KR20050043749A - 공기흡기매니폴드 및 그 안에 삽입된 공기측정센서를 가진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기흡기매니폴드(1)와 상기 흡기매니폴드내로 반경 방향으로 삽입된 공기측정센서장치(2)를 가지며, 상기 센서장치의 유입구(3)는 상기 흡기매니폴드(1)내의 공기유동방향(6)에 대해 수직으로 배열되며, 여기서 익형 차폐 바디(7)는 상기 유입구(3)의 전방에 배치되어 상기 유입구를 커버하는 한편, 그리고 상기 유입구(3)에 대해 유선형 공기 유동을 보장하며, 이것의 표면 위로 흐르는 공기의 유동 방향을 가로지르는 이것의 본질적으로 곧은 표면은 상기 공기측정센서장치(2)의 삽입 방향에 대해 수직으로 향하는 것을 특징으로 하는 장치에 관한 것이다.

Description

공기흡기매니폴드 및 그 안에 삽입된 공기측정센서를 가진 장치{DEVICE WITH AN AIR INLET MANIFOLD AND AIR MASS SENSOR ARRANGEMENT INSERTED THEREIN}

본 발명은 내연기관의 공기 흡입 매니폴드(manifold) 및 그 안에 삽입된 공기측정센서(sensor)를 가진 장치에 관한 것이다.

내연기관의 경우 공기흡기매니폴드 장치 내로 추가로 다량의 물이 들어가는 경우가 공지되어 있다. 공기흡기장치 내에 설치된 흡기 매니폴드에는 일반적으로 거의 핫-필름-애니모미터를 기본으로 하는 공기측정센서가 설치되어 있다. 이러한 공기측정센서에 있어서 센서 요소와 물이 접촉하는 경우에는 측정신호의 오류가 심하고 심지어는 센서의 고장이 발생하기도 한다.

실제의 공기측정센서는 공기측정센서장치의 공기 유동 채널에 들어 있다. EP 0 908 704 A1은 내연기관의 흡기 매니폴드내에 삽입된 공기측정센서장치의 한가지 예로서 공기 유동 채널은 센서 장치내에서 일반적으로 공기흡기매니폴드의 공기 유동 방향에 대하여 수직이며 이것은 제1단계로 물과 센서 요소의 접촉을 피하기 위한 것이나 그렇게 충분하지 않다. 센서 장치의 공기 유입구는 공기흡기매니폴드의 공기 유동방향에 대하여 그 방향이 수직이며 센서 신호의 질이 떨어지는 유동 변화를 완화하기 위하여 비교적 그의 면적이 크다. 물론 유입구의 면적이 크므로서 보다 많은 물을 흡수하여 이것으로 만곡의 유동 채널 가이드의 효과를 다시 제한한다.

피어불그 (Pierburg AG) 회사의 공기측정센서(측정 공기유동 센서)의 제품 설명서에 열거된 기록에 따라서 내수성 및 입자 내성이 요구되는 바 공기흡기매니폴드와 그 안에 공기측정센서의 유입구 앞에 우산 형체(body)가 설치되어 있는 반경방향에 따라 삽입된 공기측정센서를 가진 장치를 볼 수 있다. 우산 형체는 한쪽에서 물의 입자가 전혀 직접 유입구로 들어갈 수 없도록 유입구를 차단하며 또 한 쪽에서는 공기 유동이 그럼에도 유입구에 이르도록 유선형으로 구성되어 있다. 이 우산 형체는 동시에 그의 표면의 만곡 진행 방향에 대하여 가로질러 일직선으로 구성되고 이러한 일직선 진로의 방향이 공기측정센서장치의 삽입방향과 평행이 되도록 흡기 매니폴드내에 설치되어 있다.

제품설명서의 4페이지에 들어 있는 도표에 대한 설명에 따라서 물의 유량이 2.5 ml/min 에 이르는데 이는 도시된 장치에 의하여 능히 제어된다. 물론 실제에 있어서 다수의 물 입자가 공기측정센서장치의 유입구로 튀어 도달할 수 있으므로 도시된 장치에 의하여 거의 제어할 수 없는 200ml/min 이상의 유량이 자주 발생할 수 도 있다.

도 1 은 발명에 따른 장치의 종단면도.

도 2 는 유동방향에서 본 도 1에 따른 장치의 사시도.

도 3 은 유동방향과 반대방향에서 본 도 1에 따른 장치의 사시도.

