JP2511992B2 - Intake structure of internal combustion engine - Google Patents

Intake structure of internal combustion engine

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JP2511992B2 JP62181019A JP18101987A JP2511992B2 JP 2511992 B2 JP2511992 B2 JP 2511992B2 JP 62181019 A JP62181019 A JP 62181019A JP 18101987 A JP18101987 A JP 18101987A JP 2511992 B2 JP2511992 B2 JP 2511992B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流路中に設けられたエアフローメータの整流
体構造に係り、特に内燃機関の吸入空気流量を高精度に
測定するに好適なエアフローメータの整流体構造に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rectifying body structure of an air flow meter provided in a flow path, and particularly to an air flow suitable for highly accurately measuring an intake air flow rate of an internal combustion engine. The present invention relates to a rectifier structure of a meter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車の内燃機関の吸入空気流量を測定するエアフロ
ーメータとしては、流体の通路断面の一部に小形の発熱
抵抗体を配設して、この発熱抵抗体から周囲を流れる空
気流への熱伝達量を求めて流量を測定する方式のものが
多く用いられている。すなわち通路断面の一部の流速v
を測定して全体の流量Qを間接的に測定する方式であ
る。このため通路内のエアフローメータの上流側に整流
体を設けて、流れの偏りを整流する必要があり、従来は
この整流体としてメツシユやラミナコアを用いていた。
またこの種の整流体構造としては特開昭54-74779号公報
に記載されたように、等分布の通気孔を有する整流体が
公知である。また実開昭54-143917号公報に記載された
ように、自動車用エアクリーナのケース内壁にビスカス
式濾過エレメントを密着させて、ダスト保持性能を向上
させたものも公知である。
As an air flow meter for measuring the intake air flow rate of an internal combustion engine of an automobile, a small heating resistor is installed in a part of the passage section of the fluid, and the amount of heat transfer from this heating resistor to the surrounding air flow. A method of measuring the flow rate in order to obtain is often used. That is, the flow velocity v of a part of the passage cross section
Is a method for indirectly measuring the total flow rate Q by measuring Therefore, it is necessary to provide a rectifier on the upstream side of the air flow meter in the passage to rectify the flow deviation. Conventionally, a mesh or a lamina core has been used as the rectifier.
As a rectifying body structure of this kind, as described in JP-A-54-74779, a rectifying body having ventilation holes of equal distribution is known. Further, as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 54-143917, a viscous filter element is closely attached to the inner wall of the case of an automobile air cleaner to improve the dust retention performance.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記のような構造のエアフローメータの整流体構造に
おいては、第11図及び第12図に示すようにエアフローメ
ータ1が取付けられた通路2の上流側に、角度の大きな
曲りのあるダクト3を連結した場合や、第13図に示すよ
うに通路2とダクト3とが偏芯して連結された場合に、
通路断面における流速分布は大きく変化する。特にエア
フローメータ1の上流にエアクリーナがある場合には、
このエアクリーナエレメントは徐々に汚れが進行して流
速分布が変化してくる。このためエアフローメータの測
定流量に変化が生じ、真の流量値に対する誤差が大きく
なり、自動車の内燃機関に取付けた場合にエンジン制御
は著しい悪影響を受けるという問題があつた。すなわち
整流体が従来のように通気孔が均等に分布された金網の
ようなものである場合には、整流体に厚さがないため上
流側の偏つた流速のベクトルは整流体内で殆んど変わら
ずに下流側に移行する。このように流速分布が偏よる
と、例えば第12図に示すように主流はpからqへと変化
し、エアクリーナエレメントの汚れが進むにつれて流速
分布は第6図(b)に示すように二点鎖線から実線へと
変化する。従つて経時的にエアフローメータの出力が変
化したことになる。
In the air flow meter rectifying body structure having the above-described structure, as shown in FIGS. 11 and 12, the duct 3 having a large angle of bend is connected to the upstream side of the passage 2 in which the air flow meter 1 is attached. When the passage 2 and the duct 3 are eccentrically connected as shown in FIG. 13,
The flow velocity distribution in the passage cross section changes greatly. Especially when there is an air cleaner upstream of the air flow meter 1,
The air cleaner element gradually becomes dirty and the flow velocity distribution changes. For this reason, the measured flow rate of the air flow meter changes, the error with respect to the true flow rate value becomes large, and there is a problem that the engine control is significantly adversely affected when it is attached to an internal combustion engine of an automobile. That is, in the case where the rectifying body is like a wire mesh in which the ventilation holes are evenly distributed as in the conventional case, since the rectifying body has no thickness, the vector of the eccentric flow velocity on the upstream side is almost entirely in the rectifying body. It moves to the downstream side without change. When the flow velocity distribution is biased in this way, the main flow changes from p to q as shown in FIG. 12, and as the air cleaner element becomes more dirty, the flow velocity distribution becomes two points as shown in FIG. 6 (b). It changes from the chain line to the solid line. Therefore, the output of the air flow meter has changed over time.

