KR950001868Y1 - 배기 매니폴드의 균열 방지구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

배기 매니폴드의 균열 방지구조

제1도는 본 고안의 배기 매니폴드의 사시도.

제2도는 본 고안의 배기 매니폴드의 A-A선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 배기 매니폴드 2, 3, 4, 5 : 배기관

2a, 5a : 굴곡부 7 : 보강 리브

8 : 틈새 9 : 고정부

본 고안은 배기 매니폴드(exhaust manifold)에 관한 것으로서, 특히 엔진 실린더에서 배출되는 고온 고압의 배기가스의 반복된 배출에 의해 매니폴드에 발생되는 균열을 방지하도록 하는 배기 매니폴드 균열방지구조에 관한 것이다.

자동차 실린더내에서 연소된 고온 고압의 배기가스를 실린더 밖으로 방출하는 장치를 배기장치라고 하며, 일반적으로 엔진 블럭에 직접 고정된 배기관(exhaust pipe)과 배기 소음기로 구성되어 있다.

그리고 배기관은 각 실린더마다 설치된 관을 1개의 관으로 모은 것으로 보통 통칭해서 매니폴드(다기관)라 하며, 엔진블럭에 고정된 측의 반대측 끝은 소음기에 연결되어 배기가스를 배출한다.

또한 배기 매니폴드의 주요 재료는 보통 3∼4mm 두께의 주철재로 되어 있으며, 내면을 에나멜 다듬질하며 배기가스의 통과가 잘 되도록 만든다.

실린더내에 연소되어 매니폴드를 통해서 배출되는 고온·고압의 배기가스는 매니폴드를 형성하는 금속재를 빈번하게 수축·팽창시킨다. 즉 자동차의 운행중에는 실린더의 왕복운동이 많아지게 되어 배기 매니폴드는 팽창하게 되며 자동차가 정차한 경우에는 실린더의 왕복운동이 적어지므로 엔진이 식으면서 매니폴드 역시 수축하게 된다.

일반적으로 하루에 한번 이상 자동차가 운행된다고 가정할때 수많은 응력 및 압력이 배기 매니폴드에 가해지는 셈이다.

이러한 문제는 엔진을 사용한 기간이 어느 정도 지나지 않은 경우에는 별문제되지 않을지도 모르지만 엔진을 오랫동안 사용함에 따라 배기 매니폴드는 배기가스 및 열에 의해 부식되거나 산화가 되고 점차적으로 강도가 약해지면서 결국에는 균열이 발생된다.

이런 균열의 발생 원인을 분석해 보면 열 변형에 의한 것과, 고압 배기가스가 배기관 굴곡부에 부딪히면서 압력을 가하기 때문에 발생된 것과, 4기통 엔진에서 바깥측 2개의 배기관이 배기가스의 압력에 의해 중심측 2개의 배기관쪽으로 쏠리게 되면서 각 배기관의 연결부에 균열을 발생시키는 등 여러가지 원인에 의해 균열이 발생된다.

본 고안은 이러한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 배기 매니폴드의 배출관 굴곡부에 복수개의 보강리브를 형성하며 상기 배기 매니폴드의 고정부 연결부분에 일정한 간격의 틈새를 형성한 배기 매니폴드 균열방지구조를 제공하여 실린더에서 배출되는 고온·고압의 배기가스에 의해 발생되는 균열을 방지토록 하는 것이 목적이다.

이하 참조도면에 의해서 본 고안을 상세히 설명하도록 한다.

본 고안의 구성을 살펴보면 자동차용 엔진의 배기 매니폴드(1)에 있어서, 상기 배기 매니폴드(1)의 배기관(2) (5) 굴곡부(2a) (5a)에 복수개의 보강리브(7)를 형성하고 상기 배기 매니폴드(1)의 고정부(9) 연결부분에 일정한 간격의 틈새(8)를 형성한다.

4기통 엔진의 경우 4개의 실린더에서 배출되는 배기가스를 4개의 배기관(2, 3, 4, 5)을 통해 하나 또는 두개씩 묶어서 배출토록 한다.

따라서 도면에 도시된 바와같이, 배기매니폴드(1)의 외측에 구성된 제1배기관(2)및 제4배기관(5)은 심하게 굴곡된 굴곡부(2a)(5a)를 갖는다. 이에 반해서 중심측에 형성된 제2배기관(3) 및 제3배기관(4)은 굴곡 정도가 미미한 편이다.

이와같이 배기매니폴드(1)에서 발생되는 균열은 대부분 제1배기관(2) 및 제4배기관(5)의 굴곡부(2a)(5a)에서 주로발생되는 것으로 알려져 있다. 왜냐하면 배기 매니폴드(1)는 주물에 의해 제작되므로 4개의 배기관의 두께는 대체로 일정한편인데 반해서 실린더에서 배출되는 고온·고압의 배기가스는 굴곡이 심하게 져있는 제1배기관(2) 및 제4배기관(5)의 굴곡부(2a)(5a)에 심하게 부딪히면서 배출되므로 압력을 강하게 받기 때문이다.

그로인해 제1배기관(2) 및 제4배기관(5)의 굴곡부(2a)(5a)에 적당한 형태로 보강재 역활을 해주는 보강 리브(7)를 설치하여서 균열을 최대한 방지토록 해준 것이다.

본 고안에 따른 보강리브(7)의 형상, 설치위치, 설치 간격 및 설치길이 등 제작에 필요한 기술의 적용은 필요에 따라 적절하게 변용시키는 것이 가능하다.

그리고 실린더 블록에 배기 매니폴드(1)를 고정시켜주는 고정부(9)는 실린더블록에서 전달되는 열을 직접받기 때문에 열에 의한 수축 팽창이 심하다.

따라서 고정부(9)에 작용하는 응력의 상호 간섭을 배제시키도록 일정한 간격 및 적절한 형태로 틈새(8)를 구성한다. 이것은 철도의 선로에 일정한 간격을 두어서 균열을 방지하는 것과 같은 원리이다.

특히 제1배기관(2) 및 제4배기관(5)으로 배출되는 배기가스는 굴곡부(2a)(5a)에 부딪히면서 배출되므로서 제2배기관(3) 및 제3배기관(4)의 고정부(9)에 심한 측방향 압력을 가하게 되어 균열은 더욱 심해질 수 있다.

따라서 본 고안의 틈새(8)는 이러한 여러가지 작용을 최대한 배제시켜 고정부의 균열을 최소화 시킨다.

이와같이 종래와 다르게 새롭게 구성시킨 본 고안의 보강리브(7) 및 틈새(8)에 의해 배기 매니폴드(1)에서 발생하던 균열을 최대한 방지토록 해주는 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 자동차용 엔진의 배기 매니폴드에 있어서, 상기 배기 매니폴드(1)의 배기관(2)(5) 굴곡부(2a)(5a)에 복수개의 보강리브(7)를 형성하며, 상기 배기 매니폴드(1)의 고정부(9) 연결부분에 일정한 간격의 틈새(8)를 형성한 것을 특징으로 하는 배기 매니폴드의 균열방지구조.