CN104089661A - 一种空气流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气流量计，其具有测量空气流量的测量体，其中包含有一些具体的测量器件和整流器在测量体内。在该测量体内有气流通道、叶轮、磁铁、矩形线圈，空气流动时叶轮带动磁铁的转动并使矩形线圈做切割磁感线的运动从而产生电压信号，整流器接收产生的电压信号，然后将其转化成直流电压信号传输给ECU(电子控制单元)并作为发动机基本喷油量的重要参数。本发明提供一种能够以低廉的成本制造并且使对空气流量的精确检测成为可能的空气流量计，在检测空气流量的同时没有带来影响因素，所以精确度上较传统的空气流量计有很大提升，而且操作简单、方便，成本较低，具有很高的利用价值，该空气流量计能够长时间内无故障地运行。

Description

一种空气流量计

技术领域

本发明涉及一种空气流量计。

背景技术

概念“空气”被作为对于能够确定其流量的气体或者混合气体的例子来适用。基本上能够通过本发明的空气流量计来确定每一种气体或者混合气体的流量。

当前应用在汽车上的空气流量计主要是热式空气流量计。车用空气流量计安装在汽车滤清器和节气门之间的气流通道上，用来测量吸入发动机的进气量，其输出信号作为汽车发动机燃油喷射系统中控制燃油喷射量的主要参数，决定汽车的基本喷油量，所以空气流量计对整车性能影响很大，直接影响汽车发动机的动力性、经济性、油耗、尾气排放指标等。

但是热式空气流量计有其缺点，当气流流过热膜或者热丝带走一部分温度的同时又与热丝或者热膜产生摩擦从而提供了热量，所以导致检测数据并不精确。

发明内容

本发明的目的在于提出一种空气流量计，其能够以低廉的成本制造并且能够精确测量空气流量，而且该空气流量计能够长时间内无故障地运行。

为解决上述问题，本发明是采用如下技术方案来完成的：一种空气流量计，包括测量体和整流器，所述测量体包括壳体、风向柱、叶轮、转轴、定子铁芯、矩形线圈和磁铁，所述壳体为一端开口的中空圆柱体且上窄下宽，所述壳体的环壁上开设有一个进气口和一个出气口，所述壳体分为上壳体和下壳体两部分，所述下壳体的侧壁上开设有一条第一凹槽；所述风向柱为两端封闭的中空圆柱体，所述风向柱的外侧环壁上开设有一圈第一凸起，所述风向柱通过所述第一凸起与所述下壳体上的第一凹槽相配合固定在所述下壳体内；所述风向柱通过所述第一凸起划分为上半部分和下半部分，所述上半部分开设至少3个切线方向的出气孔，所述下半部分开设至少3个切线方向的进气孔，所述出气孔与进气孔的切线方向相反；所述转轴的第一端穿过所述风向柱的上底面转动固定在所述风向柱内，所述转轴的第二端位于上壳体内；所述叶轮固定在所述转轴上且位于风向柱内，所述定子铁芯固定在上壳体内，所述磁铁固定在所述转轴的第二端上且位于定子铁芯内，所述矩形线圈固定在定子铁芯上；所述整流器与矩形线圈连接。

进一步的，所述定子铁芯的外侧环壁上开设有一圈第二凸起，所述上壳体的内侧壁上开设有一条第二凹槽，所述定子铁芯通过所述第二凸起和所述第二凹槽固定在上壳体内

进一步的，所述风向柱的下底面固定有一基座，所述基座上设置有一转孔，所述转轴活动设置在所述转孔内。

进一步的，所述测量体还包括设置在所述壳体内部的滤网，所述滤网套设在所述风向柱外。

进一步的，所述测量体还包括盖于所述壳体上方的壳盖。

进一步的，所述壳体上的进气口和出气口是相对设置的。

进一步的，所述进气孔为4-8个。

进一步的，所述进气孔为5个。

进一步的，所述出气孔为4-8个。

进一步的，所述出气孔为5个。

当前应用在汽车上的空气流量计主要是热式空气流量计。车用空气流量计安装在汽车的空气滤清器和节气门之间的气流通道上，用来测量吸入发动机的进气量，其输出信号作为汽车发动机燃油喷射系统中控制燃油喷射量的主要参数，决定汽车的基本喷油量，所以空气流量计对整车性能影响很大，直接影响汽车发动机的动力性、经济性、油耗、尾气排放指标等。

