TW200535331A - Air cleaner - Google Patents

Description

200535331 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於汽車引擎之一空氣濾清器，特別係有關於 在該引擎之進氣流量被測定於該空氣濾清器下游之一區段 中之狀況時的一空氣濾清器殼體之結構。 【先前技術】 在一汽車引擎中，針對與該進氣流量一致之EGR(廢氣再 循環系統）氣體流量之控制已變為必要的，以便可符合即將 _ 來之廢氣官制。為應付此，已提供一置於該空氣濾清器 下游處以測量該進氣流量之空氣流量感測器。 當該空氣濾清器殼體及導管之形狀被改變時，在該進氣 流篁上的擾動及漂移亦隨之改變，且干擾發生在該流量减 測益之輸出期間，此會導致無法精確地測量該進氣量。 存在一種該空氣濾清器元件依據該引擎之用途而不同之 情況。一單一型元件被用於一貨運卡車及巴士之空氣濾清 器，而一雙重型元件則被用於一在多塵土地區運轉許多小 籲日夺之傾卸車的空氣濾清器。在許多這些情況中均使用相同、 型式之空氣濾清器殼體及進氣流量測定裝置。圖4及圖5分 別顯示當-單-型元件及一雙重型元件被使用於—具有才刀目 同設計之空氣濾清器殼體中。 ' 在圖4及圖5中，參考號碼1係-空氣渡清器殼體，而2,係 從彡亥空氣〉慮〉月益5又體向外延伸之一 Φ Γ7道_总斗、# T 出口導官。該導管2,被連 接至未示於圖中之-引擎的進氣管上。參考號碼3係— 一塑元件，4(4a及4b)係—雙重型元件，及5係一殼體蓋，其 100337.doc 200535331 將被連接至該空氣濾清器殼體1。該等空氣遽清器元件3及4 被成形為圓筒狀且藉該殼體蓋5而被固定於該空氣濾清器 殼體1中。 一空氣流量感測器6被置於該空氣濾清器殼體下游處之 該導管2,中，亦即在一更接近該進氣管（未示於圖）之位置 處。空氣經由一進口導管7而被吸入位於該空氣滤清器殼體 1中之該前淨室8内，穿過該元件3或4而流入位於該空氣濾 清器殼體1中之該後淨室9内，及經由該出口導管2’而流向該 •進氣管。 在此情況中，具有相同設計之該空氣濾清器殼體1被用於 該單一型元件3及用於該雙重型元件4;當該單一型元件3 被使用如圖4所示之狀態時，一徑向階G!形成於該出口導管 . 21之内表面及該元件3之内表面間；及當該雙重型元件4被使 用如圖5所示之狀態時，一徑向階G2亦形成於該出口導管2, 之内表面及該元件3之内表面間。當在該出口導管2,之内表 φ 面及該等元件之内表面間存在一徑向階時，在氣流上之擾 動將會產生在該徑向階處。 遠擾動傳向下游且將不會消失而一直到其到達離該徑向 階相當遠處。 然而，由於受限之引擎安裝空間，故想在一汽車引擎中 使》亥出口導官2’之進口及該空氣流量感測器6之中心以間之 距離A維持足夠長以供該擾動消失是不可能的，且不可避免 地需將該空氣流量感測器6置於該擾動會影響到所有測量 之一區段處。 100337.doc 200535331 在JP9-269251A中已揭示一用於減小一空氣流量感測器 輸出期間之干擾的空氣流量測定裝置，其中除了一主要空 氣流道之外，另構成一較不受在該進氣流動上之干擾及漂 移所影響之輔助空氣流道，而該空氣流量感測器被置於該 辅助空氣流道中。 然而，流動阻力不可避免地因為具有該輔助空氣流道之 流量測定裝置而增加。 有關流量測定之準確度方面，有可能基於經測定及事先 所獲之真實流量率間的實驗關係而修正該等測量的。然 而，在此情況中，必須準備兩種控制單元，一被輸入以一 單一型元件之校準方程式，而另一則被輸入以一雙重型元 件之校準方程式，此使得成本增加並導致額外之零件管理 工作。 【發明内容】 本發明之目的因此在於提供一空氣濾清器，其被建構成 可使用一共同控制單元，甚至在當不同型式之空氣濾清器 元件被使用於一具有相同設計之空氣濾清器殼體時亦然。 該目的可藉由構組該空氣濾清器殼體而達成，該殼體被 構組成可使一出口導管以相同之内徑向外延伸自且向内延 伸入該空氣濾清器殼體。較佳地，該出口導管被向内地延 伸入該空氣濾清器殼體中一長度，該長度為該空氣濾清器 殼體之内側長度的10%至25%，而該空氣濾清器殼體之内側 長度對應於被插置於其内之該空氣濾清器元件的該軸向長 度0 100337.doc 200535331 藉由將該出口導管向内延伸入該空氣濾清器殼體中，從 位在該空氣濾清器殼體中之該出口導管的開口處至一空氣 流量感測器之位置處的距離可被增加。因此，在該空氣流 量感測器所在之下游區段處之該進氣氣流方面的擾動可被 顯著地減弱，且流量測定在當使用一單一型元件時所測得 之值與當使用一雙重型元件時所測得之值間之差異可被減 小。