このような問題を解決し通路断面内における流速分布
を一様にするためには、整流体の長さを通路直径の3倍
乃至10倍にする必要があり、このため通気抵抗も3倍乃
至10倍になつてエンジン馬力の低下が生ずるという欠点
があつた。またこの場合エアフローメータの構造設計の
点からも、エンジンルーム内のレイアウトの点からも、
このような大形の整流体を配置するスペースを確保する
ことが困難であるという問題もあつた。前記2件の公報
によつて開示された提案によつても、この問題は解決さ
れない。
In order to solve such a problem and make the flow velocity distribution uniform in the passage cross section, it is necessary to make the length of the rectifying body 3 to 10 times the diameter of the passage, and therefore the ventilation resistance is also 3 to 10 times. There was a drawback that the engine horsepower was reduced by 10 times. In this case, from the viewpoint of the structural design of the air flow meter and the layout of the engine room,
There is also a problem that it is difficult to secure a space for arranging such a large rectifying body. The problems disclosed in the above two publications do not solve this problem.

本発明の目的は上流側の流体の流れの状態が変化して
も、通路内の流れの速度分布がほとんど変化しないエア
フローメータの整流体構造を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rectifying body structure of an air flow meter in which the velocity distribution of the flow in the passage hardly changes even if the state of the fluid flow on the upstream side changes.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、空気通路と、前記空気通路に配置され、
空気の流量を測定するエアフローメータと、前記空気通
路内で前記エアフローメータの上流側に設けられた整流
体構造とを備えた内燃機関の吸気構造において、前記整
流体構造は、空気の流れが遅い部分の通気抵抗が空気の
流れが早い部分の通気抵抗より小さい値を有する整流体
と、流れる空気に混じる塵を除く2つの濾過層とが一体
になって構成され、下流に存在する前記濾過層の目の粗
さが上流に存在する前記濾過層の目の粗さより密である
ことによって達成される。
The above object is to arrange an air passage and the air passage,
In an intake structure of an internal combustion engine comprising an air flow meter for measuring a flow rate of air, and a rectifying body structure provided on the upstream side of the air flow meter in the air passage, the rectifying body structure has a slow air flow. A rectifying body having a ventilation resistance of a portion smaller than a ventilation resistance of a portion where the air flow is fast, and two filtration layers excluding dust mixed with the flowing air are integrally formed, and the filtration layer existing downstream. Is more dense than that of the filtration layer present upstream.

〔作用〕[Action]

