노크 핀이 삽입되는 삽입공은 배기 매니폴드의 플랜지의 중앙 부분에 제공될 수도 있다. 노크 핀은, 배기 매니폴드의 플랜지가 실린더 헤드의 체결 착좌부에 배치된 상태에서 삽입공에 삽입될 수도 있다.
상기 양태에 따르면, 노크 핀이 삽입공에 삽입된 상태에서 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지의 상대적 로케이션들이 위치결정되어서, 실린더 헤드에 대한 배기 매니폴드의 장착 로케이션이 알맞게 획득되고, 이 상대적 로케이션들에서 위치 편차는 발생하지 않는다. 게다가, 노크 핀이 체결 착좌부의 중앙 부분에 제공되어서, 실린더 헤드의 체결 착좌부 또는 배기 매니폴드의 플랜지에서 열 팽창이 발생할 때에도, 이 부재들의 상대적 로케이션들은 거의 영향 없이 알맞게 위치결정된다.
게다가, 실린더 헤드에 대해 플랜지를 체결하기 위한 볼트들이 삽입되도록 허용하는 장착공들은 배기 매니폴드의 플랜지의 외주부의 다수 부분들에서 형성될 수도 있고, 복수의 장착공들 중 적어도 하나는 플랜지의 중심 위치로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 장공 (oblong hole) 일 수도 있다.
상기 양태에 따르면, 실린더 헤드 또는 배기 매니폴드에서 열 팽창이 발생할 때, 볼트 및 장공으로 형성된 장착공의 상대적 로케이션들은 장공의 연장 방향으로 달라진다. 즉, 실린더 헤드 또는 배기 매니폴드의 열 팽창은 장공에 의해 흡수되고, 장착공 (장공) 의 내주연에 대한 볼트의 눌림이 억제되어서, 실린더 헤드와 배기 매니폴드에 작용하는 열 응력을 완화시킬 수 있다.
본 발명이 4-실린더 내연 기관에 적용되는 경우의 구성에서, 4 개의 배기 포트 출구들은 실린더 헤드의 체결 착좌부에서 2 개의 열들로 그리고 2 개의 열들 각각에 2 개씩 배열될 수도 있다. 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 하나에 제공된 리세스 및 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 중 다른 하나에 제공된 돌출부는 각각 2 개의 열들 사이에 그리고 각 열에서 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이에 형성될 수도 있다.
상기 양태에 따르면, 4 개의 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 영역에서 실링 성능이 유리하게 보장된다.
리세스와 돌출부가 형성되는 로케이션들에 대해, 리세스는 실린더 헤드의 체결 착좌부에 제공될 수도 있고, 돌출부는 배기 매니폴드의 플랜지에 제공될 수도 있다.
게다가, 가스켓이 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 사이에 개재될 수도 있고, 가스켓은 돌출부가 삽입되는 개구를 가질 수도 있다.
따라서, 전술한 래비린스 구조를 통한 실링 성능과 가스켓을 통한 실링 성능 둘 다 얻을 수 있어서, 실린더 헤드의 체결 착좌부와 배기 매니폴드의 플랜지 사이에 전체적으로 높은 실링 성능을 보장할 수 있다.
본 발명의 양태에서, 실린더 헤드와 배기 매니폴드의 플랜지 사이에 상하로 리세스 면과 돌출부 면을 배치하여 실링 구조를 얻을 수 있다. 따라서, 실린더 헤드의 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 및 플랜지의 배기 가스 도입 개구들 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이에서 유리한 실링 성능을 보장할 수 있다.
본 발명의 예시적 실시형태들의 특징들, 장점들 및 기술적/산업적 중요성은 첨부 도면들을 참조하여 이하 설명될 것이고, 첨부 도면들에서 같은 도면부호들은 같은 요소들을 나타낸다.
도 1 은 배기측의 비스듬히 상측에서 보았을 때 실시형태에 따른 실린더 헤드의 사시도이다.
도 2 는 실시형태에 따른 실린더 헤드를 상측에서 투시했을 때 실린더들, 배기 포트들 등의 전체 레이아웃을 보여주는 도면이다.
도 3 은 실린더 헤드에 배기 매니폴드를 장착하기 위한 작업을 보여주기 위한 사시도이다.
도 4 는 실린더 헤드에 제공된 체결 착좌부를 나타낸 사시도이다.
도 5 는 배기 매니폴드의 플랜지를 나타낸 사시도이다.
도 6a 및 도 6b 는 도 1 의 Ⅵ - Ⅵ 선을 따라서 본, 실린더 헤드, 가스켓 및 배기 매니폴드의 단면도들이고, 도 6a 는 실린더 헤드에 배기 매니폴드를 장착하기 위한 작업을 보여주기 위한 도면이고 도 6b 는 배기 매니폴드가 실린더 헤드에 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 과제를 보여주기 위해 실린더 헤드와 배기 매니폴드를 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 본 실시형태는, 본 발명이 예로서 자동차에 장착된 가솔린 엔진 (내연 기관) 에 적용되는 경우로 설명될 것이다.
