專利名稱:氣流計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種氣流計(jì),其在氣體通路中有一旁通通路,并且其還具有位于該旁通通路中用于檢測(cè)氣流量的傳感部。
背景技術(shù):
在現(xiàn)有技術(shù)例如JP-2002-357465-A中公開(kāi)了一種氣流計(jì)。
該氣流計(jì)用于測(cè)量例如內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量。如圖8所示,氣流計(jì)具有用于引入部分進(jìn)入空氣的旁通通路100以及置于旁通通路100中用于檢測(cè)氣流量的傳感部110。
旁通通路100具有三維結(jié)構(gòu)的限制部120以沿氣流方向逐漸減小通路橫截面積。通過(guò)設(shè)置限制部120,限制了引入旁通通路100中的氣體的湍流現(xiàn)象,從而能夠得到穩(wěn)定的輸出。
但是,由于在旁通通路100中設(shè)置限制部120,在進(jìn)氣量小的小氣流情況下,壓力損失影響很大。另外,從限制部120中的下游側(cè)橫截面積最小的最窄部處,橫截面積開(kāi)始增加,從通路中心部流向通路內(nèi)壁產(chǎn)生氣流分離(eddy,渦流)。這樣,在小氣流情況下,氣流速度降低并且波動(dòng),從而影響測(cè)量精度。
另一種情況如圖9所示,其通過(guò)使限制部120形成為這樣的形狀,即,截去其下游側(cè),也就是說(shuō)限制部120在其最窄部終止,從而能夠減小壓力損失的影響。
但是,由于限制部120形成為圖9所示的形狀,所以在限制部120的末端橫截面積急劇增大,產(chǎn)生的氣流分離(渦流)和氣體湍流比圖8所示的結(jié)構(gòu)更嚴(yán)重。因此,可能更嚴(yán)重地?fù)p害設(shè)置在限制部120中的傳感部110的測(cè)量精度。另外,如果引入旁通通路100的氣體向上流動(dòng),如圖所示,限制部120的下游側(cè)的端面(平直部130)朝上,使得灰塵堆積在平直部130上。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題提出本發(fā)明,其目的是提供一種氣流計(jì),其通過(guò)在旁通通路中安置限制部從而限制壓力損失并抑制傳感部附近氣體的氣流分離和/或湍流。
本發(fā)明是一種用于檢測(cè)氣流量的氣流計(jì),其具有設(shè)置在氣體通路中的旁通通路和安置在旁通通路中的傳感部。旁通通路具有沿旁通通路中氣流方向逐漸減小旁通通路寬度的限制部。限制部包括第一限制部和安置在第一限制部的最窄部的緊鄰下游側(cè)的第二限制部。第一限制部沿氣流方向逐漸減小通路寬度。第二限制部以階梯方式使通路寬度從最窄部處增大。傳感部位于限制部被安置的邊界內(nèi)。
從下面的詳細(xì)說(shuō)明、權(quán)利要求以及附圖,本發(fā)明各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)、操作方法以及相關(guān)部件的功能很容易理解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的氣流計(jì)的剖視圖;圖2A是沿流入通路寬度方向所截取的限制部的剖視圖;圖2B是沿圖2A中線IIB-IIB所截取的流入通路的剖視圖;圖3是安裝在進(jìn)氣管中的氣流計(jì)的剖視圖;圖4是流入通路的放大剖視圖,示出了一限制部的形狀;
圖5A是流入通路的剖視圖,示出了一第二限制部的形狀;圖5B是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的更多形狀;圖5C是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的又一形狀;圖5D是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的又一形狀;圖6A是流入通路的剖視圖,示出了一第二限制部的形狀;圖6B是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的又一形狀;圖6C是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的又一形狀;圖6D是流入通路的剖視圖,示出了該第二限制部的又一形狀;圖7A是沿流入通路寬度方向的剖視圖,示出了限制部的又一示例;圖7B是沿圖7A中線VIIB-VIIB所截取的流入通路的剖視圖;圖8是一現(xiàn)有技術(shù)中的旁通通路的剖視圖,示出一限制部的形狀;圖9是一現(xiàn)有技術(shù)中的旁通通路的剖視圖,示出一限制部的形狀。
具體實(shí)施例方式
在第一實(shí)施例中描述的氣流計(jì)1用作檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量的氣流計(jì)1。如圖1所示,氣流計(jì)1和進(jìn)氣管2形成本發(fā)明的氣體通路,其中氣流計(jì)置于進(jìn)氣管2上,如圖3所示。氣流計(jì)1包括測(cè)量體3,傳感部4,電路模塊5等。