該出口導管延伸入該空氣濾清器殼體中之部分的長度 應被限制，因為當該長度太長時，該元件可供進入之空氣 穿過而到達該空氣濾清器之後淨室中之面積被減小，而對 該空氣穿過該元件之阻力增加，此將導致進氣阻力的增 加，連帶地使得引擎性能降低。根據多項實驗發現，將該 出口導管延伸入該空氣濾清器殼體内一為該空氣滤清器殼 體内側長度10%至25%之長度是適當的，而該空氣濾清器殼 體之内側長度則對應於被插置於其内之該空氣滤清器元件 的該軸向長度。 該等實驗結果顯示，在圖3及圖4所示之習知技藝的情況 中，當該出口導管被延伸入該空氣濾清器殼體内從±6.8% 時，在流量測定上之變化將可被減小達± 3.8%。 【實施方式】 本發明之一較佳實施例現將配合參照附圖而被敘述。然 而，意欲說明的是除非被特定地指明，否則在該等實施例 中之該等構成組件之尺寸、材料、相對位置等等應被解釋 成僅作為例示用，而非用以限定本發明之範圍。 圖1係根據本發明之空氣濾清器在當一單一型元件被插 100337.doc 200535331 置於該空氣濾清器内時之一示意圖。圖2係根據本發明之空 氣濾清器在當一雙重型元件被插置於該空氣濾清器内時之 一示意圖。圖3係配備有本發明之該空氣濾清器的一引擎供 氣及排氣控制系統之一示意圖。 參照圖1所示，參考號碼1係一空氣濾清器，2係一出口導 管，3係一單一型元件，5係一殼體蓋，6係一空氣流量感測 器，及6a係該空氣流量感測器6之中心。參考號碼7係該空 氣滤清器殼體之一進口導管，8係一前淨室，及9係位在該 • 空氣濾清器殼體中之一後淨室。 圖1之該空氣濾清器相同於圖4中所示之習知者，除了該 出口導管2之直徑被減小而成為較小於該習知空氣濾清器 之出口導管2’的直徑並被向内延伸入該空氣濾清器殼體41^ 以外。經由該進口導管7而被吸入之空氣被導引至該前淨室 8並穿過該元件3而進入該後淨室9。然後，該空氣從位在該 空氣濾清器殼體1中之該導管2之開口 2a而進入該出口管 2，並經過該空氣流量感測器6而流向一如圖所示之引擎。 W 該出口導管2延伸入該空氣濾清器殼體1中一長度LD。因 此，從該導管2之開口 2a至該空氣流量感測器6之中心6a之 距離為（A+LD)，於是該距離相較於圖4中所示之習知殼體中 之距離A增加了 LD。在該開口 2a處所產生之氣流的擾動在其 行經過該（A+LD)距離期間將可被減弱。 該長度LD必須被限制，因為當該長度LD太長時，該出口 導管2伸入該殼體1内之部分的外表面與該元件3之内表面 間之間隔變成一無效間隔，且可供空氣有效通過該元件3 100337.doc -10- 200535331 =面積被減小，此意味著從該前淨室8穿過該元件3而進入 Θ後乎至9並接著流至該入口 2a處之空氣流量被影響了。 主圖2顯示當一雙重型元件被插置入該空氣濾清器中時之 情況：圖2相同於圖！，除了被插置入該空氣濾清器殼體i 内的疋又重型元件4而非該單一型元件3。在圖2中，與圖 1所示相同之組成部件被標示以相同之參考號碼並省略其 說明。诼雙重型元件4係由一外元件4a及一内元件4b所組 成。該内元件4b之内徑大約相同於該出口導管2之外徑。特 別地，在此一情況中，通過該元件4而進入該後淨室9之氣 流在Μ内元件4b之内表面被該出口導管2之外表面所覆蓋 之邵分處被予阻礙制止，於是該元件4可供空氣穿過之有效 面％減少了。因此，該出口導管2延伸入該空氣濾清器殼體 1内之邵分的長度LD必須予以限制。從許多實驗結果發現適 當之長度LD對該元件3或4之軸向長度l的比值為〇」至 0.25 〇 在顯示配備有本發明空氣濾清器之一引擎供氣及排氣控 制系統之圖3中，參考號碼3 1係一汽缸，32係一活塞，33 係一滿輪增壓機，34係一進氣中間冷卻器，3 5係一 EGR氣 體冷卻器，36係一 EGR控制閥，37係一 EGR閥驅動裝置， 38係一進氣歧管，39係一排氣歧管，4〇係一空氣濾清器， 41係一進氣管，42係一排氣管，43係一進氣溫度感測器， 及44係一進氣壓力感測器。 該空氣濾清器40係由該空氣濾清器殼體1及如圖1或圖2 中所示之空氣滤清器元件3或4所組成之空氣濾清器。參考 100337.doc 200535331 號碼6係一玄氣流量感測裔及參考號碼5 0係一控制單元。該 空氧i流里感測^§ 6之輪出被輪入至該控制單元$ 〇，並將計算 出進氣之流量率。該進氣溫度感測器43及該進氣壓力感測 器44之輸出均被被輸入至該控制單元50。引擎轉動速率及 曲柄角度被輸入至該控制器（未示於圖）。該控制單元5〇基於 該經輸入之數據而計算出適當之EGR氣體流量率。該計算 之結果被以一信號傳送至該EGR閥驅動裝置37，以便調整 該EGR閥36之開啟量。