도 1 은 배기측의 비스듬히 상측에서 보았을 때 본 발명의 실시형태에 따른 가솔린 엔진의 실린더 헤드 (1) 의 사시도이다. 실린더 헤드 (1) 는 실린더 블록 (미도시) 의 상부에 조립된다. 실린더 헤드 (1) 는 실린더 블록에 형성된 4 개 실린더들 (2A, 2B, 2C, 2D) (실린더들; 도 2 참조) 의 상단부들을 폐쇄하고, 실린더 헤드 (1) 와 실린더들 (2A, 2B, 2C, 2D) 에 각각 끼워맞추어진 피스톤들 (미도시) 사이에 연소 챔버들을 규정한다.
본 실시형태에 따른 엔진에서, 4 개 실린더들 (2A, 2B, 2C, 2D) 은 예로서 도 2 에서 상측으로부터 투시했을 때 일렬로 배열된다. 이하 설명에서, 길이 방향 (즉, 기통열방향) 으로 실린더 헤드 (1) 의 일 단부로부터 타 단부까지의 (도 2 의 우측에서 좌측으로) 순서로, 실린더들은 제 1 실린더 (2A(#1)), 제 2 실린더 (2B(#2)), 제 3 실린더 (2C(#3)) 및 제 4 실린더 (2D(#4)) 로 지칭된다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 각각의 실린더들의 연소 챔버들의 천장부들로서 역할을 하는 얕은 리세스들이 실린더 헤드 (1) 의 하부면에 형성되고, 흡기 포트들 (3A, 3B, 3C, 3D) 의 하류 단부들 및 배기 포트들 (4A, 4B, 4C, 4D) 의 상류 단부들은 각각 대응하는 리세스들로 개방된다.
즉, 도 2 에 나타난 것처럼, 실린더들 (2A, 2B, 2C, 2D) 의 연소 챔버들로 공기를 각각 도입하기 위한 4 개의 흡기 포트들 (3A, 3B, 3C, 3D) 은 실린더 헤드 (1) 의 흡기측 측벽 (10), 즉, 도 1 의 먼 쪽에서 개방되고, 흡기 매니폴드 (미도시) 는 흡기측 측벽 (10) 에 연결된다. 한편, 실린더들 (2A, 2B, 2C, 2D) 의 연소 챔버들로부터 연소 가스를 각각 배출하기 위한 4 개의 배기 포트들 (4A, 4B, 4C, 4D) 은 실린더 헤드 (1) 의 배기측 측벽 (11), 즉, 도 1 의 가까운 쪽에서 개방되고, 배기 매니폴드 (5; 후술됨) (도 3 참조) 는 배기측 측벽 (11) 에 연결된다.
통상의 배기 포트들보다 긴 4 개의 배기 포트들 (4A, 4B, 4C, 4D) 이 본 실시형태에 따른 실린더 헤드 (1) 내부에 형성된다. 실질적으로 직사각형의 체결 착좌부 (11a; 배기 매니폴드 (5) 가 체결되는 체결 착좌부로서 역할을 하는 부분) 은 도 1 에 나타난 것처럼 길이 방향으로 배기측 측벽 (11) 의 실질적으로 중앙에 형성되고, 4 개의 배기 포트들 (4A, 4B, 4C, 4D) 은 체결 착좌부 (11a) 에서 수직 및 수평으로 2 개씩 개방된다.
즉, 2 개의 외부 배기 포트들 (4A, 4D) 은 체결 착좌부 (11a) 의 하반부에서 기통열방향으로 나란히 개방되어 있고, 2 개의 내부 배기 포트들 (4B, 4C) 은 체결 착좌부 (11a) 의 상반부에서 기통열방향으로 나란히 개방되어 있다. 이하 설명에서, 이 배기 포트들 (4A, 4B, 4C, 4D) 의 하류측 개구들은 "배기 포트 출구들" 로 지칭되고, 제 1 실린더 (2A) 와 연통하는 배기 포트 (4A) 의 개구는 제 1 배기 포트 출구 (4a) 로 지칭되고, 제 2 실린더 (2B) 와 연통하는 배기 포트 (4B) 의 개구는 제 2 배기 포트 출구 (4b) 로 지칭되고, 제 3 실린더 (2C) 와 연통하는 배기 포트 (4C) 의 개구는 제 3 배기 포트 출구 (4c) 로 지칭되고, 제 4 실린더 (2D) 와 연통하는 배기 포트 (4D) 의 개구는 제 4 배기 포트 출구 (4d) 로 지칭된다. 이런 식으로, 본 실시형태에서, 배기 포트 출구들 (4a, 4d; 4b, 4c) 은 2 열로 그리고 각 열에 2 개씩 배열된다.