測(cè)量體3通過(guò)形成在進(jìn)氣管2上的安裝孔2a插入到進(jìn)氣管2中,暴露于流過(guò)進(jìn)氣管2的氣體中。
測(cè)量體3是扁平形狀的,其厚度方向尺寸比寬度方向小,且設(shè)置成寬度方向沿著進(jìn)氣管2中的氣流方向(參照?qǐng)D3)。在下面的描述中,在進(jìn)氣管2中流動(dòng)的氣體被稱為主流動(dòng)氣體,并且主流動(dòng)氣體的氣流被稱為主氣流。
在測(cè)量體3中形成有旁通通路6,其中主流動(dòng)氣體的一部分作為測(cè)量氣體,如圖3所示。旁通通路6形成為U形(圖1中為倒U形),在其U形彎部處,測(cè)量氣體的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)1 80度。旁通通路6形成為如下形式,即,U形彎部上游側(cè)的通路(稱為流入通路6a)和U形彎部下游側(cè)的通路(稱為流出通路6b)沿著進(jìn)氣管2的徑向布置。
另外,測(cè)量體3在形成流入通路6a的內(nèi)壁上在沿厚度方向的兩側(cè)具有限制部8,以減小流入通路6a的寬度(厚度方向的寬度)。
如圖2B所示限制部8具有第一限制部8a和第二限制部8b。第一限制部8a沿流過(guò)流入通路6a的測(cè)量氣體的氣流方向(圖中箭頭所示方向)逐漸減小流入通路6a的寬度。第二限制部8b在最窄部B的緊鄰下游側(cè)以階梯方式增大通路寬度,并沿著氣流方向在預(yù)定長(zhǎng)度上將通路寬度限制到預(yù)定尺寸,其中在最窄部B處,第一限制部的通路寬度最小。
如圖2B所示,第一限制部8a從測(cè)量體3的內(nèi)表面逐漸增大其高度并在最窄部B處終止。第二限制部8b布置成與第一限制部相連,中間連接有階梯部8c,并且沿著氣流方向從測(cè)量體3的內(nèi)表面起具有恒定高度。
這里,夾在第一限制部8a和第二限制部8b之間的階梯部8c具有傾斜內(nèi)表面,使得從第一限制部8a的最窄部B到第二限制部8b的通路寬度逐漸增大。第二限制部8b的下游端部8d形成為朝向流入通路6a內(nèi)表面傾斜的斜面。
如圖2A所示,第一限制部8a和第二限制部8b延伸于流入通路6a的整個(gè)寬度方向上(圖中的橫向)。
測(cè)量體3具有用于使測(cè)量氣體流入旁通通路6的旁通入口9以及使測(cè)量氣體流出旁通通路6的旁通出口10,11。
如圖1所示,旁通入口9具有從測(cè)量主氣流的測(cè)量體3的前表面延伸到底面的大的開(kāi)口。這樣,測(cè)量氣體進(jìn)入旁通入口9,轉(zhuǎn)過(guò)大致90度,然后流入所述流入通路6a,如圖中箭頭所示。
旁通出口10,11是一個(gè)開(kāi)在旁通通路6最下游端處的主出口10和設(shè)置在旁通通路6的U形部和主出口10之間的次出口11。
傳感部4具有用于測(cè)量氣流量的加熱裝置4a和用于測(cè)量溫度的溫度傳感裝置4b,它們分別通過(guò)端子12連接到封裝在電路模塊5中的電路板(未示出)。
傳感部4設(shè)置在旁通通路6的U形部的上游側(cè),也就是流入通路6a中。特別地,如圖2A所示,傳感部4設(shè)置在流入通路6a中通過(guò)限制部8使通路寬度變小的位置。
如圖1所示,加熱裝置4a和溫度傳感裝置4b各自的縱向端部分別與端子12電連接,它們被布置成縱向與進(jìn)氣管2的主氣流方向大致平行。換句話說(shuō),加熱裝置4a和溫度傳感裝置4b被布置成使它們的縱向與測(cè)量體3的寬度方向上的兩側(cè)面平行。
電路模塊5一體形成在測(cè)量體3的頂部。如圖3所示,電路模塊5通過(guò)溫度傳感裝置4b控制加熱裝置4a中的電流,以使加熱裝置4a的溫度和檢測(cè)溫度(進(jìn)氣溫度)之間的差值保持在一預(yù)定值。另外,電路模塊5通過(guò)配線(未示出)連接到電子控制單元(ECU,未示出),以便根據(jù)加熱裝置4a中的電流向ECU輸出電壓信號(hào)。ECU基于由電路模塊5輸出的電壓信號(hào)確定進(jìn)氣量。此處,在電路模塊5的一側(cè)部一體形成一連接器13以連接配線。
具有上述結(jié)構(gòu)的氣流計(jì)1通過(guò)為內(nèi)部具有傳感部4的流入通路6a設(shè)置限制部8,從而能夠抑止經(jīng)過(guò)旁通入口9進(jìn)入流入通路6a的測(cè)量氣體的渦流現(xiàn)象。尤其是,通過(guò)在第一限制部8a的下游側(cè)設(shè)置第二限制部8b以及在第一限制部8a的最窄部B的下游側(cè)以階梯方式增大通路寬度,從而限制該限制部8處的壓力損失。因此,即使進(jìn)入流入通路6a的氣體的氣流量小,也不會(huì)由于壓力損失而使氣流速度明顯降低,從而提高了小氣流領(lǐng)域的測(cè)量精度,同時(shí)增大了從小氣流到大氣流的測(cè)量范圍。
