SE1251367A1 - Luftmassemätarrör - Google Patents

Abstract

Sammandrag Uppfinningen avser ett luftmassemdtarror (116) for en forbranningsmotor, innefattande en inloppsoppning (124) for tuft, en utloppsoppning (126) for luft och en i roret (116) mellan inlopps- och utloppsoppningen (124; 126) anordnad luftmassesensor (118). Ett for luften forsta genomstrOmningsparti (128) är anordnat uppstrOms luftmassesensorn (118), aft luftmassesensorn (118) är anordnad i ett for luften andra genomstromningsparti (130), och att det forsta och andra genomstromningspartiet (128; 130) är vinkelfOrskjutna i fOrhallande till varandra. Uppfinningen avser ocksd en forbranningsmotor, som innefattar ett sadant luftmassematarror (116).

Description

1 Luftmassematarror UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KAND TEKNIK Uppfinningen avser ett luftmassemdtarror och en forbranningsmotor, som innefattar ett sadant luftmassematarrOr enligt ingressema till de oberoende patentkraven.

Luftflodessensorer anvands for att faststalla luftintagsflodet till en forbranningsmotor, exempelvis en motor i ett fordon eller utnyttjad for industriellt eller marint bruk. Det är mycket viktigt att kanna till det aktuella massflodesvdrdet for en luftintagskanal till forbranningsmotorn, eftersom detta varde am/ands i olika berdkningar och modelleringar, vilka utfors av en eller flera elektroniska styrenheter i fordonet. Den elektroniska styrenheten ger signaler till fOrbranningsmotorn, sa att denna drivs optimalt med avseende pa prestanda och avgivna emissioner. Luftflodessensom kan emellertid generera massflodesvarden, som maste justeras pa grund av sensorberoende karakteristika eller unika forutsattningar for aktuellt bruk.

Vid installation av en luftflodesmdtare i ett forbranningsmotorsystem är det saledes viktigt att en kalibrering av luftflodessensom utfors vid installationen, sa att korrekta matvarden av luftmasseflodetlevereras till styrenheten.

Idag filldmpas ocksa en anpassningsprocess for luftflodessensorer vilken sker under fard, i exempelvis tunga fordon sasom lastbilar och bussar. Vid industriellt eller marint bruk av mo- tom är omstdndighetema vanligtvis an mer specifika vilket kan medfora att varje motor erfordrar individuell anpassning vid kalibreringen. Massflodesvardena som genereras av en sadan luftflodessensor anpassas utifran en korrektionsfaktor. Denna anpassningsprocedur kan utforas mer eller mindre frekvent under motoms drift.

Olika typer av installationer staller olika krav pa luftflodesmdtaren med avseende pa kapacitet, ljuddampning och tillgängligt utrymme. Mimed har det utvecklats olika typer av komponenter och koncept for att montera luftflodesmdtare vid forbranningsmotorer. 2 US 4624134 avser en luftflodesmdtare for en forbranningsmotor i ett fordon. En luftflodessensor är placerad i en bypass-kanal i ett krokt rEir, som är anslutet mellan eft luftintag och forbranningsmotorn. Konstruktionen medfor en okad matnoggrannhet av luftmasseflodet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kanda losningar finns ett behov att vidareutveckla ett luftmassemdtarror for enkel och snabb installation i olika forbdnningsmotorsystem utan behov av kalibrering av en i luftmas- semdtarrOret anordnad luftmassesensor. Det finns ocksa ett behov av att tillhandahalla ett luftmassemdtarror, som kan installeras i tranga utrymmen och som darmed kraver liten plats och som samtidigt är enkelt och gar snabbt att installera utan behov av kalibrering av luftmassesensorn.

Syftet med foreliggande uppfinning är saledes att tillhandahalla ett luftmassemdtarror, som är enkelt och som gar snabbt att installera.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahalla ett luftmassemdtarror i vilket en luftmassesensor inte behover kalibreras vid installation.

Annu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahalla ett luftmassemdtarror, som kan installeras i tranga utrymmen och som armed kraver liten plats och i vilket luftmassesensorn inte behover kalibreras vid install ationen.