볼트공들 (l1b) 은 각각 체결 착좌부 (11a) 의 4 개의 모서리들 및 체결 착좌부 (11a) 의 상부 주연과 하부 주연의 중앙들에 형성되고, 후술되는 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 는 체결 착좌부 (11a) 에 배치되어 체결 착좌부 (11a) 에 체결된다 (이 체결 구조는 후술될 것이다).
도면에 도시되어 있지 않지만, 캠샤프트를 가지는 DOHC 타입 밸브 작동 시스템이 실린더 헤드 (1) 의 상부에서 흡기측과 배기측 각각에 배열된다. 도 1 에 나타낸 도면 부호 12 는 실린더들 (2A ~ 2D) 각각에 대해 흡기측에서 2 개 그리고 배기측에서 2 개 제공된 유압식 래시 조정기들 (HLAs) 을 위한 수용공들을 나타낸다. 도면 부호 13 은 흡기측과 배기측의 HLA 각각에 오일을 각각 공급하는 통로들을 형성하는 부분들을 나타낸다.
도 2 에 나타난 것처럼, 실린더 헤드 (1) 를 위에서 투시했을 때, 4 개의 배기 포트들 (4A ~ 4D) 각각의 배기 가스 유동 상류 단부는 2 개로 분기되고 실린더들 (2A ~ 2D) 중 대응하는 실린더와 개별적으로 연통한다. 한편, 배기 포트들 (4A ~ 4D) 각각의 중류 및 하류는 분기되지 않고, 배기 포트들 (4A ~ 4D) 은 임의의 인접한 배기 포트들 (4A ~ 4D) 과 합류하지 않으면서 배기측 측벽 (11) 을 통하여 연장되고 전술한 대로 체결 착좌부 (11a) 에서 개별적으로 개방된다.
즉, 4 개의 배기 포트들 (4A ~ 4D) 중에서, 기통열방향으로 외부의 제 1 실린더 (2A) 및 제 4 실린더 (2D) 양자와 각각 연통하는 외부 배기 포트들 (4A, 4D; 외부 통로들) 은, 도 2 에 나타난 것처럼 수직으로 (실린더 중심선 (C) 의 방향으로) 보았을 때, 배기 가스 유동 상류측으로부터 하류측을 향하여 기통열방향으로 중앙에 서서히 접근하도록, 다시 말해서, 기통열방향으로 안쪽으로 접근하도록 비교적 큰 곡률 반경으로 만곡된다.
이것과 대조적으로, 기통열방향으로 내측에 로케이팅된 제 2 실린더 (2B) 및 제 3 실린더 (2C) 와 각각 연통하는 내부 배기 포트들 (4B, 4C; 내부 통로들) 은, 도 2 에 나타난 것처럼 위에서부터 보았을 때, 제 2 실린더 (2B) 및 제 3 실린더 (2C) 로부터 배기측 측벽 (11) 의 체결 착좌부 (11a) 를 향해 실질적으로 직선으로 연장된다.
배기 매니폴드의 장착 구조
다음에, 본 실시형태의 특징인 배기 매니폴드 (5) 의 장착 구조가 설명될 것이다.
도 3 은 실린더 헤드 (1) 에 배기 매니폴드 (5) 를 장착하기 위한 작업을 보여주기 위한 사시도이다. 도 4 는 실린더 헤드 (1) 에 제공된 체결 착좌부 (11a; 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 가 장착되는 부분) 를 나타낸 사시도이다. 또한, 도 5 는 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 를 나타낸 사시도이다. 이하, 부재들이 설명될 것이다.
전술한 대로, 4 개의 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 은 실린더 헤드 (1) 에 제공된 체결 착좌부 (11a) 에 제공되고, 이 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 은 2 열로 그리고 각 열에 2 개씩 배열된다.
실린더 헤드 (1) 에서 체결 착좌부 (1la) 의 특징은, 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 중 인접한 2 개의 출구들 사이에 연장되도록 크로스 리세스 (14) 가 형성된다는 점이다. 즉, 크로스 리세스 (14) 는 수직 방향, 수평 방향 및 경사 방향으로 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 영역에 대응하여 형성된다.
구체적으로, 수직으로 연장되는 수직 그루브 (14a) 및 수평으로 연장되는 수평 그루브 (14b) 는 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 이 형성되는 영역을 구획하도록 형성되고, 이 그루브들 (14a, 14b) 의 길이방향 중앙 부분들이 중첩되도록 크로스 리세스 (14) 가 형성된다.
