CN1670357A - 空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

从空气滤清器箱体向外延伸的出气管也以相同的内径向内延伸进入空气滤清器箱体，使延伸进入空气滤清器箱体部分的长度为空气滤清器元件轴向长度的10％－25％。这样，在汽车发动机中，即使当不同类型的空气滤清器元件即单型或双型的空气滤清器元件用于相同结构的空气滤清器箱体时，从空气滤清器箱体中出气管的开口到位于下游区域的空气流量传感器的距离可以增加，吸入气流中的涡流可在空气流量传感器处大大减弱，通过具有相同标定程序的空气流量测量设备，可使吸入空气流量的测量值不会大范围波动。

Description

空气滤清器
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机的空气滤清器，特别是涉及一种从空气滤清器下游区域中测量发动机吸入的空气流量的情况下，空气滤清器箱体的结构。
背景技术
在汽车发动机中，为了适应即将实施的废气标准，对应于吸入的空气流量，控制EGR(废气再循环)气体的流动变得很必要。为了处理这种情况，在空气滤清器的下游设置空气流量传感器，以测量吸入的空气流量。
当空气滤清器箱体和管道的形状改变时，吸入气流中的涡流和漂移变化，并且在流量传感器输出中产生噪声，导致吸入的空气流量的测量不精确。
有一种情况，即空气滤清器的元件依发动机的用途而不同。单型元件用于货车和公共汽车的空气滤清器，双型元件用于在尘土区工作很长时间的自动倾卸卡车的空气滤清器。在许多这些情况中，采用了相同类型的空气滤清器箱体和吸入空气流量测量装置。图4和图5分别表示单型元件和双型元件用于相同结构的空气滤清器箱体时的情况。
在图4和图5中，附图标记1为空气滤清器箱体，2’为从空气滤清器箱体向外延伸的出气管。管2’与未在图中示出的发动机进气管道相连接。附图标记3为单型元件，4(4a和4b)为双型元件，5为附着于空气滤清器箱体1的箱盖。空气滤清器元件3和4呈圆柱形，借助箱盖5支撑在空气滤清器箱体1中。
空气流量传感器6位于从空气滤清器箱体向下游延伸的管2’中，即位于靠近图中未示出的所述进气管道处。空气通过进气管7吸入到空气滤清器箱体1中的预清洁室8，流经元件3或4至空气滤清器箱体1中的后清洁室9，并经过出气管2’流向所述的进气管道。
在将相同结构的空气滤清器箱体1用于单型元件3和双型元件4的情况下，如图4所示使用单型元件3时，径向台阶G1在管2’内表面和元件3内表面之间形成，如图5所示使用双型元件4时，径向台阶G2在管2’内表面和元件3内表面之间形成。当管2’内表面和类似元件内表面之间具有径向台阶时，涡流在径向台阶处的气流中生成。
涡流向下游传播，直至到达离径向台阶很远处都没有消失。
然而，由于发动机安装空间受限，在汽车发动机的情况下，不可能保证管2’入口和空气流量传感器6的中心6a之间的距离A有足够长，以使涡流消失，而且不可避免地会把空气流量传感器6放置在测量受涡流影响的区域。
JP9-269251A披露了一种用于减小空气流量传感器输出噪声的空气流量测量设备，其中在主空气通道之外还形成了受吸入气流干扰和漂移影响较小的辅助气流通道，空气流量传感器位于该辅助气流通道中。
然而，具有这种辅助气流通道的流量测量设备其流阻也不可避免地会增加。
考虑到流量测量的精确度，有可能基于测量的流速和预先获得的实际的流速之间的实验关系式对测量进行修正。然而，在这种情况下，必须准备两个控制单元，其中的一个通过校准方程式用于单型元件，另一个通过校准方程式用于双型元件，它们导致了成本的提高，并带来了附加部分的控制工作。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种这样结构的空气滤清器，即使将不同类型的空气滤清器元件用于相同结构的空气滤清器箱体时，也可采用通用控制单元。
该目的通过构成空气滤清器箱体，使出气管从空气滤清器箱体向外以相同的内径延伸并向内进入空气滤清器箱体而实现。优选的是，所述出气管向内延伸进入所述空气滤清器箱体的长度为、对应于插入其中的空气滤清器元件的轴向长度的空气滤清器箱体内部长度的10％-25％。
通过使出气管向内延伸进入空气滤清器箱体，从空气滤清器箱体中出气管的开口到空气流量传感器位置的距离可以增加。因此，在空气流量传感器所处下游区域，气流中的涡流可大大减弱，使用单型元件时的测量值和使用双型元件时的测量值之间的流量测量差可以减小。伸入空气滤清器箱体内的管道部分的长度应该给予限制，因为当所述长度过大时，吸入空气流经元件区域至后清洁室时的该元件区域减小，且空气流经元件的流阻增大，这会导致进气流阻增大，从而造成发动机的性能降低。根据实验发现，适合将出气管延伸进入所述空气滤清器箱体的长度为、对应于插入其中的空气滤清器元件的轴向长度的空气滤清器箱体内部长度的10％-25％。