본 발명의 과제는 거의 모든 물 입자가 유입구로부터 제거되도록 상기 종류의 장치를 제공하는 데 있다.

본 과제는 청구범위 제1항에 따르는 장치에 의하여 해결된다. 유리한 추가 구조는 종속항들에 제공되어 있다.

청구범위 제1항에 따르면 공기흡기매니폴드와 그의 유입구가 흡기 매니폴드의 공기 유동 방향에 대하여 수직 방향인 그 안에 반경 방향으로 삽입된 공기측정센서를 가진 장치이며 그의 유입구 앞에는 익형 우산 형체가 한쪽에서 유입구를 차단하고 또 다른 쪽에서는 유입구에 대하여 박리 되지 않는 공기 유동을 보장하며, 그의 표면 위를 유동하는 공기의 유동 방향을 가로질러서 진행하는 일반적으로 일직선의 표면이 공기측정센서장치의 삽입 방향에 대하여 수직인 방향을 취하도록 설치되어 있다.

이러한 익형 우산형 보디의 이러한 설치 방향에 의하여 이것은 공지되어 있는 우산 형체에 반하여 비교적 큰 구조로 되고 이에 따라서 이미 유동 저항을 발생하는 그 뒤에 위치한 공기측정센서장치의 유동 영역의 추가 면적이 존재함으로 현저히 보다 큰 유동 저항을 형성함이 없이도 보다 많은 물의 입자를 저지할 수 있다.

이러한 조립 방향에 있어서 특히 유리한 것은 이제 그의 유입측에서 공기측정센서장치에 의하여 요구되는 과압의 기여이며 이것은 추가로 익형 및 이에 따른 우산 형체의 유선형 형태로 인하여 또한 보다 근소한 신호 잡음 준위에 도달되도록 유입구에 대한 유동이 끊어지지 않도록 하는 것이다.

여기에서 익형이라는 표현은 이미 언급한 바와 같이 유선형인 형태를 의미하며, 유동이 와류 형성 하에 박리 없이 우산 형체에 잘 접하도록 하는 상향 모서리를 가지고 있다. 특히 유입 모서리는 공기 유동과 유입 방향이 예각을 형성하도록 모가 따져 있거나 쳄퍼링되어 있다. 우산 형체의 추가 진행방향은 직선이 원칙이나 약간 만곡이 되거나 궁형을 가질 때에도 유리하다.

우산 형체는 유입 모서리 영역에서 비행기 날개와 같이 두꺼울 수도 있으며 보다 유리한 방법에서는 다이캐스팅 부품으로 제조됨으로 일반적으로 두께가 일정할 때에도 제조면에서 유리하다. 특히 유리한 방법으로는 흡기 매니폴드와 일체형으로 하는 것으로 아주 비용 절감에 유리한 제작을 하도록 한다.

우산 형체의 유동 방향에 따른 경계는 본 발명에 따른 장치의 특히 유리한 구조에서는 상부측은 물론 하부측에도 또는 양측에 있을 수 있는 벽을 가추고 있다. 이 벽은 우산 형체의 전 길이 또는 일부분만에 걸쳐 있을 수 있다. 이러한 측 벽은 근소한 유동 저항으로 인하여 흡기 매니폴드의 근소한 압력 손실을 발생하는 보다 좁은 우산 형체를 가지도록 하여 경계 와류를 보다 적게 발생하도록 한다.

이 밖에도 측벽은 물방울이 우산 형체의 경계에서 분리된 유동에 의하여 또는 공기측정센서장치의 유입구에 튀어 나가는 것을 미리 막고 있다.

우산 형체의 유동 파단 모서리는 이것을 가능한 한 완전히 막아야 하므로 흡기 매니폴드의 공기 유동 방향에 대하여 공기측정센서장치의 흡입구 하부에 위치한다. 본 발명의 보다 유리한 구조에서 이것은 이 밖에도 가능한 방법으로 파단 모서리에서 급격히 박리된 물 입자가 유입구에 도달하는 것을 억제하기 위하여 유입구 뒤에 위치한다.

익형의 우산 형체는 그의 4 모서리에 지주가 있어서 그에 의하여 흡기 매니폴드와 유리한 방법으로 일체형으로 연결되어 있다. 동시에 다이캐스팅 주조시에 흡기 매니폴드가 우산 형체와 쉽게 사출될 수 있도록 전후의 지주가 서로 측방향에 따라 편위되어 있다.