수직 그루브 (14a) 는, 도면의 하부 우측에 로케이팅된 제 1 배기 포트 출구 (4a) 와 체결 착좌부 (1la) 에서 도면의 하부 좌측에 로케이팅된 제 4 배기 포트 출구 (4d) 사이 영역으로부터, 도면에서 상부 우측에 로케이팅된 제 2 배기 포트 출구 (4b) 와 도면에서 상부 좌측에 로케이팅된 제 3 배기 포트 출구 (4c) 사이 영역까지 수직으로 연장된다.
한편, 수평 그루브 (14b) 는, 도면의 하부 우측에 로케이팅된 제 1 배기 포트 출구 (4a) 와 도면의 상부 우측에 로케이팅된 제 2 배기 포트 출구 (4b) 사이 영역으로부터, 도면의 하부 좌측에 로케이팅된 제 4 배기 포트 출구 (4d) 와 도면의 상부 좌측에 로케이팅된 제 3 배기 포트 출구 (4c) 사이 영역까지 수평으로 연장된다.
이 수직 그루브 (14a) 와 수평 그루브 (14b) 의 길이방향 단부 주연 로케이션들은 실린더 헤드 (1) 에서 체결 착좌부 (11a) 의 단부 주연 로케이션들로부터 미리 정해진 크기만큼 후퇴된다. 즉, 수직 그루브 (14a) 와 수평 그루브 (14b) 의 길이방향 단부 주연들은 체결 착좌부 (11a) 의 단부 주연들에서 개방되지 않는다.
구체적으로, 예를 들어, 수직 그루브 (14a) 의 상단부 로케이션은, 제 2 배기 포트 출구 (4b) 및 제 3 배기 포트 출구 (4c) 의 상단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 게다가, 수직 그루브 (14a) 의 하단부 로케이션은, 제 1 배기 포트 출구 (4a) 및 제 4 배기 포트 출구 (4d) 의 하단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 유사하게, 도면에서 수평 그루브 (14b) 의 좌측 단부 로케이션은 도면에서 제 3 배기 포트 출구 (4c) 및 제 4 배기 포트 출구 (4d) 의 좌측 단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 게다가, 도면에서 수평 그루브 (14b) 의 우측 단부 로케이션은 도면에서 제 1 배기 포트 출구 (4a) 및 제 2 배기 포트 출구 (4b) 의 우측 단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다.
상기 구성에 제한되지 않으면서, 수직 그루브 (14a) 의 상단부 로케이션은, 제 2 배기 포트 출구 (4b) 및 제 3 배기 포트 출구 (4c) 의 상단부 로케이션들에 대해, 약간 위로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 아래로 로케이팅될 수도 있다. 게다가, 수직 그루브 (14a) 의 하단부 로케이션은, 제 1 배기 포트 출구 (4a) 및 제 4 배기 포트 출구 (4d) 의 하단부 로케이션들에 대해, 약간 위로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 아래로 로케이팅될 수도 있다. 유사하게, 도면에서 수평 그루브 (14b) 의 좌측 단부 로케이션은, 도면에서 제 3 배기 포트 출구 (4c) 및 제 4 배기 포트 출구 (4d) 의 좌측 단부 로케이션들에 대해, 약간 좌측으로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 우측으로 로케이팅될 수도 있다. 게다가, 도면에서 수평 그루브 (14b) 의 우측 단부 로케이션은, 제 1 배기 포트 출구 (4a) 및 제 2 배기 포트 출구 (4b) 의 우측 단부 로케이션들에 대해, 약간 우측으로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 좌측으로 로케이팅될 수도 있다.
체결 착좌부 (1la) 의 단부면에 수직 방향으로 연장되는 노크 핀공 (14c; 도 6a 및 도 6b 에 나타낸 실린더 헤드 (1) 의 단면 참조) 은, 이 수직 그루브 (14a) 와 수평 그루브 (14b) 의 교차부, 즉, 체결 착좌부 (11a) 의 중앙 부분에서 리세스 (14) 의 바닥면에 형성되고, 노크 핀 (14d) 은 노크 핀공 (14c) 에 삽입된다. 노크 핀 (14d) 의 외경은 선택적으로 설정될 수도 있다. 본 실시형태에서, 노크 핀 (14d) 의 외경은 그루브들 (14a, 14b) 각각의 폭의 약 1/3 로 설정된다. 게다가, 노크 핀 (14d) 이 노크 핀공 (14c) 에 삽입된 상태에서 노크 핀 (14d) 의 원위 단부 로케이션은 체결 착좌부 (11a) 의 단부면 로케이션과 실질적으로 일치한다 (도 6a 참조). 즉, 리세스 (14) 의 깊이는 노크 핀 (14d) 의 길이와 노크 핀공 (14c) 의 깊이 간 차이와 실질적으로 일치한다.