实验结果显示，当出气管延伸进入空气滤清器箱体内的情况下，其流量测量的偏差从图3和图4所示现有技术的±6.8％减小到±3.8％。
附图说明
图1是当在空气滤清器中插入单型元件时，按照本发明的空气滤清器的示意图；
图2是当在空气滤清器中插入双型元件时，按照本发明的空气滤清器的示意图；
图3是装配有本发明空气滤清器的发动机的进气和排气控制系统的示意图；
图4是当在空气滤清器中插入单型元件时，现有技术的空气滤清器的示意图；
图5是当在空气滤清器中插入双型元件时，现有技术的空气滤清器的示意图。
具体实施方式
下面参照附图具体描述本发明的优选实施例。然而要说明的是，除非特别指出，实施例中组成部分的的尺寸，材料，相对位置等应解释为仅是说明性的，而不应解释为对本发明范围的限制。
图1是当在空气滤清器中插入单型元件时，按照本发明的空气滤清器的示意图，图2是当在空气滤清器中插入双型元件时，按照本发明的空气滤清器的示意图。图3是装配有本发明空气滤清器的发动机的进气和排气控制系统的示意图。
参见图1，附图标记1为空气滤清器箱体，2为出气管，3为单型元件，5为箱盖，6为空气流量传感器，6a表示空气流量传感器6的中心。附图标记7为空气滤清器箱体的进气管，8为空气滤清器箱体中的预清洁室，9为空气滤清器箱体中的后清洁室。
图1的空气滤清器除了出气管2直径减小到小于现有技术的空气滤清器的出气管2’的直径，且向内延伸进入空气滤清器箱体1之外，与图4的现有技术的空气滤清器相同。经过进气管7吸入的空气导入预清洁室8，并流经元件3进入后清洁室9。然后空气从空气滤清器箱体1中管2的开口2a进入出气管2，通过流量传感器6流向图中未示出的发动机。
出气管2延伸进入空气滤清器箱体1至长度LD。因此，从管2的开口2a到空气流量传感器6的中心6a的距离为(A+LD)，这样，与图4所示现有技术中的距离A相比，该距离增大了LD。开口2a处生成的气流中的涡流在其流经(A+LD)的距离时得到减弱。
由于当所述长度LD过大时，出气管2伸入箱体1部分的外表面和元件3的内表面之间的空间变成死区(dead space)，并且空气流经元件3的有效区域缩小，这就意味着空气从预清洁室8流经元件3至后清洁室9，然后流到入口2a的流动会受到影响，因此长度LD应受到限制。
图2表示当在空气滤清器箱体中插入双型元件时的情况。图2除了将双型元件4而不是单型元件3插入空气滤清器箱体1之外，与图1是相同的。图2中，与图1相同的组成部分用相同的附图标记表示并省略其说明。双型元件4由外部元件4a和内部元件4b组成。内部元件4b的内径与出气管2的外部直径大致相同。特别地，在这种情况下，经过元件4流进后清洁室9的气流在内部元件4b的内表面由出气管2的外表面覆盖处的部分受到阻碍，而且使空气流过的元件4的有效区域缩小。因此，出气管2延伸进入空气滤清器箱体1部分的长度LD必须给予限制。通过多次实验结果发现，长度LD与元件3或4的轴向长度L之比为0.1至0.25是合适的。
图3表示装配有本发明空气滤清器的发动机的进气和排气控制系统的示意图。附图标记31为汽缸，32为活塞，33为排气涡轮增压器，34为进气中间冷却器，35为EGR气体冷却器，36为EGR控制阀，37为EGR阀驱动设备，38为进气歧管，39为排气歧管，40为空气滤清器，41为进气管道，42为排气管道，43为进气温度传感器，44为进气压力传感器。
如图1或图2所示，所述空气滤清器40是由空气滤清器箱体1和空气滤清器元件3或4组成的。附图标记6为空气流量传感器，附图标记50为控制单元。空气流量传感器6的输出被输入到控制单元50，该控制单元对吸入空气的流速进行计算。进气温度传感器43和进气压力传感器44的输出被输入到控制单元50。另外发动机转速和曲柄角度被输入控制器，但图中未示出。控制单元50在输入数据的基础上计算合适的EGR气体流速。计算结果作为信号发送到EGR阀驱动设备37，以调整EGR阀36的开度。
按照本发明，即使根据汽车的种类和用途，空气滤清器元件有所不同，其中汽车上安装了配备相同结构空气滤清器的相同类型汽车发动机，通过使用空气流量测量设备(包括空气流量传感器和输入相同标定程序的控制单元)，吸入空气流量的测量值不会发生大范围波动。因此，废气排放可得到控制，同时节约成本且有助于便利各部分的管理。

Claims (2)

1、一种用于清洁进入发动机的空气的空气滤清器，其中，出气管以相同的内径向内延伸进入空气滤清器箱体，从而使气流中的涡流在位于下游区域的空气流量传感器处变弱。
2、根据权利要求1所述的空气滤清器，其中，所述出气管向内延伸进入所述空气滤清器箱体的长度为、对应于插入其中的空气滤清器元件的轴向长度的空气滤清器箱体内部长度的10％-25％。
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