Annu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahalla ett luftmassemdtarror med sma dimen25 sioner med vilket en noggrann matning av luftmasseflodet genom roret kan utforas.

Dessa syften uppnas med ett luftmassemdtarror av det inledningsvis namnda slaget, vilket Unnetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 1.

Med ett sadant luftmassemdtarror gar det att utfora en noggrann matning av luftmasseflodet till forbrdnningsmotorn utan att en speciell kalibreringsprocess maste genomfbras vid installationen av luftmassemdtarroret i forbanningsmotorns inloppssystem. Eftersom som kalibreingsprocessen inte behover genomforas blir installationen enkel att utfora och kan utforas pa kort tid. Genom aft utforma luftmassemdtarroret med ett for luften forsta genomstromnings- 3 parti uppstroms luftmassesensom och att anordna luftmassesensom i ett for luften andra genomstromningsparti samt att anordna det forsta och andra genomstrOmningspartiet vinkelforskjutna i forhallande till varandra kan luftmassematarroret utformas med sma dimensioner. Luftmassematarroret kraver damned liten plats och kan installeras i tranga utrymmen Ovan angivna syften uppnas aven med en forbranningsmotor av det inledningsvis namnda slaget, vilket kannetecknas av de sardrag som anges i patentkravet 11.

Ytterligare egenskaper och ffirdelar med uppfinningen framgar av efterffiljande beskrivnings- exempel.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det foljande beskrivs, sasom ett exempel, foredragna utforingsformer av uppfinningen med hanvisning till bifogade ritningar, pa vilka: Fig. 1 visar i en schematisk sidovy ett fordon med ett luftmassematarror enligt foreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en schematisk vy i perspektiv av den geometriska utformningen av luftkanalen i luftmassematarroret enligt foreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en tvarnittsvy av en forsta utforingsform av ett luftmassematarror enligt foreliggande uppfinning, Fig. 4 visar en tvarnittsvy av den ffirsta utffiringsformen av luftmassematarrOret enligt ffireliggande uppfinning, forskjutet 90° i forhallande till tvarsnittsvyn i fig. 3, Fig. 5 visar en vy i perspektiv av den forsta utforingsformen av luftmassematarroret enligt foreliggande uppfinning, Fig. 6 visar en vy i perspektiv av en andra utforingsform av ett luftmassematarror enligt foreliggande uppfinning, Fig. 7 visar en tvarnittsvy av den andra utforingsformen av luftmassematarroret enligt forelig- gande uppfinning, och Fig. 8 visar en tvarnittsvy av den andra utforingsformen av luftmassematarroret enligt foreliggande uppfinning, forskjutet 900 i forhallande till tvarsnittsvyn i fig. 7 och utmed linjen IIX-IIX i fig. 7. 4 DETALJERAD BESKRIVNING AV FOREDRAGNA UTFORINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett fordon 100 i en schematisk sidovy, vilket fordon 100 är forsett med en for-5 branningsmotor 102 for drivning av fordonet. Hadar innefattar fordonet en konventionell drivlina som bland annat innefattar fordonets 100 drivhjul 104, en vaxellada 106 och en kardanaxel 108. FOrbrdnningsmotorn 102 är fcirsedd med ett inloppssystem 110, som innefattar ett luftfilter 112, ett turboaggregat 114, och ett luftmassemdtarror 116. I forbrdnningsmotorns 102 inloppssystem 110 är luftfiltret 112 anordnat uppstrOms luftmassematarroret 116 och tur10 boaggregatet 114 är anordnad nedstroms luftmassematarraret 116. Luftmassematarroret 116 innefattar en luftmassesensor 118, som är kopplad till en styrenhet 120. Styrenheten 120 är ocksa kopplad till forbranningsmotorn 102 for att styra olika parametrar, sasom bransletillforsel till forbrdnningsmotorn 102.

Fig. 2 visar en schematisk vy i perspektiv av den geometriska utformningen av en luftkanal 122 i luftmassemdtarroret 116. LuftmassematarrOret 116 innefattar en inloppsoppning 124 for tuft, en utloppsoppning 126 for tuft och en i roret 116 mellan inlopps- och utloppsoppningen 124, 126 anordnad luftmassesensor 118. Inlopps- och utloppsoppningen 124, 126 uppvisar en vdsentligen cirkuldr tvarsnittsform, som enkelt kan anslutas till forbranningsmotorns 102 in- loppssystem 110. Inlopps- och utloppsoppningen 124, 126 kan dock uppvisa andra tvarsnitts- former i syfte att anpassas till formen hos forbrdnningsmotorns 102 inloppssystem 110.

