專利名稱：空氣濾清器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機(jī)的空氣濾清器，特別是涉及一種從空氣濾清器下游區(qū)域中測量發(fā)動機(jī)吸入的空氣流量的情況下，空氣濾清器箱體的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在汽車發(fā)動機(jī)中，為了適應(yīng)即將實施的廢氣標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)于吸入的空氣流量，控制EGR(廢氣再循環(huán))氣體的流動變得很必要。為了處理這種情況，在空氣濾清器的下游設(shè)置空氣流量傳感器，以測量吸入的空氣流量。
當(dāng)空氣濾清器箱體和管道的形狀改變時，吸入氣流中的渦流和漂移變化，并且在流量傳感器輸出中產(chǎn)生噪聲，導(dǎo)致吸入的空氣流量的測量不精確。
有一種情況，即空氣濾清器的元件依發(fā)動機(jī)的用途而不同。單型元件用于貨車和公共汽車的空氣濾清器，雙型元件用于在塵土區(qū)工作很長時間的自動傾卸卡車的空氣濾清器。在許多這些情況中，采用了相同類型的空氣濾清器箱體和吸入空氣流量測量裝置。圖4和圖5分別表示單型元件和雙型元件用于相同結(jié)構(gòu)的空氣濾清器箱體時的情況。
在圖4和圖5中，附圖標(biāo)記1為空氣濾清器箱體，2’為從空氣濾清器箱體向外延伸的出氣管。管2’與未在圖中示出的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道相連接。附圖標(biāo)記3為單型元件，4(4a和4b)為雙型元件，5為附著于空氣濾清器箱體1的箱蓋?？諝鉃V清器元件3和4呈圓柱形，借助箱蓋5支撐在空氣濾清器箱體1中。
空氣流量傳感器6位于從空氣濾清器箱體向下游延伸的管2’中，即位于靠近圖中未示出的所述進(jìn)氣管道處?？諝馔ㄟ^進(jìn)氣管7吸入到空氣濾清器箱體1中的預(yù)清潔室8，流經(jīng)元件3或4至空氣濾清器箱體1中的后清潔室9，并經(jīng)過出氣管2’流向所述的進(jìn)氣管道。
在將相同結(jié)構(gòu)的空氣濾清器箱體1用于單型元件3和雙型元件4的情況下，如圖4所示使用單型元件3時，徑向臺階G1在管2’內(nèi)表面和元件3內(nèi)表面之間形成，如圖5所示使用雙型元件4時，徑向臺階G2在管2’內(nèi)表面和元件3內(nèi)表面之間形成。當(dāng)管2’內(nèi)表面和類似元件內(nèi)表面之間具有徑向臺階時，渦流在徑向臺階處的氣流中生成。
渦流向下游傳播，直至到達(dá)離徑向臺階很遠(yuǎn)處都沒有消失。
然而，由于發(fā)動機(jī)安裝空間受限，在汽車發(fā)動機(jī)的情況下，不可能保證管2’入口和空氣流量傳感器6的中心6a之間的距離A有足夠長，以使渦流消失，而且不可避免地會把空氣流量傳感器6放置在測量受渦流影響的區(qū)域。
JP9-269251A披露了一種用于減小空氣流量傳感器輸出噪聲的空氣流量測量設(shè)備，其中在主空氣通道之外還形成了受吸入氣流干擾和漂移影響較小的輔助氣流通道，空氣流量傳感器位于該輔助氣流通道中。
然而，具有這種輔助氣流通道的流量測量設(shè)備其流阻也不可避免地會增加。
考慮到流量測量的精確度，有可能基于測量的流速和預(yù)先獲得的實際的流速之間的實驗關(guān)系式對測量進(jìn)行修正。然而，在這種情況下，必須準(zhǔn)備兩個控制單元，其中的一個通過校準(zhǔn)方程式用于單型元件，另一個通過校準(zhǔn)方程式用于雙型元件，它們導(dǎo)致了成本的提高，并帶來了附加部分的控制工作。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種這樣結(jié)構(gòu)的空氣濾清器，即使將不同類型的空氣濾清器元件用于相同結(jié)構(gòu)的空氣濾清器箱體時，也可采用通用控制單元。
該目的通過構(gòu)成空氣濾清器箱體，使出氣管從空氣濾清器箱體向外以相同的內(nèi)徑延伸并向內(nèi)進(jìn)入空氣濾清器箱體而實現(xiàn)。優(yōu)選的是，所述出氣管向內(nèi)延伸進(jìn)入所述空氣濾清器箱體的長度為、對應(yīng)于插入其中的空氣濾清器元件的軸向長度的空氣濾清器箱體內(nèi)部長度的10％-25％。