上記構造によれば、通路内断面の流速分布が一様とな
り、濾過層の汚れが通路断面全体についてほぼ一様に進
行し、偏りが少ないため速度分布がほとんど変化せず、
流量測定精度が維持できる。
According to the above structure, the flow velocity distribution in the cross section of the passage is uniform, the dirt in the filtration layer progresses almost uniformly over the entire cross section of the passage, and the deviation in velocity is almost unchanged because the deviation is small.
Flow rate measurement accuracy can be maintained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係るエアフローメータの整流体構造の
実施例を図面を参照して説明する。
Embodiments of a rectifying body structure of an air flow meter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第3図に本発明の第1の実施例を示す。第
1図において、エアフローメータ1は160℃乃至300℃に
加熱された発熱抵抗体(以下HFと称する)4と温度補償
用抵抗体(以下CFと称する)5とがそれぞれ支持ピン6
a,6b及び7a,7bを介して小ベンチユリ8内に配設されて
なつている。この小ベンチユリ8の基部はダクト9の内
壁に固定されていて、小ベンチユリ8とダクト9とは同
芯状に配設されており、前記支持ピン6a,6b,7a,7bの抵
抗体4,5が固定された一端と反対側の一端は、厚膜集積
回路が形成された基板よりなる電子回路10に接続されて
いる。ダクト9の上流には整流体11がスプリング12によ
り固定されており、さらにダクト9の上流側にはエアク
リーナ(図示せず)から導かれたダクト13が、また下流
側にはダクト14が、それぞれ2点鎖線で示すように連結
されている。整流体11の構造はエアフローメータ1の上
流の流速分布に対応して、各開孔部の通気抵抗を実験的
に検討して決められた、第2図(A)乃至(E)に示す
ような孔が形成されてなつている。(A)は平板11aに
同形状の孔11a1を図中左側ほど密に形成したもので、上
流側ダクトに曲りがあつて左側方向から導入された流体
の流れに対応できる例である。(B),(C),(D)
はそれぞれ上流側に曲りのない直管ダクトが連結された
場合であり、(B)は平板11bに同形状の孔11b1を中央
部を粗に外周を密に形成したもの、(c)は平板11cに
中央部には小径の円孔11c1を、外周ほど大きい径の円孔
11c2を等ピツチで形成したもの、(D)は平板11dに厚
さ方向に(E)に示すように中央部は長く、外周ほど短
かい孔11d1を形成した例である。これら(B)乃至
(E)に示す整流体11は中央部の流速が周辺に比べて大
きいため、これを平滑化できるようにした例である。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an air flow meter 1 has a heating resistor (hereinafter referred to as HF) 4 and a temperature compensation resistor (hereinafter referred to as CF) 5 heated to 160 ° C. to 300 ° C.
It is arranged in the small bench lily 8 via a, 6b and 7a, 7b. The base of the small bench lily 8 is fixed to the inner wall of the duct 9, and the small bench lily 8 and the duct 9 are arranged concentrically, and the support pins 6a, 6b, 7a, 7b of the resistors 4, One end on the side opposite to the one end to which 5 is fixed is connected to an electronic circuit 10 made of a substrate on which a thick film integrated circuit is formed. A rectifying body 11 is fixed to the upstream side of the duct 9 by a spring 12, a duct 13 led from an air cleaner (not shown) is further provided upstream of the duct 9, and a duct 14 is provided downstream thereof. They are connected as shown by a two-dot chain line. The structure of the rectifying body 11 corresponds to the flow velocity distribution upstream of the air flow meter 1 and is determined by experimentally examining the ventilation resistance of each aperture, as shown in FIGS. 2 (A) to (E). The holes are formed. (A) is an example in which holes 11a 1 of the same shape are formed in the flat plate 11a so as to be closer to the left side in the figure, and the upstream duct has a bend and can cope with the flow of fluid introduced from the left side. (B), (C), (D)
Is a case where a straight pipe duct with no bend in the upstream side is connected respectively, (B) is that the outer periphery to the densely formed pores 11b 1 of the same shape the central portion to the crude in a plate 11b, (c) is A small diameter circular hole 11c 1 is formed in the center of the flat plate 11c, and a larger diameter circular hole is formed at the outer circumference.
11C 2 is formed with equal pitches, and (D) is an example in which a hole 11d 1 is formed on the flat plate 11d in the thickness direction so that the central portion is longer and the outer circumference is shorter. In the rectifying body 11 shown in these (B) to (E), since the flow velocity in the central portion is higher than that in the peripheral portion, this is an example in which it can be smoothed.

次に本実施例の作用及び効果を説明する。上記の構造
によると、自動車の市街地走行速度15乃至60km/hにおけ
るエアフローメータ1を通過する空気の平均流速範囲、
例えば5乃至20m/sでは、第6図(d)に示すように空
気通路断面において一様の空気流速を得ることができ
る。
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. According to the above structure, the average velocity range of the air passing through the air flow meter 1 at the urban traveling speed of 15 to 60 km / h,
For example, at 5 to 20 m / s, a uniform air flow velocity can be obtained in the cross section of the air passage as shown in FIG. 6 (d).