실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 제공된 4 개의 배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 에 대응하는 4 개의 배기 가스 도입 개구들 (6a, 6b, 6c, 6d) 은 배기 매니폴드 (5) 의 상류 단부 로케이션에 제공된 플랜지 (6) 에 형성된다. 즉, 이 배기 가스 도입 개구들 (6a, 6b, 6c, 6d) 은 또한 2 열로 그리고 각 열에 2 개씩 배열된다. 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 볼트공들 (11b) 에 대응하는 볼트공들 (61; 장착공들) 은 각각 플랜지 (6) 에서 4 개의 모서리들 및 상부 주연과 하부 주연의 중앙에 제공된다. 도 3 에서, 도면 부호 51 은 배기 매니폴드 (5) 의 브랜치 파이프들을 나타내고, 도면 부호 52 는 촉매 컨버터 (예를 들어, 삼원 촉매) 를 나타낸다.
배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 는, 배기 가스 도입 개구들 (6a, 6b, 6c, 6d) 중 인접한 2 개의 개구들 사이에 연장되는 크로스 돌출부 (62) 를 갖는다. 돌출부 (62) 는 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 리세스 (14) 의 형상과 실질적으로 일치하거나 리세스 (14) 의 형상보다 약간 작다.
구체적으로, 수직으로 연장되는 수직 돌출부 (62a) 및 수평으로 연장되는 수평 돌출부 (62b) 는 배기 가스 도입 개구들 (6a, 6b, 6c, 6d) 이 형성되는 영역을 구획하도록 형성되고, 돌출부 (62a) 의 길이방향 중앙 부분들이 돌출부 (62b) 의 길이방향 중앙 부분과 중첩되도록 크로스 돌출부 (62) 가 형성된다.
수직 돌출부 (62a) 는, 제 1 배기 포트 출구 (4a) 에 대응하는 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 와 제 4 배기 포트 출구 (4d) 에 대응하는 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 사이 영역으로부터, 제 2 배기 포트 출구 (4b) 에 대응하는 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 와 제 3 배기 포트 출구 (4c) 에 대응하는 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 사이 영역까지 수직으로 연장된다.
한편, 수평 돌출부 (62b) 는, 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 와 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 사이 영역으로부터, 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 와 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 사이 영역까지 수평으로 연장된다.
게다가, 이 수직 돌출부 (62a) 와 수평 돌출부 (62b) 의 길이방향 단부 주연 로케이션들은, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 단부 주연 로케이션으로부터 미리 정해진 크기만큼 후퇴된다. 즉, 수직 돌출부 (62a) 와 수평 돌출부 (62b) 의 길이방향 단부 주연들은 플랜지 (6) 의 단부 주연에 도달하지 않는다.
구체적으로, 예를 들어, 수직 돌출부 (62a) 의 상단부 로케이션은 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 와 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 의 상단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 게다가, 수직 돌출부 (62a) 의 하단부 로케이션은, 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 와 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 의 하단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 유사하게, 도면에서 수평 돌출부 (62b) 의 좌측 단부 로케이션은 도면에서 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 및 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 의 좌측 단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다. 게다가, 도면에서 수평 돌출부 (62b) 의 우측 단부 로케이션은 도면에서 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 및 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 의 우측 단부 로케이션들과 실질적으로 일치한다.
상기 구성에 제한되지 않으면서, 수직 돌출부 (62a) 의 상단부 로케이션은, 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 및 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 의 상단부 로케이션들에 대해, 약간 위로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 아래로 로케이팅될 수도 있다. 게다가, 수직 돌출부 (62a) 의 하단부 로케이션은, 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 및 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 의 하단부 로케이션들에 대해 약간 위로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 아래로 로케이팅될 수도 있다. 유사하게, 도면에서 수평 돌출부 (62b) 의 좌측 단부 로케이션은, 도면에서 제 1 배기 가스 도입 개구 (6a) 및 제 2 배기 가스 도입 개구 (6b) 의 좌측 단부 로케이션들에 대해, 약간 좌측으로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 우측으로 로케이팅될 수도 있다. 게다가, 도면에서 수평 돌출부 (62b) 의 우측 단부 로케이션은, 제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 및 제 4 배기 가스 도입 개구 (6d) 의 우측 단부 로케이션들에 대해, 약간 우측으로 로케이팅될 수도 있고 또는 약간 좌측으로 로케이팅될 수도 있다.
노크 핀 (14d) 이 삽입가능한 노크 핀공 (62c; 삽입공) 은, 이 수직 돌출부 (62a) 와 수평 돌출부 (62b) 의 교차부, 즉, 플랜지 (6) 의 중앙 부분에서 돌출부 (62) 의 단부면에 형성된다. 노크 핀공 (62c) 의 내경은 노크 핀 (14d) 의 외경과 일치하거나 노크 핀 (14d) 의 외경보다 약간 더 크도록 설정된다.
