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KR950009044B1 - 발열저항식 공기유량측정장치 - Google Patents

발열저항식 공기유량측정장치 Download PDF

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KR950009044B1
KR950009044B1 KR1019880007009A KR880007009A KR950009044B1 KR 950009044 B1 KR950009044 B1 KR 950009044B1 KR 1019880007009 A KR1019880007009 A KR 1019880007009A KR 880007009 A KR880007009 A KR 880007009A KR 950009044 B1 KR950009044 B1 KR 950009044B1
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KR
South Korea
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heat generating
generating resistor
flow
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노부카츠 아라이
요시히토 세키네
다다오 오사와
히로아츠 도쿠다
도시후미 우스이
미츠쿠니 쓰츠이
Original Assignee
가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
미타 가츠시게
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Application filed by 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼, 미타 가츠시게 filed Critical 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

발열저항식 공기유량측정장치
제1도는 본원 발명의 일실시예를 나타내는 단면도.
제2도는 제1도의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.
제3도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.
제4도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제5도는 제4도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.
제6도는 제4도의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.
제7도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제8도는 제7도의 Ⅴ-Ⅴ선에서 본 도면.
제9도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제10도는 제9도의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.
제11도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제12도는 제11도의 Ⅶ-Ⅶ선에서 본 도면.
제13도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제14도는 제13도의 Ⅷ-Ⅷ선 단면도.
제15도는 제13도의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도.
제16도는 본원 발명의 다른 실시예로서 부유로의 일부를 나타내는 단면도.
제17도는 제16도의 Ⅹ-Ⅹ선 단면도.
제18도는 본원 발명의 다른 실시예로서 부유로의 일부를 나타내는 단면도.
제19도는 제18도의 XI-XI선 단면에서 본 도면.
제20도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제21도는 제20도의 XI-XI선 단면에서 본 도면.
제22도는 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제23도는 제22도의 XⅢ-XⅢ 선 단면에서 본 도면.
제24도, 제25도, 제26도, 제27도는 각각 본원 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
제28도는 제27도의 XⅣ-XⅣ 선 단면에서 본 도면.
제29도는 제27도의 부분 변경한 실시예를 나타내는 도면.
제30도는 본원 발명의 전자제어식 연료분사장치의 시스템을 나타내는 도면.
본원 발명은 발열저항식 공기유량측정장치에 관한 것이며, 특히 자동차 엔진의 흡기계를 구성하며, 그 흡입공기량을 검출, 나아가서는 제어하는데 적합한 내연기관용 발열저항식 공기유량측정장치에 관한 것이다.
종래의 내연기관용 발열저항식 공기유량측정장치의 통로구성에는 일본국 실개소 56(1981)-135127호, 동 특개소 60(1985)-185118호와 같이, 흡입관로(管路)중에 부유로(副流路)를 형성하고, 이 부유로에 발열저항체를 배설하는 동시에, 기관의 백블로(back blow)나 백파이어(back flre)에 대한 발열저항체의 보호, 기관의 맥동에 기인하는 발열저항체의 출력이상(異常)의 방지를 위해 발열저항체의 하류에 장해물을 설치하거나 축방향으로 긴 복잡한 굴곡유로를 배설한 것이 있다. 이를 장치에서는 발열저항체를 포함하는 부유로부분이 주류(主流)에 노출되어서 형성되어 있기 때문에, 유량계보디의 온도상승에 의한 출력오차도 작다. 그러나, 이것들은 그 구성상 긴 축방향치수가 필요하며, 또한 부품수도 많고, 장착성도 나쁘기 때문에, 소형콤팩트화, 저코스트화의 점에서 결점이 있다.