一方、本実施例による整流体11の通気抵抗は、従来の
同形状の開孔の分布密度が等分布であるメツシユなどに
比較して、第3図(2)に示すようにやや大きくなる。
しかし平板に同形状の開孔を分布密度を一定にして形成
し一様流を得ようとする場合は、整流体の長さが長くな
り第3図(3)に示すように通気抵抗がかなり大きくな
る。従つて本実施例による通気抵抗(2)は(3)に比
較すると1/2以下になり、エンジン馬力を低下させるこ
とはない。またこの整流体は、例えば鋼板のプレス打抜
きまたはプラスチツク射出成形などにより、安価に成形
が可能である。また流速分布はエアフローメータ1の通
路の平均流速5乃至20m/sの範囲において、エアフロー
メータ1の上流側の流速分布が変化しても、通路断面の
ほぼ1/3の範囲内ではほとんど変化しないため、この範
囲内に発熱低抗体4を配設することによつて、エアクリ
ーナやダクトの汚れによる流速分布の変化の影響を軽減
し、エンジンの安定した制御のために、高精度の流量測
定値の出力を制御系に提供することができる。
On the other hand, the air flow resistance of the rectifying body 11 according to the present embodiment is slightly larger as shown in FIG. 3 (2) as compared with the conventional mesh having the same distribution of the distribution density of the openings.
However, when holes of the same shape are formed in a flat plate with a constant distribution density to obtain a uniform flow, the length of the rectifying body becomes long and the ventilation resistance becomes considerably large as shown in Fig. 3 (3). growing. Therefore, the ventilation resistance (2) according to the present embodiment becomes 1/2 or less as compared with (3), and the engine horsepower is not reduced. Further, this rectifying body can be inexpensively formed by, for example, press punching of a steel plate or plastic injection molding. Further, the flow velocity distribution hardly changes within the range of approximately 1/3 of the passage cross section even if the flow velocity distribution on the upstream side of the air flow meter 1 changes in the range of average flow velocity 5 to 20 m / s in the passage of the air flow meter 1. Therefore, by arranging the heat-producing low antibody 4 in this range, the influence of the change in the flow velocity distribution due to the dirt of the air cleaner or the duct is reduced, and for the stable control of the engine, the highly accurate flow rate measurement value is obtained. Can be provided to the control system.

第4図に本発明の第2の実施例を示す。図において第
1図に示す第1の実施例と同一または同等部分には同一
符号を付して示し、説明を省略する。ダクト9の上流に
は整流体と一体化された多層エアクリーナエレメント15
が同芯状に設けられており、その上流には吸込口16が形
成されている。またダクト9の下流にはエンジンの吸気
管(図示せず)へ連結するためのフレキシブルパイプ17
が接続されており、クランプ18で固定されている。前記
多層エアクリーナエレメント15の寿命は粗な層の捕集量
が一定値に達しそれ以上捕集できなくなる状態か、ある
いは密な層が急速に捕集量が増加し、目詰りに至る状態
などで表わされるが、各層が同時にこのような限界値に
至るように使用できるようにすることが望ましい。この
ように設計された多層エアクリーナエレメント15の具体
的な構造を以下に説明する。塵埃を関東ローム粉塵とし
た場合、例えば、初期の通気抵抗P1はP1=20mmAq,寿命
に至つた判断される通気抵抗P2を60mmAq、また、塵埃の
捕集量GはG=160grとするならば多層エレメントの構
成は、前段の粗なエレメント19のガラスまたはプラスチ
ツク等の長繊維の線径は20μm〜40μmとして、密度は
ρ=5kg/m3,層の厚さは20〜50mmとする。中間層20
は前段とほぼ同様の繊維を用いるものとして密度ρ
ρ=10kg/m3,層の厚さは20〜50mmとする。最終段の
密である層21は繊維は前段とほぼ同等のものを用いるも
のとして密度ρはρ=15kg/m3とする。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the figure, the same or equivalent parts as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Upstream of the duct 9, a multilayer air cleaner element 15 integrated with the rectifying body is provided.
Are provided concentrically, and a suction port 16 is formed upstream thereof. A flexible pipe 17 for connecting to an intake pipe (not shown) of the engine is provided downstream of the duct 9.
Are connected and fixed by a clamp 18. The life of the multi-layered air cleaner element 15 depends on the condition that the amount of trapped coarse layer reaches a certain value and cannot be collected any more, or the amount of trapped dense layer increases rapidly, leading to clogging. As indicated, it is desirable to allow each layer to be used to reach such limits at the same time. The specific structure of the multilayer air cleaner element 15 designed in this way will be described below. When the dust is Kanto loam dust, for example, the initial ventilation resistance P 1 is P 1 = 20 mmAq, the ventilation resistance P 2 determined to reach the end of life is 60 mmAq, and the dust collection amount G is G = 160 gr. If so, the structure of the multilayer element is such that the wire diameter of the long fiber such as glass or plastic of the coarse element 19 in the preceding stage is 20 μm to 40 μm, the density is ρ 1 = 5 kg / m 3 , and the layer thickness is 20 to 50 mm. And Middle layer 20
The density ρ 2 is ρ 2 = 10 kg / m 3 , and the layer thickness is 20 to 50 mm, assuming that the same fibers as those in the previous stage are used. For the dense layer 21 in the final stage, the fibers used are almost the same as in the previous stage, and the density ρ 3 is ρ 3 = 15 kg / m 3 .