Ett for luften fOrsta genomstromningsparti 128 är anordnat uppstroms luftmassesensorn 118. Luftmassesensorn 118 är anordnad i ett for luften andra genomstromningsparti 130. Det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 utgor en fortrangning av roret 116. Det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 kan uppvisa en vdsentligen rektanguldr tvarsnittsform, men andra tvarsnittsformer är ocksa. mojliga. Det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 har till uppgift att styra luftflodet i luftmassemdtarrorets 116 luftkanal 122 till det omrade dar luftmassesensorn 118 är beldgen, sâ att luften passerar luftmassesensorn 118 med ett vdsentligen lamindrt luftflode och med ett lufttryck som vdsentligen Overensstammer med atmosfarstrycket.

Ett luftstyrningselement 132 for lamindrt flode är anordnat uppstroms det forsta genomstromningspartiet 128, vilket luftstyrningselement 132 foretradesvis är bikakeformat. Andra former hos luftstyrningselement 132 är ocksd mojliga, sasom en rasterform. Luftflodet som passerat luftstyrningselementet 132 kommer att vara laminart och sammanforas till ett spaltformat, lamindrt flode genom det forsta genomstromningspartiet 128. Det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 är vinkelforskjutna i forhdllande till varandra och foretradesvis med en vinkelforskjutning som vasentligen är 90°. Darmed kommer luftflodet som passerat det forsta genomstromningspartiet 128 att expanderas i en riktning for att samtidigt tryckas ihop i en rikting, som är vinkelforskjuten 90° mot den forstnamnda riktingen. Ndr sdledes luften passerar den i det andra genomstromningspartiet 130 anordnade luftmassesensorn 118 är luftflodet vasentligen laminart och lufttrycket overensstammer vasentligen med atmosfars- trycket. Luften har ocksd medelst det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 styrts till det omrade ddr luftmassesensorn 118 är beldgen. De anvanda definitionerna uppstroms och nedstroms relateras till luftflodets riktning i luftmassemdtarrorets 116 luftkanal 122 och i forbranningsmotorns 102 inloppssystem 110.

Fig. 3 visar en tvarnittsvy av en forsta utforingsform av ett luftmassemdtarror 116. Enligt den forsta utforingsformen har inlopps- och utloppsoppningen 124, 126 en vasentligen sammanfallande centrumaxel 134. Inlopps- och utloppsoppningen 124, 126 uppvisar en vasentligen cirkuldr tvarsnittsform, som enkelt kan anslutas till forbranningsmotorns 102 inloppssystem 110 medelst cirkuldra anslutningsomrdden hos luftmassemdtarroret 116. Av tvarsnittsvyn framgar att det forsta genomstromningspartiet 128 utgor en fortrdngning av roret 116. Efter- som det forsta och andra genomstromningspartiet 128, 130 är vinkelforskjutna i forhallande till varandra och foretradesvis med en vinkelforskjutning som vdsentligen är 90° framgar det inte av fig. 3 att det andra genomstromningspartiet utgOr en fortrangning. Det framgar dock att luftkanalen 122 expanderas i en riktning mot det andra genomstromningspartiet 130. Av figuren framgar ocksd att luftmassesensorn 118 är anordnad i det andra genomstromningspar- tiet 130.