通過使出氣管向內(nèi)延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體，從空氣濾清器箱體中出氣管的開口到空氣流量傳感器位置的距離可以增加。因此，在空氣流量傳感器所處下游區(qū)域，氣流中的渦流可大大減弱，使用單型元件時的測量值和使用雙型元件時的測量值之間的流量測量差可以減小。伸入空氣濾清器箱體內(nèi)的管道部分的長度應(yīng)該給予限制，因為當(dāng)所述長度過大時，吸入空氣流經(jīng)元件區(qū)域至后清潔室時的該元件區(qū)域減小，且空氣流經(jīng)元件的流阻增大，這會導(dǎo)致進(jìn)氣流阻增大，從而造成發(fā)動機(jī)的性能降低。根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)，適合將出氣管延伸進(jìn)入所述空氣濾清器箱體的長度為、對應(yīng)于插入其中的空氣濾清器元件的軸向長度的空氣濾清器箱體內(nèi)部長度的10％-25％。
實驗結(jié)果顯示，當(dāng)出氣管延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體內(nèi)的情況下，其流量測量的偏差從圖3和圖4所示現(xiàn)有技術(shù)的±6.8％減小到±3.8％。


圖1是當(dāng)在空氣濾清器中插入單型元件時，按照本發(fā)明的空氣濾清器的示意圖；圖2是當(dāng)在空氣濾清器中插入雙型元件時，按照本發(fā)明的空氣濾清器的示意圖；圖3是裝配有本發(fā)明空氣濾清器的發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣和排氣控制系統(tǒng)的示意圖；圖4是當(dāng)在空氣濾清器中插入單型元件時，現(xiàn)有技術(shù)的空氣濾清器的示意圖；圖5是當(dāng)在空氣濾清器中插入雙型元件時，現(xiàn)有技術(shù)的空氣濾清器的示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而要說明的是，除非特別指出，實施例中組成部分的的尺寸，材料，相對位置等應(yīng)解釋為僅是說明性的，而不應(yīng)解釋為對本發(fā)明范圍的限制。
圖1是當(dāng)在空氣濾清器中插入單型元件時，按照本發(fā)明的空氣濾清器的示意圖，圖2是當(dāng)在空氣濾清器中插入雙型元件時，按照本發(fā)明的空氣濾清器的示意圖。圖3是裝配有本發(fā)明空氣濾清器的發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣和排氣控制系統(tǒng)的示意圖。
參見圖1，附圖標(biāo)記1為空氣濾清器箱體，2為出氣管，3為單型元件，5為箱蓋，6為空氣流量傳感器，6a表示空氣流量傳感器6的中心。附圖標(biāo)記7為空氣濾清器箱體的進(jìn)氣管，8為空氣濾清器箱體中的預(yù)清潔室，9為空氣濾清器箱體中的后清潔室。
圖1的空氣濾清器除了出氣管2直徑減小到小于現(xiàn)有技術(shù)的空氣濾清器的出氣管2’的直徑，且向內(nèi)延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體1之外，與圖4的現(xiàn)有技術(shù)的空氣濾清器相同。經(jīng)過進(jìn)氣管7吸入的空氣導(dǎo)入預(yù)清潔室8，并流經(jīng)元件3進(jìn)入后清潔室9。然后空氣從空氣濾清器箱體1中管2的開口2a進(jìn)入出氣管2，通過流量傳感器6流向圖中未示出的發(fā)動機(jī)。
出氣管2延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體1至長度LD。因此，從管2的開口2a到空氣流量傳感器6的中心6a的距離為(A+LD)，這樣，與圖4所示現(xiàn)有技術(shù)中的距離A相比，該距離增大了LD。開口2a處生成的氣流中的渦流在其流經(jīng)(A+LD)的距離時得到減弱。
由于當(dāng)所述長度LD過大時，出氣管2伸入箱體1部分的外表面和元件3的內(nèi)表面之間的空間變成死區(qū)(dead space)，并且空氣流經(jīng)元件3的有效區(qū)域縮小，這就意味著空氣從預(yù)清潔室8流經(jīng)元件3至后清潔室9，然后流到入口2a的流動會受到影響，因此長度LD應(yīng)受到限制。