このように構成した多層エアクリーナエレメントの各
層は寿命になつた時には、前段は塵埃を80gr捕集して通
気抵抗は5mmAq増加する。中段は50gr捕集して通気抵抗
が13mmAq増加する。密な層は30gr捕集して通気抵抗が22
mmAq増加する。
When the layers of the multilayer air cleaner element configured in this way reach the end of their lives, the former stage collects 80 gr of dust and increases the ventilation resistance by 5 mmAq. The middle stage collects 50gr and increases the ventilation resistance by 13mmAq. The dense layer collects 30gr and has a ventilation resistance of 22.
Increase mmAq.

これらのエアクリーナエレメントを目標とする走行距
離5万kmメンテフリ化に対応して最適設計を行うための
最重要フアクタは密度ρである。第8図のようにそれぞ
れのフイルタの捕集効率の最大値が80%以上とした時、
エアフイルタの繊維径は20μm〜40μm、各層の厚さを
20〜50mmとすると密度ρは前段,中段,後段が1:2:3の
配分になれば、第10図に示すグラフの改良形のように寿
命が長くなることが確かめられている。周囲の状況によ
り、エアクリーナをより小さくしなければならない場合
には第4図の例のように前段に第2図(B)の如き孔付
きの不識布22,23を流れに対して孔24を互い違いに数層
垂直配列し、孔24により圧力損失の上昇を抑えること
と、慣性衝突による捕集効果を狙いとして構成すること
ができる。もちろん、エアフイルタエレメントの構成を
変更し油を含浸することによつて、捕集効率を上げ、同
様の寿命を確保することもできる。さらにエアクリーナ
の交換を容易にする方法として第5図に示すようにクラ
ンプ25によりワンタツチで交換できるエアクリーナの形
状にも構成可能である。また、エアフイルタの繊維の材
質は合成繊維,ポリウレタン,ビニール,金属ウールな
どで構成しても良い。
The density ρ is the most important factor for the optimum design of these air cleaner elements in order to meet the target mileage of 50,000 km. As shown in Fig. 8, when the maximum collection efficiency of each filter is 80% or more,
The fiber diameter of the air filter is 20 to 40 μm, and the thickness of each layer
It has been confirmed that if the density ρ is 20 to 50 mm and the front, middle, and rear stages are distributed in a ratio of 1: 2: 3, the life is extended as in the improved form of the graph shown in FIG. If it is necessary to make the air cleaner smaller depending on the surrounding conditions, as shown in the example of FIG. 4, the uninformed cloths 22 and 23 with holes as shown in FIG. Can be arranged in a vertical arrangement in a staggered manner, the increase in pressure loss can be suppressed by the holes 24, and the collection effect due to inertial collision can be achieved. Of course, by changing the configuration of the air filter element and impregnating it with oil, it is possible to improve the collection efficiency and ensure the same life. Further, as a method for facilitating the replacement of the air cleaner, the shape of the air cleaner which can be replaced by one-touch by the clamp 25 as shown in FIG. 5 can be adopted. Further, the material of the fibers of the air filter may be synthetic fibers, polyurethane, vinyl, metal wool or the like.

一方このような多層構造で前段に第2図(B)に示す
ような整流層が一体化されたエアクリーナとエアフロー
メータを組合せ、それぞれ軸芯を一致させることによ
り、エアフローメータの入口部の速度分布はより一層安
定する。経時的に塵埃がエアクリーナエレメントを目詰
りさせたとしても、目詰りはエレメントの全体積がほぼ
一様に進行するため流速分布の変化はほとんどない。従
つて、例えば、エアフローメータの熱線式あるいは熱膜
式流量センサ1が通路の中央部に配置されている場合で
もあるいは通路の側壁の近くにある場合でも、あるいは
バイパス通路内に配置されている場合でも流速分布がほ
とんど変化しないために流量検出精度に影響を与えるこ
とはない。また、エアクリーナエレメントの新旧交換な
どによつても流速分布の変化はほとんどなくなる。従つ
て、流量測定精度を高度に保つことができる。エアフロ
ーメータのハウジングとエアクリーナのハウジングを樹
脂で一体に成形でき安価にできる。
On the other hand, the velocity distribution at the inlet of the air flow meter is obtained by combining an air cleaner and an air flow meter having such a multi-layer structure in which a rectifying layer as shown in FIG. Is even more stable. Even if dust clogs the air cleaner element with time, there is almost no change in the flow velocity distribution due to the fact that the entire volume of the element progresses substantially uniformly. Therefore, for example, when the hot-wire or hot-film type flow sensor 1 of the air flow meter is arranged in the central portion of the passage, near the side wall of the passage, or in the bypass passage. However, since the flow velocity distribution hardly changes, it does not affect the flow rate detection accuracy. In addition, even if the air cleaner element is replaced with a new one, the flow velocity distribution hardly changes. Therefore, the flow rate measurement accuracy can be kept high. The housing of the air flow meter and the housing of the air cleaner can be integrally molded with resin, and the cost can be reduced.