공기측정센서장치 근처에 있는 우산 형체의 지주는 공기 유동이 공기측정센서장치 뒤에서 다시 합류되도록 유리한 방법으로 유동 방향에 대하여 경사지게 배열되어 있다.

본 발명의 유리한 구조에서 앞측 지주는 지주에 형성하는 물방울이 이러한 뒤 모서리에서 유동과는 유입구로부터 떨어져서 이동하며 파괴되지 않도록 하고 가급적이면 유동과 더불어 유입구에 이르도록 그의 뒤 모서리에서 공기 유동방향에 대하여 경사져 있다.

공기측정센서장치의 우산 형체에 대한 방향측은 본 발명의 유리한 다른 구조에서 이러한 센서 장치에 도달한 물이 유입구에 이동할 수 없도록 가로질러 진행하는 홈이나 또는 횡 홈 가지고 있다.

본 발명은 다음의 도면에 의한 실시예를 통해서 보다 상세히 설명하며 그 내용은 다음과 같다:

본 발명에 따르는 장치의 도면에 도시되어 있는 실시예는 공기측정센서장치 (2)가 그 안에서 반경 방향에 따라서 삽입되어 있는 흡기 매니폴드(1)를 도시하고 있다. 공기측정센서장치(2)는 그의 중요 부품은 EP 0 908 704 A1 에 공지된 바와 같은 유사한 구조로 되어 있으며 여기에서는 상세하게 기술하지 않겠다. 이것은 유입구(3)과 배출구(4)를 가지고 있다. 유입구(3)와 유출구(4)사이에는 유동 채널(5)이 도1 에서 보는 바와 같이 만곡의 일반적으로 화살표(6)로 표시된 흡기 매니폴드(1)의 공기의 유동 방향에 대하여 수직인 형상을 가지고 있어서 이러한 조치에 의하여 즉시 실제적인 센서 요소(도시되어 있지 않음)로 물 입자의 충돌이 감소된다.

흡기 매니폴드(1)의 공기 유동 방향에 대하여 유입구(3) 앞에는 우산 형체(7)가 설치되어 있다. 이 우산 형체는 유입구(3)에 대한 그의 돌기가 이를 완전히 덮도록 되어 있다. 그것은 이로 인하여 공기의 유동 방향을 따라서 거의 일정한 두께를 가진 만곡의 익형 특성을 가지고 있다. 이러한 우산 형체(7)의 형태로 인하여 흡입 공기와 함께 공급된 물 입자가 이에 의하여 유입구(3)로의 도달이 저지된다. 우산 형체(3)의 익형 및 이에 따른 유선형 형태로 인하여 공기 유동이 우산 형체를 따라서 유입구로 박리됨이 없이 공급되도록 하고 있으며 물 입자는 그의 큰 질량으로 인하여 일직선으로 계속 비산한다.

우산 형체(7)의 유입 모서리(8)는 도시되어 있는 예에서 공기 유동과 예각을 이루도록 경사져 있다. 이로 인하여 공기 유동은 정결하게 접하여 박리되지 않는다. 이에 대한 대안에 있어서 유입 모서리(8)는 둥근 형상으로도 할 수 있다. 동시에 우산 형체(7)가 일정한 두께를 가질 필요는 없으며; 즉 유입모서리(8)의 영역에서 더 두꺼울 수 있으며 따라서 비행기 날개의 단면을 함께 가질 수도 있다. 일반적으로 그것은 유입구(3)에 이르는 공기 유동이 박리되지 않도록 하는데 있다.

이러한 박리되지 않은 유동의 생성은 공기측정센서장치(2)의 우산 형체(7)의 본 발명에 따른 방향에 의하여 더 증가된다. 공기측정센서장치(2)에 의하여 이러한 공기 유입 영역에서 유입 공기가 익형 우산 형체(7)와 더불어 유입 구(3)에 이르는 과압력이 생성된다.

우산 형체(7)는 2개의 앞 지주(9)와 2개의 뒤 지주(10)로 흡기 매니폴드(1)와 특히 일체형으로 연결되어 있다. 앞(9) 및 뒤 지주(10)는 측면에 따라서 서로 편위되어 있어서 다이캐스팅에 의한 제조시에 장치가 용이하게 사출 가능하도록 되어 있다. 뒤의 지주(10)는 공기 유동이 공기측정센서장치(2) 뒤에서 다시 합류하도록 흡기 매니폴드 중간에 대하여 경사지게 배열되어 있다. 앞 지주(9)의 뒤 모서리(11)는 거기에 형성되는 물방울이 유입구(3)로부터 비산되도록 흡기 매니폴드(1)의 공기 유동 방향(6)에 대하여 경사지게 뻗어 있다.