根據本發明，不會大幅地變動之進氣流量測定可藉由使 用一空氣流量測定裝置（包括被輸入以相同校準程^之該 空氣流量感測器及控制單元）而獲得，此甚至是在當=空Z 濾清器元件根據車輛之種類及用途而不同時亦然，而在該 車輛上則安裝有-相同型式汽車引擎，且該引擎上配備= y具㈣同設計之空氣滤清器。因此，廢氣排放可被控制， 並同時節省成本且有助於零件管理。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之空氣滤清器在 W ^ ^ ^ ^ . 早一型兀件被插 ;Μ玉軋濾 >目器内時之一示意圖。 圖2係根據本發明之空氣 在 罾於今办名、♦又重型兀件被插 置万；及二軋濾清器内時之一示意圖。 圖3係配備有本發明之該线濾清器的 氣控制系統之—示咅 引孑i、軋及排 A ISj 圖4係習知办$、本 二乳濾清器在當一單一型亓 、 氣濾清器内時之一土 牛被插置於該空 了〈—不意圖。 100337.doc 12 200535331 重型元件被插置於該空 圖5係習知空氣濾清器在當一雙 氣滤清器内時之一示意圖。 【主要元件符號說明】

1 空氣滤清器 2 出口導管 2， 出口導管 2a 開口 3 單一型元件 4 雙重型元件 4a 外元件 4b 内元件 5 殼體蓋 6 空氣流量感測器 6a 空氣流量感測器中心 7 進口導管 8 前淨室 9 後淨室 31 汽缸 32 活塞 33 渦輪增壓機 34 進氣中間冷卻器 35 EGR氣體冷卻器 36 EGR控制閥 37 閥驅動裝置 100337.doc -13- 200535331 38 進氣歧管 39 排氣歧管 40 空氣滤清器 41 進氣管 42 排氣管 43 進氣溫度感測器 44 進氣壓力感測器。 50 控制單元 • 100337.doc -14-

Claims (1)

1. 200535331 十、申請專利範圍： 1. 一種用以清潔被取入一引擎内之空氣的空氣濾清器，其 中一出口導管以相同内徑向内地延伸入該空氣濾清器殼 體中，藉此使得位在一下游區段中之一空氣流量感測器 處之氣流擾動變弱。 2. 如請求項1之空氣濾清器，其中該出口導管被向内地延伸 入該空氣濾清器殼體中一長度，該長度為該空氣濾清器 殼體之對應於插入該空氣濾清器殼體内之空氣濾清器元 • 件軸向長度的内侧長度的10%至25°/〇。

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