但是热式空气流量计有其缺点，当气流流过热膜或者热丝带走一部分温度的同时又与热丝或者热膜产生摩擦从而提供了热量，所以导致检测数据并不精确。

本发明利用物理学原理采用简单有效的方法将进气所带来的物理变化直接转换成电信号作为主要参数发送给ECU(电子控制单元)，在测量的过程中没有带来影响因素，所以在精确度上有很大提升，而且操作简单、方便，成本较低，具有很高的利用价值。

附图说明

图1为本发明的局部示意图。

图2为本发明的分解图。

图3为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参考图1所示，本发明一种空气流量计的较佳实施方式包括：测量体2和整流器3，所述测量体2包括壳体14、风向柱10、叶轮8、转轴7、定子铁芯5、矩形线圈4和磁铁6。所述整流器3设置在测量体2的内部的，测量体固定在圆管式空腔1的侧壁上，进气口15正对着圆管式空腔1的空气流入口，有利于气流保持最大的动力能量垂直进入进气口15。出气口13是与进气口15相对设置的。

图2是本发明的分解图，壳体14为一端开口的中空圆柱体且上窄下宽，壳体14的环壁上开设有一个进气口15和一个出气口13。壳体14分为上壳体和下壳体，下壳体的侧壁上开设有一条第一凹槽；风向柱10为两端封闭的中空圆柱体，风向柱10的外侧环壁上开设有第一圈凸起，风向柱10通过第一凸起与下壳体上的第一凹槽相配合固定在下壳件内，风向柱10通过第一凸起划分为上半部分和下半部分，上半部分开设至少3个切线方向的出气孔9，下半部分开设至少3个切线方向的进气孔11，进气孔11和出气孔9的切线方向相反。风向柱的下底面固定有一基座，基座上设置有一转孔，转轴7活动设置在转孔内。转轴7的第一端穿过风向柱10的上底面并且转动固定在风向柱10内，转轴7的第二端位于上壳体内，叶轮8固定在转轴7上且位于风向柱10内。矩形线圈4内镶在定子铁芯5内部，磁铁6接入在定子铁芯5的中心。定子铁芯5的外侧环壁上开设有一圈第二凸起，上壳体的内侧壁上开设有一条第二凹槽，定子铁芯5通过第二凸起和第二凹槽固定在上壳体内。定子铁芯5的磁导率远高于空气的磁导率，安装他是为了提高磁路的导磁系数，有利于矩形线圈4切割磁感线时产生更敏感的电压。磁铁6也可以是长方体的，只要保证磁铁6转动起来时矩形线圈4能够做切割磁感线运动并产生电压信号即可。风向柱10中切线方向的进气孔11和切线方向的出气孔9具有不同切线方向的气孔，其能够使进入风向柱10的空气形成旋转气流，旋转气流能够带动叶轮8的旋转。进气孔11和出气孔9的个数都设置在5个时产生旋转气流的能力是最佳的。叶轮8和磁铁6通过转轴连接在一起，磁铁6随着叶轮8的转动而转动，而磁铁6的转动使得矩形线圈4做切割磁感线的运动。测量体2还包括设置在壳体14内部的滤网12，滤网套设在风向柱10外。测量体2还包括盖于壳体14上方的壳盖16。

图3是测量体的结构示意图，具体的位置关系前面已经陈述了，在此就不在陈述了。

空气由空气滤清器流入壳体14中的进气口15，空气由切线方向的进气孔11进入后到达风向柱10的内部。进入切线方向的进气孔11的空气带动叶轮8的旋转，最后由切线方向的出气孔9流出到达出气口13，从而流出测量体2。

以上用来测量空气流量的器件都是安装在壳体14里面，包括整流器3。整流器3与矩形线圈4相连接，用来检测矩形线圈4做切割磁感线时产生的电压。矩形线圈4接有负载电阻，所以整流器3能够很好的检测其切割磁感线时产生的电压。