圖2表示當(dāng)在空氣濾清器箱體中插入雙型元件時的情況。圖2除了將雙型元件4而不是單型元件3插入空氣濾清器箱體1之外，與圖1是相同的。圖2中，與圖1相同的組成部分用相同的附圖標(biāo)記表示并省略其說明。雙型元件4由外部元件4a和內(nèi)部元件4b組成。內(nèi)部元件4b的內(nèi)徑與出氣管2的外部直徑大致相同。特別地，在這種情況下，經(jīng)過元件4流進(jìn)后清潔室9的氣流在內(nèi)部元件4b的內(nèi)表面由出氣管2的外表面覆蓋處的部分受到阻礙，而且使空氣流過的元件4的有效區(qū)域縮小。因此，出氣管2延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體1部分的長度LD必須給予限制。通過多次實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，長度LD與元件3或4的軸向長度L之比為0.1至0.25是合適的。
圖3表示裝配有本發(fā)明空氣濾清器的發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣和排氣控制系統(tǒng)的示意圖。附圖標(biāo)記31為汽缸，32為活塞，33為排氣渦輪增壓器，34為進(jìn)氣中間冷卻器，35為EGR氣體冷卻器，36為EGR控制閥，37為EGR閥驅(qū)動設(shè)備，38為進(jìn)氣歧管，39為排氣歧管，40為空氣濾清器，41為進(jìn)氣管道，42為排氣管道，43為進(jìn)氣溫度傳感器，44為進(jìn)氣壓力傳感器。
如圖1或圖2所示，所述空氣濾清器40是由空氣濾清器箱體1和空氣濾清器元件3或4組成的。附圖標(biāo)記6為空氣流量傳感器，附圖標(biāo)記50為控制單元。空氣流量傳感器6的輸出被輸入到控制單元50，該控制單元對吸入空氣的流速進(jìn)行計算。進(jìn)氣溫度傳感器43和進(jìn)氣壓力傳感器44的輸出被輸入到控制單元50。另外發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲柄角度被輸入控制器，但圖中未示出。控制單元50在輸入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計算合適的EGR氣體流速。計算結(jié)果作為信號發(fā)送到EGR閥驅(qū)動設(shè)備37，以調(diào)整EGR閥36的開度。
按照本發(fā)明，即使根據(jù)汽車的種類和用途，空氣濾清器元件有所不同，其中汽車上安裝了配備相同結(jié)構(gòu)空氣濾清器的相同類型汽車發(fā)動機(jī)，通過使用空氣流量測量設(shè)備(包括空氣流量傳感器和輸入相同標(biāo)定程序的控制單元)，吸入空氣流量的測量值不會發(fā)生大范圍波動。因此，廢氣排放可得到控制，同時節(jié)約成本且有助于便利各部分的管理。
權(quán)利要求
1.一種用于清潔進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣的空氣濾清器，其中，出氣管以相同的內(nèi)徑向內(nèi)延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體，從而使氣流中的渦流在位于下游區(qū)域的空氣流量傳感器處變?nèi)酢?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中，所述出氣管向內(nèi)延伸進(jìn)入所述空氣濾清器箱體的長度為、對應(yīng)于插入其中的空氣濾清器元件的軸向長度的空氣濾清器箱體內(nèi)部長度的10％-25％。
全文摘要
從空氣濾清器箱體向外延伸的出氣管也以相同的內(nèi)徑向內(nèi)延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體，使延伸進(jìn)入空氣濾清器箱體部分的長度為空氣濾清器元件軸向長度的10％－25％。這樣，在汽車發(fā)動機(jī)中，即使當(dāng)不同類型的空氣濾清器元件即單型或雙型的空氣濾清器元件用于相同結(jié)構(gòu)的空氣濾清器箱體時，從空氣濾清器箱體中出氣管的開口到位于下游區(qū)域的空氣流量傳感器的距離可以增加，吸入氣流中的渦流可在空氣流量傳感器處大大減弱，通過具有相同標(biāo)定程序的空氣流量測量設(shè)備，可使吸入空氣流量的測量值不會大范圍波動。
文檔編號F02D35/00GK1670357SQ20051006764
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者今西崇, 小山田知紀(jì), 赤尾好之 申請人:三菱扶桑卡客車株式會社