上述した第2の実施例によると、通気抵抗がやや大き
くなるが、濾材による流れの緩衝により整流を助長し流
れを更に一様にすることができる。従つて経時的な変化
も少なくすることができる。特に多点燃料噴射装置を搭
載した自動車の場合のように、吸気ダクトがエンジンの
各気筒間の吸気振動の釣合をとるために0.5m乃至1.0mと
長い場合には、エアフローメータは整流体内蔵のエアク
リーナと同軸一体とすることにより最高設計とすること
ができる。またエアフローメータとエアクリーナの入口
と出口の流路を同軸とすることにより、エアクリーナ上
流が偏流であつても第6図(d)に示すように流速分布
が流路に対して対称となり流れが一様となる。従つてエ
アクリーナエレメントの汚れも通路断面の全体について
ほぼ一様に進行し偏りが少ないため速度分布がほとんど
変化せず、流量測定精度は向上し、従来最大7%以上で
あつたものが5%以下に改善された。
According to the second embodiment described above, the ventilation resistance is slightly increased, but it is possible to promote rectification and further homogenize the flow by buffering the flow by the filter medium. Therefore, the change over time can be reduced. In particular, as in the case of a car equipped with a multipoint fuel injection device, when the intake duct is as long as 0.5 m to 1.0 m in order to balance intake vibration between the cylinders of the engine, the air flow meter uses a rectifier. The highest design can be achieved by making it coaxial with the built-in air cleaner. In addition, by making the air flow meter and the inlet and outlet channels of the air cleaner coaxial, the flow velocity distribution becomes symmetrical with respect to the channels as shown in FIG. 6 (d) even if the air cleaner upstream has a non-uniform flow. It will be like. Therefore, the dirt on the air cleaner element progresses almost uniformly over the entire passage cross section, and there is little deviation, so the velocity distribution hardly changes, and the flow rate measurement accuracy is improved. Was improved.