另外,通過(guò)設(shè)置在第一限制部8a下游側(cè)的第二限制部8b,將沿著測(cè)量氣體氣流方向的預(yù)定長(zhǎng)度上的通路寬度限制為一預(yù)定的恒定值而不急劇增大通路寬度,從而抑制氣流在靠近傳感部4的部分出現(xiàn)渦流現(xiàn)象。這樣,如圖4中箭頭所示,氣流不產(chǎn)生氣流分離(渦流),從而即使在氣流量相對(duì)小的時(shí)候也能夠穩(wěn)定氣流速度并獲得穩(wěn)定的輸出。
另外,如圖2B和圖4所示,在第一實(shí)施例中描述的限制部8具有設(shè)置在第一限制部8a和第二限制部8b之間的階梯部8c,其與第二限制部8b的下游端部8d都具有斜面。這樣,本實(shí)施例中的氣流計(jì)1能夠限制測(cè)量氣體中的灰塵粘附在所述斜面上從而減少灰塵在斜面上的堆積,其中,測(cè)量氣體在流入通路6a中沿豎直方向從下部流到上部。
在第一實(shí)施例中,如圖5A所示,第二限制部8b設(shè)置成延伸于流入通路6a的整個(gè)寬度方向上。但是,第二限制部也可以延伸于流入通路6a寬度方向上的一部分上,如圖5B-5D所示。在這些實(shí)例中,第二限制部8b的位置根據(jù)旁通通路6的長(zhǎng)度,旁通出口10,11的位置以及旁通通路6的形狀等來(lái)確定。
另外,當(dāng)?shù)诙拗撇?b設(shè)置成延伸于流入通路6a的整個(gè)寬度方向上時(shí),第二限制部8b可以為其它形狀,例如圖6A-6D所示。
在第一實(shí)施例中,如圖2A-2B所示,傳感部4位于第一限制部8a的最窄部B的附近。但是,傳感部4也可以位于設(shè)置第二限制部8b的位置的范圍內(nèi),如圖7A-7B所示。
在第一實(shí)施例中,限制部8a安置在流入通路6a的寬度方向的兩側(cè)面上。但是,限制部8a也可以安置在流入通路6a的幾個(gè)側(cè)面或一個(gè)側(cè)面上。
另外,傳感部4具有加熱裝置4a。加熱裝置4a可以由其它測(cè)量裝置替代(例如半導(dǎo)體裝置)。
另外,旁通通路6可以是不使測(cè)量氣流的氣流方向轉(zhuǎn)彎的形狀,即平行于進(jìn)氣管2。
本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)只是示例性的,因此,在不脫離本發(fā)明精神的情況下可對(duì)其進(jìn)行變化。這些變化不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.用于檢測(cè)在氣體通路(2)中流動(dòng)的氣體的氣流量的氣流計(jì)(1),包括設(shè)置在氣體通路(2)中的旁通通路(6),并具有第一限制部(8a),其沿著旁通通路(6)中氣流的方向逐漸減小旁通通路(6)的寬度;第二限制部(8b),其設(shè)置在所述第一限制部(8a)的最窄部(B)的緊鄰下游側(cè),并且以階梯方式使通路寬度大于最窄部(B),將氣流方向的預(yù)定長(zhǎng)度上的通路寬度限制為一常量;還包括傳感部(4),其布置在第一限制部(8a)和第二限制部(8b)中的至少一個(gè)被設(shè)置的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流計(jì)(1),其特征在于,所述傳感部(4)位于所述最窄部(B)的緊鄰上游側(cè)或緊鄰下游側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣流計(jì)(1),其特征在于,設(shè)置在第一限制部(8a)和第二限制部(8b)之間的階梯部(8c)是一斜面,使得從第一限制部(8a)的最窄部(B)到第二限制部(8b)的通路寬度逐漸增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的氣流計(jì)(1),其特征在于,第二限制部(8b)的下游端部(8d)是朝向旁通通路(6)內(nèi)表面傾斜的斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的氣流計(jì)(1),其特征在于,第二限制部(8b)設(shè)置成延伸于旁通通路(6)的整個(gè)寬度方向上,或者延伸于旁通通路(6)的部分寬度上。
全文摘要
一種用于檢測(cè)氣流量的氣流計(jì)(1),其具有設(shè)置在氣體通路(2)中的旁通通路(6)和設(shè)置在旁通通路(6)中的傳感部(4)。旁通通路(2)具有沿旁通通路(6)中氣流方向逐漸減小旁通通路(6)寬度的限制部(8)。限制部(8)包括第一限制部(8a)和設(shè)置在第一限制部(8a)的最窄部(B)的緊鄰下游側(cè)的第二限制部(8b)。第一限制部(8a)沿氣流方向逐漸減小通路寬度。第二限制部(8b)以階梯方式使通路寬度從最窄部(B)處增大。傳感部(4)位于限制部(8)被設(shè)置的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G01F5/00GK1690664SQ200510067038
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者五箇康士, 松浦秀紀(jì), 北原昇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