具体检测空气流量的方式是：壳体14具有一定的体积，可以计算出由进气口15流入它的空气的体积，而进气口15具有一定的横截面，计算出进气口15和圆管式空腔1的横截面的比例就可以通过单位时间内流过壳体14的空气的体积计算出流过圆管式空腔1的空气体积。而体积的表示方式是用叶轮8的转速来体现的，叶轮8的转速是通过整流器3检测矩形线圈4切割磁感线产生的电压来体现的。单位时间内叶轮8转动越快流过壳体14的空气就越多且产生的电压就越大，反之就越少。风向柱10能够使进入它的空气形成旋转气流，旋转气流能够带动叶轮8的旋转。叶轮8和磁铁6通过转轴连接在一起，所以叶轮8的转动带动磁铁6的转动，磁铁6的转动使得矩形线圈4做切割磁感线运动，矩形线圈4做切割磁感线运动时产生电流，因为矩形线圈4接有负载电阻，所以整流器3能够检测到矩形线圈4切割磁感线时产生的交流电压。由于进气量随时的改变，磁铁6的转速也在随时的改变，所以产生的交流电压也在改变。整流器3将检测到的交流电压整流成直流电压输送给电子控制单元(ECU)，该电压信号与磁铁6的转速信号成正比，并且作为汽车发动机燃油喷射系统中控制燃油喷射量的主要参数，决定汽车的基本喷油量。

目前汽车发动机内常用的空气流量计为热线式或者热膜式空气流量计，但是在空气流过热线体或者热膜体后在带走了热量的同时也与热线体或热膜体产生了摩擦从而提供了热量，这样就导致了检测的数据不精确，而本发明中进入壳体14的空气只能由切线方向的进气孔11进入风向柱10，所进入的空气全部全部用来转动叶轮8，完全没有能量的损耗，且叶轮8对空气的阻力非常小，可以忽略不计，这样就不会造成别的误差，并且在将空气的流速信号转换为电信号的过程中同样不会出现偏差，所以精确度上较其他的空气流量计有很大的提升。

以上对本发明的具体描述旨在说明具体实施方案的实现方式，不能理解为是对本发明的限制，本领域技术人员在本发明的教导下，可以在详述的实施方案基础上做出各种变体，这些变体均应包含在本发明的构思之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要述进行限制。

Claims (10)

1.一种空气流量计，其特征在于：包括测量体和整流器，所述测量体包括壳体、风向柱、叶轮、转轴、定子铁芯、矩形线圈和磁铁，所述壳体为一端开口的中空圆柱体，所述壳体的环壁上开设有一个进气口和一个出气口，所述壳体分为上壳体和下壳体两部分，所述下壳体的侧壁上开设有一条第一凹槽；所述风向柱为两端封闭的中空圆柱体，所述风向柱的外侧环壁上开设有一圈第一凸起，所述风向柱通过所述第一凸起与所述下壳体上的第一凹槽相配合固定在所述下壳体内；所述风向柱通过所述第一凸起划分为上半部分和下半部分，所述上半部分开设至少3个切线方向的出气孔，所述下半部分开设至少3个切线方向的进气孔，所述出气孔与进气孔的切线方向相反；所述转轴的第一端穿过所述风向柱的上底面转动固定在所述风向柱内，所述转轴的第二端位于上壳体内；所述叶轮固定在所述转轴上且位于风向柱内，所述定子铁芯固定在上壳体内，所述磁铁固定在所述转轴的第二端上且位于定子铁芯内，所述矩形线圈固定在定子铁芯上；所述整流器与矩形线圈连接。

2.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述定子铁芯的外侧环壁上开设有一圈第二凸起，所述上壳体的内侧壁上开设有一条第二凹槽，所述定子铁芯通过所述第二凸起和所述第二凹槽固定在上壳体内。

3.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述风向柱的下底面固定有一基座，所述基座上设置有一转孔，所述转轴活动设置在所述转孔内。

4.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述测量体还包括设置在所述壳体内部的滤网，所述滤网套设在所述风向柱外。

5.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述测量体还包括盖于所述壳体上方的壳盖。

6.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述壳体上的进气口和出气口是相对设置的。

7.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述进气孔为4-8个。

8.根据权利要求7所述的空气流量计，其特征在于：所述进气孔为5个。

9.根据权利要求1所述的空气流量计，其特征在于：所述出气孔为4-8个。

10.根据权利要求9所述的空气流量计，其特征在于：所述出气孔为5个。