また本実施例によれば、第4図または第5図に示すよ
うに空気の浄化は流れの軸に沿つて直角方向に設けられ
た濾材によつて、上流層から塵埃の大きい粒子、中間の
大きさの粒子、微小粒子と分離して捕集することができ
るので、小体積で浄化効率を向上させることができる。
例えば関東ロームの塵埃の粒度分布は第7図に示すよう
になつているので、上流層19は15μmから100μmの範
囲の塵埃を捕集し、中間層20は2μmから15μmの範囲
の塵埃を捕集し、下流層21は微細な0.1μmから2μm
の範囲の塵埃を捕集することができる。これらのエアク
リーナエレメントを構成する濾材の各層は、自動車が走
行する地方の気候や風土により異なる塵埃の粒度や形
状、構成物質などに合わせて変えることができ、各層の
寿命をほぼ同等にできるため、全体の寿命を長くしメン
テナンスフリー化への対応が可能になる。また層状濾材
の密度を上流側から粗,中密,密とするだけでなく、各
層の断面積を大,中,小にするこにより、各層間で粒子
径の異なつた塵埃を捕集しやすくなる。また上流層19に
孔付きの不識布22,23を介在させて、高流速時に比較的
大きい粒子の塵埃がその慣性により不識布に突きささる
ようにして塵埃を捕獲することもできる。さらにまた各
層の層状濾材19,20,21の厚さを適切に決めることにより
空気流の整流作用が生じ、下流側の流れは上流側のダス
テングの影響を受けにくくすることができる。ここで従
来の菊花形エアクリーナのエレメント単体の通気抵抗を
例えば第9図a線のように表わすものとすると、ハウジ
ングに組込んだいわゆるエアクリーナとしての通気抵抗
は、ハウジングの一体に形成された吸込ダクト16の通気
抵抗が加わりb線で示すようになる。一方本実施例によ
る軸流形の多層構造のエアクリーナでは、エレメント単
体とエアクリーナとの間の通気抵抗は、吸込口とエアク
リーナ直径との差が比較的小さいためほぼ同様であり、
c線で示すようになる。従来形のエアクリーナの塵埃の
捕集による目詰りは、初期には吸込口に近いところ程付
着密度が高く、目詰りがある段階に達すると徐々に吸込
口から離れた外周方向へと進行し、やがて目詰りが全域
に広まる。この時点で通気抵抗も異常に大きくなり、第
9図d線で示すようになつてエンジン性能に支障にきた
すようになる。従つて経時的な通気抵抗の変化は第10図
に実線で示すように急速であり、エアクリーナとしての
寿命は短命になる。これに対して本実施例のエアクリー
ナによると、捕獲された塵埃はエレメントの全体積にほ
ぼ均等に分布し、経時的には第10図に1点鎖線で示すよ
うに通気抵抗は徐々に増大する傾向を示す。従つてエレ
メントの寿命は長くなる。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the air is purified by a filter medium provided at right angles along the axis of the flow, from the upstream layer to the particles with large dust and the intermediate particles. Since it is possible to separate and collect particles and fine particles having a size, it is possible to improve purification efficiency with a small volume.
For example, since the particle size distribution of dust in the Kanto loam is as shown in FIG. 7, the upstream layer 19 collects dust in the range of 15 μm to 100 μm, and the intermediate layer 20 captures dust in the range of 2 μm to 15 μm. Collected, the downstream layer 21 is fine 0.1 μm to 2 μm
It is possible to collect dust in the range of. Each layer of the filter medium that constitutes these air cleaner elements can be changed according to the particle size and shape of the dust, constituent materials, etc., which differ depending on the climate and climate of the region in which the vehicle runs, and the life of each layer can be made almost equal. It makes it possible to extend the overall life and support maintenance-free operation. In addition to making the density of the layered filter medium coarse, medium, and dense from the upstream side, the cross-sectional area of each layer is made large, medium, and small so that dust with different particle diameters between layers can be easily collected. Become. In addition, it is also possible to capture the dust by inserting the unsightly cloths 22 and 23 having holes in the upstream layer 19 so that the dust of relatively large particles is stuck to the unsightly cloth due to its inertia at a high flow velocity. Furthermore, by appropriately determining the thickness of the layered filter media 19, 20, 21 of each layer, the air flow is rectified, and the downstream flow can be made less susceptible to the upstream dusting. Here, assuming that the ventilation resistance of a single element of a conventional chrysanthemum-shaped air cleaner is expressed as shown in, for example, the line a in FIG. With the addition of 16 ventilation resistances, it becomes as shown by line b. On the other hand, in the axial flow type multi-layered air cleaner according to the present embodiment, the ventilation resistance between the single element and the air cleaner is almost the same because the difference between the suction port and the air cleaner diameter is relatively small.
It becomes as shown by the c line. The clogging caused by the dust collection of the conventional air cleaner has a high adhesion density in the vicinity of the suction port in the initial stage, and when the clogging reaches a stage, the clogging gradually progresses toward the outer periphery away from the suction port. Eventually the clogging spreads throughout the area. At this point, the ventilation resistance also becomes abnormally large, and as shown by the line d in FIG. 9, the engine performance is impaired. Therefore, the change in ventilation resistance over time is rapid as shown by the solid line in Fig. 10, and the life of the air cleaner becomes short. On the other hand, according to the air cleaner of the present embodiment, the captured dust is distributed almost evenly over the entire volume of the element, and the ventilation resistance gradually increases with time as shown by the alternate long and short dash line in FIG. Show a trend. Therefore, the life of the element is extended.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述したように本発明によれば、流体の通路内のエア
フローメータの上流側に設けられた整流体に、該整流体
近傍の上流側の前記通路断面の各部における前記流体の
流速にほぼ比例した通気抵抗をそれぞれ整合する位置に
設けたので、上流の偏流を整流してエアフローメータの
流量センサ配置部の流速分布を一様にすることができ、
上流側の例えばエアクリーナエレメントの汚れによる流
速分布の変化の影響が流量センサ部に波及しないように
することができ、エアフローメータの流量測定精度を向
上させることができる。
As described above, according to the present invention, the rectifier provided upstream of the air flow meter in the fluid passage is approximately proportional to the flow velocity of the fluid in each part of the passage cross section on the upstream side near the rectifier. Since the ventilation resistances are provided at positions that match each other, it is possible to rectify the upstream non-uniform flow and make the flow velocity distribution in the flow sensor arrangement portion of the air flow meter uniform.
It is possible to prevent the influence of the change in the flow velocity distribution due to dirt on the upstream side, for example, the air cleaner element, from affecting the flow rate sensor portion, and to improve the flow rate measurement accuracy of the air flow meter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る整流体が組込まれたエアフローメ
ータを示す縦断面図、第2図は第1図の整流体の示す平
面図、第3図は整流体の通気抵抗を比較して示すグラ
フ、第4図及び第5図は本発明の他の実施例を示す縦断
面図、第6図はエアフローメータの入口部の流速分布を
示す説明図、第7図は関東ロームの塵埃の粒度分布と軸
流形エアクリーナの各層との組合せを示すグラフ、第8
図は多層濾材の捕集効率を示すグラフ、第9図は空気流
量とエアクリーナの圧力損失との関係を示すグラフ、第
10図は自動車の走行距離とエアクリーナの圧力損失との
関係を示すグラフ、第11図及び第13図はそれぞれ従来の
エアクリーナとエアフローメータとを組合せた組立構造
図、第12図は第11図のエアクリーナの塵埃による目詰り
の進行状況を示す断面図である。 1……エアフローメータ、9……ダクト(通路)、11…
…整流体、19,20,21……濾材、22,23……不識布。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an air flow meter in which a rectifying body according to the present invention is incorporated, FIG. 2 is a plan view showing the rectifying body of FIG. 1, and FIG. 3 is a comparison of ventilation resistance of the rectifying body. The graphs shown in FIGS. 4 and 5 are longitudinal sectional views showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory view showing the flow velocity distribution at the inlet portion of the air flow meter, and FIG. 7 is a graph showing dust of Kanto loam. Graph showing the combination of particle size distribution and each layer of the axial flow type air cleaner, No. 8
FIG. 9 is a graph showing the collection efficiency of the multilayer filter medium, FIG. 9 is a graph showing the relationship between the air flow rate and the pressure loss of the air cleaner, and FIG.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the distance traveled by the automobile and the pressure loss of the air cleaner, FIGS. 11 and 13 are assembly structure diagrams each combining a conventional air cleaner and an air flow meter, and FIG. 12 is a diagram of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the progress of clogging by dust in the air cleaner. 1 ... Air flow meter, 9 ... Duct (passage), 11 ...
… Rectifier, 19,20,21 …… Filter material, 22,23 …… Insane cloth.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 定寧 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社日立製作所佐和工場内 (72)発明者 大竹 信義 茨城県結城市作の谷415番地 日本無機 株式会社結城工場内 (72)発明者 渡辺 正昭 茨城県結城市作の谷415番地 日本無機 株式会社結城工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sadane Ueno 2520 Takaba, Katsuta City, Ibaraki Pref., Sawa Plant, Hitachi, Ltd. (72) Nobuyoshi Otake 415 Sakuya, Yuuki, Ibaraki Inside the Yuki Factory (72) Inventor Masaaki Watanabe 415 Sakunotani, Yuki City, Ibaraki Japan Inorganic Yuki Factory