배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 형성된 볼트공들 (61) 중 하나는 장공 (61') 이다. 본 실시형태에서는, 도면에서 상부 우측에 제공된 (제 3 배기 가스 도입 개구 (6c) 에 가장 가까운 로케이션에 제공된) 볼트공이 장공 (61') 이다. 장공 (61') 의 연장 방향은, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 중심 위치 (노크 핀공 (62c) 이 형성된 로케이션) 로부터 바깥쪽으로 연장되는 직선 연장 방향과 실질적으로 일치한다 (도 5 에서 일점쇄선으로 나타낸 직선 (L) 참조).
장공 (61') 으로 형성된 볼트공 이외의 볼트공들 (61; 본 실시형태에서는 5 개의 볼트공들) 은 (각각의 볼트 (B; 후술됨) 의 헤드의 외경보다 작은) 실린더 헤드 (1) 에 형성된 각각의 볼트공 (11b) 의 내경보다 약간 더 크도록 형성된다.
실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 와 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 사이에 개재된 가스켓 (7; 도 3 참조) 은 금속 (예를 들어, 스테인리스 강) 으로 만들어진 복수의 (예를 들어, 2 개의) 시트 (sheet) 부재들을 적층하여 형성된다. 가스켓 (7) 은 단일 시트 부재로 형성될 수도 있다.
가스켓 (7) 은 실린더 헤드 (1) 의 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 및 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 에 대응하는 로케이션들에서 배기 가스 개구들 (72) 을 가지고, 볼트공들 (1lb, 61) 에 대응하는 볼트 삽입공들 (73) 을 갖는다. 각각의 볼트 삽입공 (73) 의 내경은, 예를 들어, 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 각각의 볼트공 (11b) 의 내경과 실질적으로 일치한다. 게다가, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 형성된 장공 (61') 에 대응하는 볼트 삽입공 (73') 은 또한 유사한 장공이다.
또한, 가스켓 (7) 은 배기 가스의 누설을 방지하는데 요구되는 영역의 주연부에 대응하는 부분들 (배기 포트 출구들 (4a, 4b, 4c, 4d) 의 주연부들) 에서 비드 (beads) 로 불리는 굴곡부들 (71) 을 갖는다. 따라서, 가스켓 (7) 이 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 와 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 사이에 끼워질 때, 비드들 (71) 의 압축 변형을 통하여 밀착도가 증가한다. 따라서, 높은 실링 성능을 얻는다.
가스켓 (7) 의 특징은, 크로스 리세스 (14) 와 크로스 돌출부 (62) 에 대응하는 크로스 개구 (74) 를 갖는다는 점이다. 크로스 개구 (74) 는 수직으로 연장되는 수직 개구 (74a) 및 수평으로 연장되는 수평 개구 (74b) 를 갖는다. 이 수직 개구 (74a) 와 수평 개구 (74b) 의 형상들은 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 형성된 크로스 돌출부 (62) 를 구성하는 수직 돌출부 (62a) 와 수평 돌출부 (62b) 의 형상과 실질적으로 일치하거나 이 수직 돌출부 (62a) 와 수평 돌출부 (62b) 의 형상보다 약간 더 크다.
다음에, 실린더 헤드 (1) 에 배기 매니폴드 (5) 를 장착하기 위한 작업이 설명될 것이다.
도 6a 및 도 6b 는 도 1 의 Ⅵ - Ⅵ 선을 따라서 본, 실린더 헤드 (1), 가스켓 (7) 및 배기 매니폴드 (5) 의 단면도들이고, 도 6a 는 실린더 헤드 (1) 에 배기 매니폴드 (5) 를 장착하기 위한 작업을 보여주기 위한 도면이고 도 6b 는 배기 매니폴드 (5) 가 실린더 헤드 (1) 에 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
실린더 헤드 (1) 에 배기 매니폴드 (5) 를 장착하기 위한 작업에서, 먼저, 도 3 및 도 6a 에 나타난 것처럼, 배기 매니폴드 (5) 의 가스켓 (7) 및 플랜지 (6) 는 실린더 헤드 (1) 에 제공된 체결 착좌부 (11a) 에 순차적으로 배치된다.
이 때, 가스켓 (7) 에 제공된 배기 가스 개구들 (72) 과 볼트 삽입공들 (73) 및 플랜지 (6) 에 제공된 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 및 볼트공들 (61) 은 체결 착좌부 (11a) 에 제공된 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 및 볼트공들 (11b) 에 대해 위치결정된다.
이 때, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 형성된 크로스 돌출부 (62) 는 가스켓 (7) 의 크로스 개구 (74) 를 통하여 삽입되고 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 크로스 리세스 (14) 에 끼워맞추어진다.