또, 일본국 특개소 57(1982)-23818호, 동 특개소 57(1982)-113926호 등에서 발열저항식 공기유량측정장치와 스로틀밸브장치를 근접시켜 일체적인 보디로 구성한 것이 있다. 상기 특개소 57(1982)-23818호에서는 발열저항체를 배설한 부유로를 직관(直管)으로 하여 주유로(主流路)의 중앙에 배치하는 점은 상술한 2종래 기술과 같지만, 기관의 백블로, 백파이어에 대한 발열저항체의 보호가 고려되어 있지 않다. 하류의 스로틀밸브는 완전폐쇄에 가까운 상태에서는 그 보호부재의 기능을 갖는다고 생각되지만, 완전개방 및 이에 가까운 상태에서는 거의 그 보호기능을 갖지 못한다는 문제가 있다. 또, 부유로내의 흐름이 스로틀밸브의 동작에 영향을 받아 안정되지 않는다는 결점이 있다. 상기 특개소 57(1982)-113926호에서는 발열저항체를 배설한 부유로를 열용량이 크고 상대적으로 넓은 전열면적을 갖지 않은 보디벽의 내부에, 주류에 병행인 유로와 이것에 직각인 유로로 L자 형으로 형성하고 있다. 이 구성에 의하면, 기관의 백블로나 백파이어에 대한 발열저항체의 보호가 가능하다. 그러나, 부유로의 구성상 주류의 공기가 부유로벽의 주위를 흐를 수 없기 때문에, 기관으로부터의 전열, 발열저항체 자체의 발열에 의한 부유로벽의 온도상승이 크며, 부유로내 공기가 가열되어 주유로 공기온도와의 차가 커져서, 흡입공기량의 정확한 측정을 할 수 없다는 문제가 있다.
상기 종래기술은 발열저항식 공기유량측정장치와 스로틀밸브장치와의 사이의 관로길이의 단축이라는 점에 대해서는 배려되어 있지 않으며, 흡기관로에서의 압력손실의 증대, 기기의 중량 및 코스트의 증대의 문제가 있었다. 또한, 개별적으로 보면 발열저항체의 발열이나, 외부로부터의 열침입에 의한 소자 주변의 부유로벽의 온도상승 즉 발열저항체 및 온도보상소자에 해당하는 부유로를 흐르는 공기의 온도와, 실제의 흡입공기 온도와의 차이에 의한 오차의 대책, 그리고 동등한 유량이라도 유입공기의 선회나 변동 또는 유량측정장치 하류의 흐름의 변동에 기인하여 주유로, 부유로의 유량분배가 변화하는 것에 대한 대책, 부유로내의 난류(亂流)의 저감 즉 출력노이즈의 저감, 기관의 백블로나 백파이어에 의한 역류 및 맥동에 대한 소자의 보호나 출력이상 대책 등이 불충분하다는 문제가 있었다.
본원 발명의 목적은 소형이며 측정밀도가 높은 발열저항식 공기유량측정장치를 제공하는데 있다.
본원 발명에 의한 발열저항식 공기유량측정장치는 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로(主流路)와, 흡입공기량을 계측하는 발열저항체와, 이 발열저항체의 방열(放熱)변화를 전기신호로 변환하여 외부에 출력하는 회로유니트, 및 상기 주유로의 내부에의 돌출부에 형성되어 상기 발열저항체가 배치된 부유로(副流路)를 구비한 발열저항식 공기유량측정장치에 있어서, 상기 부유로는 상기 주유로의 축방향으로 형성된 유로와 반경방향으로 형성된 유로로 이루어지는 L자형의 구성이고, 또한 상기 축방향으로 형성된 부유로는 상기 주유로 중심축에 대해 편심하여 배설되고, 또한 반경방향으로 형성된 부유로의 길이는 상기 주유로의 반경길이 이상으로 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
발열저항체를 주유로와 독립된 부유로에 배설함으로써 주유로의 난류의 영향을 저감하고, 또 주유로에 대하여 직경이 작은 부유로에서는 부유로 입구로부터 발열저항체까지의 거리를 예를 들면 부유로 직경의 2배 이상으로 함으로써 상당한 정류(整流)가 이루어져 노이즈가 저감된다. 그리고, 발열저항체의 후류(後流)의 부유로를 굴곡시켜 배설함으로써, 굴곡부분에서의 흐름, 압력의 감쇠작용에 의해서 역류에 의한 발열저항체의 손상이 방지되고, 또한 맥동의 영향도 경감된다. 본원 발명에서는 부유로의 입구로부터 발열저항체까지의 거리가 부유로 직경의 2배이상이고, 또한 이 부유로의 입구는 보디내벽이나 보디내벽과 이 부유로를 연결하는 부분으로부터 일정한 거리를 갖게 하여 주유로내에 돌출시켜 구성하고, 또 돌출부의 벽을 유로벽으로 하는 굴곡된 부유로를 발열저항체의 후류에 짧은 축방향 길이로 형성하고, 스로틀밸브장치를 대략 직결(直結)할 수 있고, 노이즈, 맥동, 역류에 의한 여러 가지 문제도 해결된다.