Fig. 4 visar en tvarnittsvy av den forsta utforingsformen av luftmassemdtarroret 116, vinkelforskjutet 90° i forhallande till tvdrsnittsvyn i fig. 3. Av denna vy framgar hur luftkanalen 122 konvergerar i en riktning mot det andra genomstromningspartiet 130. Darmed kommer luftflodet som passerat det forsta genomstromningspartiet 128 att expanderas i en riktning vinkelraft mot rorets 116 centrumaxel 134 for att samtidigt tryckas ihop i en annan rikting vinkelratt mot rarets centrumaxel 134, vilka riktningar är vinkelforskjutna 90° i forhallande till varandra. 6 Fig. 5 visar en vy i perspektiv av den fOrsta utforingsformen av luftmassemdtarrOret 116. Luftstyrningselementet 132 är anordnat i inloppsoppningen 124. Luftmassemdtarraret 116 har ytterkonturer, som bildar de forsta och andra genomstromningspartierna 128, 130. Luftmasse- sensorn 118 är monterad i en sidooppning 136 i luftmassemdtarroret 116 vid det andra genomstromningspartiet 130 och uppvisar pa luftmassemdtarrorets 116 utsida ett kontaktdon 138 for anslutning till styrenheten 120.

Fig. 6 visar en vy i perspektiv av en andra utforingsform av ett luftmassemdtarror 216. Enligt den andra utforingsformen har inlopps- och utloppsoppningen 224, 226 vasentligen ortogonalt riktade centrumaxlar 234, vilket medfor att luftmassemdtarroret 216 kan anpassas till en installation som kraver ett krokt inloppssystem till forbranningsmotorn 102. Luftstyrningselementet 232 är anordnat i inloppsoppningen 224. Luftmassemdtarroret 216 har ytterkonturer som formar de forsta och andra genomstromningspartierna 228, 230. Luftmassesensorn 218 är monterad i en sidooppning 236 i luftmassemdtarroret 216 vid det andra genomstromningspartiet 230 och uppvisar pa luftmassemdtarrorets 216 utsida ett kontaktdon 238 for anslutning till styrenheten 120. Som framgar av fig. 6 har inlopps- och utloppsoppningen 224, 226 vasentligen ortogonalt riktade centrumaxlar 234. Andra riktningar hos inlopps- och utloppsoppningens 224, 226 centrumaxlar 234 är ocksâ mojliga, ddr riktningarna inlopps- och utloppsopp- ningens 224, 226 centrumaxlar 234 skiljer sig frau varandra.

Fig. 7 visar en tvdrnittsvy av den andra utforingsformen av luftmassematarroret 216. Det framgar att inlopps- och utloppsOppningen 224, 226 har vdsentligen ortogonalt riktade centrumaxlar 234. Inlopps- och utloppsoppningen 224, 226 uppvisar en vasentligen cirkuldr tvdr- snittsform, som enkelt kan anslutas till forbranningsmotorns 102 inloppssystem 110 medelst cirkuldra anslutningsomraden hos luftmassemdtarraret 216. Av tvdrsnittsvyn framgar att det andra genomstromningspartiet 130 utgor en fortrdngning av roret 216. Eftersom det forsta och andra genomstromningspartiet 228, 230 är vinkelforskjutna i forhallande till varandra och foretradesvis med en vinkelforskjutning som vasentligen är 90° framgar det inte av fig. 7 att det forsta genomstromningspartiet 228 utgOr en fortrangning. Av figuren framgar att luftmassesensorn 218 är anordnad i det andra genomstromningspartiet 230.

Fig. 8 visar en tvdrnittsvy av den andra utforingsformen av luftmassemdtarroret 216, vinkelforskjutet 90° i forhallande till tvdrsnittsvyn i fig. 7 och utmed linjen IIX-IIX i fig. 7. Vid det 7 krokta partiet av luftmassematarroret 216 finns en fortrangning av luftkanalen, vilken fortriingning utgor det forsta genomstromningspartiet 228. Av denna vy framgar hur luftkanalen 222 expanderar i en riktning mot det andra genomstromningspartiet 230. Darmed kommer luftfiodet som passerat det forsta genomstromningspartiet 228 att expanderas i en riktning vinkelratt mot rorets 216 centrumaxel 234 for att samtidigt tryckas ihop i en annan rikting vinkelratt mot rorets 216 centrumaxel 236, vilka riktningar är vinkelforskjutna 900 i forhallande till varandra. Det framgar av fig. 8 att luftkanalen 222 expanderas i en riktning mot det andra genomstromningspartiet 230.

Angivna komponenter och sardrag som anges ovan kan inom ramen for uppfinningen kombineras mellan olika angivna utforingsformer.