끼워맞춤 작업시, 크로스 리세스 (14) 에 장착된 노크 핀 (14d) 은 크로스 돌출부 (62) 에 형성된 노크 핀공 (62c) 으로 삽입된다. 따라서, 이 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 와 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 상대적 로케이션들이 위치결정된다.
볼트들 (B) 은, 각각, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 형성된 볼트공들 (61), 가스켓 (7) 에 형성된 볼트 삽입공들 (73), 및 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 볼트공들 (11b) 을 통하여 삽입되고, 볼트들 (B) 은 각각 체결 착좌부 (11a) 에 형성된 볼트공들 (11b) 에 나사고정된다. 따라서, 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 는 가스켓 (7) 을 통하여 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 체결된다 (도 6b 참조). 이런 체결된 상태에서, 돌출부 (62) 는 리세스 (14) 에서 전체 깊이에 대해 끼워맞추어지고, 가스켓 (7) 의 비드들 (71) 의 압축 변형을 통하여 밀착도가 증가한다. 따라서, 높은 실링 성능이 획득된다.
전술한 대로, 본 실시형태에서, 체결 착좌부 (11a) 에 플랜지 (6) 를 배치함으로써 배기 매니폴드 (5) 가 실린더 헤드 (1) 에 체결된 상태에서, 플랜지 (6) 에 제공된 돌출부 (62) 는 체결 착좌부 (11a) 에 제공된 리세스 (14) 로 끼워맞추어진다. 즉, 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 의 메이팅면과 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 메이팅면은 돌출부 면과 리세스 면에 의해 서로 상하로 배치된다. 따라서, 래비린스 구조 (서로 상하로 돌출부 면과 리세스 면을 배치함으로써 형성된 시일 구조) 가, 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이와 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이에 존재하여서, 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 및 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이 실링 성능이 유리하게 보장된다. 특히, 볼트에 의해 체결될 수 없는, 체결 착좌부 (lla) 와 플랜지 (6) 의 중앙 부분들에서 실링 성능이 충분히 보장된다. 따라서, 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 중 임의의 하나의 출구로부터 배출되는 배기 가스는 배기 가스 배출 성능에 영향을 미치는 배기 포트 출구들 (4a ~ 4d) 중 임의의 하나의 출구에 대응하는 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 이외의 배기 가스 도입 개구들 (6a ~ 6d) 로 유입되지 않아서, 배기 성능의 개선 결과로서 엔진 효율을 개선할 수 있다.
실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 및 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 상대적 로케이션들은, 노크 핀 (14d) 이 노크 핀공 (62c) 에 삽입된 상태에서, 위치결정되어서, 실린더 헤드 (1) 에 대한 배기 매니폴드 (5) 의 장착 로케이션이 알맞게 획득되고, 이 상대적 로케이션들에서 위치 편차는 발생하지 않는다. 게다가, 노크 핀 (14d) 은 체결 착좌부 (lla) 의 중앙 부분에 제공되어서, 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (lla) 또는 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에서 열 팽창이 발생할 때에도, 이 부재들의 상대적 로케이션들은 거의 영향 없이 알맞게 위치결정된다.
실린더 헤드 (1) 또는 배기 매니폴드 (5) 에서 열 팽창이 발생할 때, 볼트 (B) 및 장공으로 형성된 볼트공 (61') 의 상대적 로케이션들은 장공 (61') 의 연장 방향으로 달라진다. 즉, 실린더 헤드 (1) 또는 배기 매니폴드 (5) 의 열 팽창은 장공 (61') 에 의해 흡수되고, 장착공 (61'; 장공) 의 내주연에 대한 볼트 (B) 의 눌림이 억제되어서, 실린더 헤드 (1) 와 배기 매니폴드 (5) 에 작용하는 열 응력을 완화시킬 수 있다. 게다가, 다른 볼트공들 (61) 각각의 내경이 실린더 헤드 (1) 에 또한 형성된 볼트공들 (11b) 중 대응하는 하나의 볼트공의 내경보다 약간 더 크도록 설정되는 구성으로, 실린더 헤드 (1) 와 배기 매니폴드 (5) 에 작용하는 열 응력을 유사하게 완화시킬 수 있다.
전술한 실시형태는, 본 발명이 차량에 장착된 4-실린더 가솔린 엔진에 적용되는 경우이다. 본 발명은 이 구성에 제한되지 않는다. 본 발명은 차량 이외의 기기에 적용되는 엔진에 적용가능하다. 게다가, 가솔린 엔진에 제한되지 않고, 본 발명은 디젤 엔진에 적용가능하다. 또한, 4-실린더 엔진에 제한되지 않고, 본 발명은 3 개 이하의 실린더 엔진 또는 5 개 이상의 실린더 엔진에 적용가능하다. 이들 경우에, 리세스 (14) 와 돌출부 (62) 는 크로스 형상을 가지지 않고, 리세스와 돌출부는, 배기 포트 출구들이 형성되는 영역을 구획하고 배기 가스 도입 개구들이 형성되는 영역을 구획하도록, 즉, 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 출구들 사이 및 배기 가스 도입 개구들 중 임의의 인접한 2 개의 개구들 사이에 형성된다.