우산 형체(7)의 박리 모서리(12)는 공기측정센서장치(2)의 유입구(3)와 특히, 이 뒤에 위치되어 있어서 이 모서리(12)에서 큰 와류를 형성하는 물 입자가 전혀 유입구(3)에 도달할 수 없다.

본 발명에 따른 장치의 도에 도시되어 있는 유리한 구조는 우산 형체(7)의 경계에서 측벽(13, 14)이 형성되어 있는 데 이것은 이러한 경계에서 공기 유동의 박리 또는 물 입자 비산의 침투를 억제하며 이에 따라서 근소한 유동 저항을 가진 가는 우산 형체(7)를 이루도록 할 수 있다. 측벽은 우산 형체(7)의 상부측에서는 물론이고 상부 측벽(13)은 이의 하부측에서도 하부 측벽(14)으로 되어 있다. 이들은 우산 형체(7)의 전 장에 걸쳐서 상부 측벽(13)과 같이 또한 하부 측벽(14)과 같은 부위에서만이 우산 형체(7)의 경계에 성형될 수 있다.

흡기 매니폴드(1)의 공기 유동에 의하여 유동되는 공기측정센서장치(2)의 측면에는 도시되어 있는 실시예에 하나의 횡방향 그루브(15)가 있다.

대안으로서 횡방향으로 진행하는 바를 설치하는 것도 마찬가지로 가능하다. 공기측정센서장치(2)의 상기한 측면상에서 부딪치는 물 입자들이 유입구(3) 내에로 도달하는 것을 방지한다.

본 발명은 내연기관의 공기 흡입 매니폴드 및 그 안에 삽입된 공기측정센서를 가진 장치에 이용될 수 있다.

Claims (10)

1. 공기흡기매니폴드(1)와 상기 흡기매니폴드내로 반경 방향으로 삽입된 공기측정센서장치(2)를 가지며, 상기 센서장치의 유입구(3)는 상기 흡기매니폴드(1)내의 공기유동방향(6)에 대해 수직으로 배열되며, 여기서 익형 차폐 바디(7)는 상기 유입구(3)의 전방에 배치되어 상기 유입구(3)를 커버하는 한편, 그리고 상기 유입구(3)에 대해 유선형 공기 유동을 보장하며 그리고 이것의 표면 위로 흐르는 공기의 유동 방향을 가로지르는 이것의 본질적으로 곧은 표면은 상기 공기측정센서장치(2)의 삽입 방향에 대해 수직으로 향하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   우산 형체(7)는 그의 표면 위로 유동하는 공기의 유동 방향으로 궁형 특성을 가진 것을 특징으로 하는 장치.
3. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   본질적으로 흡기 매니폴드(1) 내에서 유동하는 공기의 유동 방향(6)에 따라 뻗어 있는 우산 형체(7)의 경계는 측벽(13, 14)을 구비하고 있어서 우산 형체(7)의 상부측 및/또는 하부측은 경계 와류를 피하기 위하여 측면에 따라 경계를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   흡기 매니폴드(1)의 유동 방향(6)에 대하여 유동하는 방향을 취한 우산 형체(7)의 유입 모서리(8)는 공기 유동이 잘 접하도록 면취되거나 모따져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   흡기 매니폴드(1)의 유동 방향(6)에 따라 유동하는 공기의 방향을 취하는 우산 형체(7)의 모서리(12)는 공기측정센서장치(2)의 유입구(3) 하부에 위치하며 공기 유동 방향(6)에 대하여 유입구(3) 뒤에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   우산 형체(7)는 흡기 매니폴드(1)와 일체형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   우산 형체(7)는 그의 4 모서리에 지주(9,10)를 가지고 있으며 앞의 지주(9)와 뒤의 지주(10)는 상호 측면에 따라 이동되어 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   뒤의 지주(10)는 공기 유동이 흡기 매니폴드 중간으로 안내되도록 공기 유동 방향(6)에 대하여 경사져 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   앞의 지주(9)는 그의 뒤 모서리(11)에서 공기 유동 방향(6)에 대하여 흡기매니폴드벽으로 경사져서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 전 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    공기측정센서장치(2)의 공기 유입측에는 횡방향으로 연장되는 바 또는 횡방향 그루브(15)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.