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】空気通路と、 前記空気通路に配置され、空気の流量を測定するエアフ
ローメータと、 前記空気通路内で前記エアフローメータの上流側に設け
られた整流体構造とを備えた内燃機関の吸気構造におい
て、 前記整流体構造は、空気の流れが遅い部分の通気抵抗が
空気の流れが早い部分の通気抵抗より小さい値を有する
整流体と、流れる空気に混じる塵を除く2つの濾過層と
が一体になって構成され、下流に存在する前記濾過層の
目の粗さが上流に存在する前記濾過層の目の粗さより密
であることを特徴とする内燃機関の吸気構造。」
1. An internal combustion engine comprising an air passage, an air flow meter disposed in the air passage for measuring a flow rate of air, and a rectifying body structure provided upstream of the air flow meter in the air passage. In the intake structure, the rectifying body structure includes a rectifying body having a ventilation resistance at a portion where the air flow is slower than a ventilation resistance at a portion where the air flow is fast, and two filtration layers excluding dust mixed in the flowing air. The intake structure of an internal-combustion engine, characterized in that the mesh size of the filter layer located downstream is higher than the mesh size of the filter layer located upstream. "
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、 前記整流体と一体化された複数の前記濾過層は、開口密
度の異なる不織布により形成されたことを特徴とする内
燃機関の吸気構造。
2. The intake structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of filtration layers integrated with the rectifying body are formed of nonwoven fabrics having different opening densities.
【請求項3】特許請求の範囲第1項において、 前記整流体と一体化された複数の前記濾過層は、ガラス
マットと不識布マットの組み合わせで形成されたことを
特徴とする内燃機関の吸気構造。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of filtration layers integrated with the rectifying body are formed of a combination of a glass mat and an unknowing cloth mat. Intake structure.
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