상기 실시형태에서, 리세스 (14) 는 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 제공되고, 돌출부 (62) 는 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 제공된다. 본 발명은 이 구성에 제한되지 않는다. 돌출부가 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 형성되고, 리세스가 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 제공되고, 돌출부가 리세스에 끼워맞추어지도록 또한 적용가능하다. 더욱이, 돌출부와 리세스가 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 제공되고, 리세스와 돌출부가 상기 돌출부와 리세스에 대응하게 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 제공되고, 돌출부들이 각각 대응하는 리세스들에 끼워맞추어지도록 또한 적용가능하다.
또한, 노크 핀 (14d) 의 배열 로케이션은 크로스 리세스 (14) 의 중앙 부분에서 한 부분에 제한되지 않고; 실린더 헤드 (1) 의 열 팽창 영향을 받을 가능성이 적기만 하면 복수의 배열 로케이션들이 설정될 수도 있다. 게다가, 노크 핀이 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 에 제공되고 노크 핀이 삽입되는 노크 핀공이 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 제공되도록 또한 적용가능하다.
상기 실시형태에서, 실린더 헤드 (1) 의 체결 착좌부 (11a) 에 대한 배기 매니폴드 (5) 의 플랜지 (6) 의 체결부들로서 6 개의 부분들이 설정되지만; 그러나, 체결부들의 개수는 특정하게 제한되지 않고, 체결부들은 4 개의 부분들에서 설정될 수도 있다.
본 발명은, 배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되고 복수의 배기 포트 출구들이 각각의 열에 배열되는 실린더 헤드의 단부면에 배기 매니폴드를 장착하기 위한 구조에 적용가능하다.

Claims (6)

  1. 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조로서,
    배기 포트 출구들이 다수 열들로 배열되고 복수의 상기 배기 포트 출구들이 각각의 열에 배열되는 실린더 헤드로서, 체결 착좌부는 상기 실린더 헤드의 단부면에 형성되고, 복수의 상기 배기 포트 출구들은 상기 체결 착좌부에 배열되는, 상기 실린더 헤드; 및
    상기 배기 포트 출구들에 대응하는 복수의 배기 가스 도입 개구들을 가지는 배기 매니폴드로서, 상기 배기 매니폴드는 상기 체결 착좌부에 대응하는 형상으로 플랜지를 포함하고, 상기 배기 매니폴드는 상기 체결 착좌부에 장착되는, 상기 배기 매니폴드를 포함하고,
    상기 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개 배기 포트 출구들 사이 영역과 대응하게 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부와 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지 중 하나에 리세스가 제공되고, 상기 리세스에 끼워맞추어지는 돌출부가 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부와 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지 중 다른 하나에 제공되고,
    상기 배기 매니폴드는, 상기 돌출부가 상기 리세스에 끼워맞추어진 상태에서 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부에 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지를 배치함으로써 상기 실린더 헤드에 체결되는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부의 중앙 부분에 제공된 노크 핀 (knock-pin); 및
    상기 노크 핀이 삽입되고, 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지의 중앙 부분에 제공되는 삽입공을 더 포함하고,
    상기 노크 핀은, 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지가 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부에 배치된 상태에서 상기 삽입공에 삽입되는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지를 상기 실린더 헤드에 체결하기 위한 볼트들이 삽입되도록 허용하는 장착공들은 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지의 외주부의 다수의 부분들에서 형성되고, 상기 복수의 장착공들 중 적어도 하나의 장착공은 상기 플랜지의 중심 위치로부터 바깥쪽 방향으로 연장되는 장공 (oblong hole) 인, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관은 4 개의 실린더들을 포함하고,
    4 개의 상기 배기 포트 출구들은 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부에서 2 개의 열들로 그리고 상기 2 개의 열들 각각에 2 개씩 배열되고,
    상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부와 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지 중 하나에 제공되는 리세스와 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부와 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지 중 다른 하나에 제공되는 돌출부는 각각 상기 2 개의 열들 사이 및 각각의 열에서 상기 배기 포트 출구들 중 임의의 인접한 2 개의 배기 포트 출구들 사이에 형성되는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부에 제공되고, 상기 돌출부는 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지에 제공되는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 상기 체결 착좌부와 상기 배기 매니폴드의 상기 플랜지 사이에 개재되는 가스켓을 더 포함하고, 상기 가스켓은 상기 돌출부가 삽입되는 개구를 가지는, 내연 기관용 배기 매니폴드 장착 구조.



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