Beskrivningen ovan har atminstone till viss del avsett en installation i ett fordon. Forbranningsmotorn och dess komponenter kan pa analogt med fordel utnyttjas i andra applikationer, exempelvis for industriellt eller marint bruk. 8

Claims (11)

Patentkrav

1. Luftmassemdtarror for en forbranningsmotor (2), innefattande en inloppsoppning (124; 224) for luft, en utloppsoppning (126; 226) for luft och en i roret (116; 216) mellan inlopps- och utloppsoppningen (124; 224, 126; 226) anordnad luftmassesensor (118; 218), kannetecknat av att ett fcir luften forsta genomstromningsparti (128; 228) är anordnat uppstroms luftmassesensorn (118; 218), att luftmassesensorn (118; 218) är anordnad i ett for luften andra genomstromningsparti (130; 230), och att det forsta och andra genomstrOmningspartiet (128; 228, 130; 230) är vinkelforskjutna i forhallande till varandra.

2. Ror enligt krav 1, kannetecknat av att det forsta och andra genomstromningspartiet (128; 228; 130; 230) utgor en fortrangning av roret (116; 216) .

3. Ror enligt nagot av kraven 1 eller 2, kannetecknat av att det forsta och andra genom- strOmningspartiet (128; 228, 130; 230) har en rektanguldr tvarsnittsform.

4. Ror enligt nagot av foregdende krav, kannetecknat av att inlopps- och utloppsoppningen (124; 224, 126; 226) uppvisar en cirkuldr tvarsnittsform.

5. Ror enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att vinkelforskjutningen mellan det forsta och andra genomstromningspartiet (128; 228, 130; 230) är 90°.

6. Ror enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att ett luftstyrningselement (132; 232) for lamindrt flode är anordnat uppstroms det forsta genomstromningspartiet (128; 228).

7. Ror enligt krav 6, kannetecknat av att luftstyrningselementet (132; 232) är bikakeformat.

8. Ror enligt nagot av foregaende krav, kannetecknat av att inlopps- och utloppsoppningen (124; 126) har en sammanfallande centrumaxel (134).

9. Rol- enligt nagot av kraven 1 - 7, kannetecknat av att inlopps- och utloppsoppningen (124; 226) har centrumaxlar (234) vars riktningar skiljer sig frail varandra. 9

10. Ror enligt krav 9, kannetecknat av aft inlopps- och utloppsoppningen (124; 226) har ortogonalt riktade centrumaxlar (234).

11. Forbranningsmotor (1), kannetecknad av aft den innefattar ett luftmassematarror (116; 216) enligt krav 1. Z 'Old 9Z 9L4 do Atalltall .. f . - Ali „ III I . .k..., ..ff, J.,,■.,f,. .I.„I , 11111741111 nag= nallgraitIMIIMIMMIMMINIMMIS ”11-4. 4-I 4 SIMMUMMINUEMIEUM ilinnall11111011111111111111111110111111111111110111.1111 111111111111111111HIMOMIlharThAfillumi tilliffiiiiMitatIllifilitaS*110111Mtata IMEEMUMUMMM=EN M .,. I. f1"" 3,• III I . ,. ii n IN II .1 Maa Li+ 4-4--- +4 . 4-4- 4 .... t r4-3-.4.44 --41--t.-H--,.44.+-4.-+.t...t.t.t.t. ÷-i--7--,,,-+-4-f-f-I-t-t-÷- t -- t-t t- .t.t t1I-3-- t- ttt+M ism mausumungr ISIVENNUMIIIIMINIMIEM` IlliniThiniellillinit,. IIMEIMIIIMIIIMMUIEW VIIIIIIIMMENIIIIIIIV 111111111111011111110111NW' '111111111111111111111lir '911111111111W C V-- WessindifsOsaggsmg .••••4';,,..•••••••••,, \A 9Z 1. -., 9 116 1 jwomossy25....wor"vov.a"''. g909$460c6, 124 w.f.$66044.61.614.44.4666666:456, 132 SOYAMWBAssxso. ■••••KOM ...tale.op6=0:065666667C4b.444.59,:—.... .40000913, .4566......ftamesmizaseate? awamaamomapoaft*.maggetka ,,,,.641•1•41.4.94.14i0/0 ++. 134 1 28