다음에, 본원 발명의 제1실시예에서 대하여 제1도, 제2도 및 제3도에 의해 설명한다. 보디(1)는 내연기관의 흡기관로를 구성한다. 흡입공기는 제1도의 좌측으로부터 유입된다. 흐름의 하류에 내연기관이 접속된다.
보디(1)는 기본적으로는 원통향의 주유로(3)를 형성한다. 이 보디(1)와 일체로 형성된 돌출부(2)가 주유로(3)내에 설치되어 있다. 이 돌출부(2)의 선단에는 주유로(3)와 병행으로 주유로(3)의 중앙부에 입구개구를 가진 부유로(4)가 배설되어 있다. 그리고, 이 돌출부(2)에는 보디(1)의 외부로부터 관통되는 구멍이 형성되어 있으며, 여기에 회로유니트(14)에 결합된 발열저항체(10)의 지지부재(11)의 몰드부(13)가 수납되며, 그 결과 발열저항체(10) 및 감온저항체인 온도 보상소자(12)가 부유로(4)에 배치된다. 또한, 상기 부유로(4)의 후류에는 돌출부(2)의 벽(2a), (2b), (2c) 및 역류침입방지부재인 커버(6)에 의해 축방향의 짧은 굴곡 부유로(5)가 형성되어 있다. 굴곡유로의 후류에는 전체 공기유량을 제어하는 스로틀밸브(20)가 배치되어 있다. 스로틀밸브(20)는 밸브구동샤프트(21)의 회전으로 개폐된다. 도시하지 않으나 보디외에 샤프트에 연결되는 링크가 있다. 링크는 차량의 액셀폐달에 연결되는 케이블에 의해 통상 작동한다. 그리고, 커버(6)는 볼트(7), (8)에 의해 돌출부(2)의 후단에 스로틀밸브(20) 및 밸브구동샤프트(21)의 장착전에 나사고정된다.
부유로(4)의 개구부(4a)는 보디(1)의 내벽(1a) 및 돌출부(2)의 보디(1)와의 연결부의 벽(2d)으로부터 부유로(4)의 내경의 2배이상의 거리를 두고 배설되며, 또한 벨마우스(bell mouth)형성으로 되어 있다.
보디(1)의 내벽(1a)이나 돌출부(2)의 부유로(4)를 형성하는 부분의 외벽(2e)등은 상류측으로 유로가 확대되는 형상으로 형성되어 있다. 한편, 보디(1)이 스로틀밸브(20)가 배치되는 부근의 내벽(1b)은 기계가공에 의해서 같은 직경으로 마무리되지만, 기계가공되기 이전에는 제1도의 좌측으로 유로가 좁아지는 원추형상으로 형성된다. 이로써 돌출부의 벽(2a)의 부근의 면을 분할위치로 하는 좌우로 빼낼 수 있는 중형(中型)을 사용하여 주물성형 된다.
백색의 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다. 제1의 좌단으로부터 유입된 공기는 대부분은 주유로(3)를 흐르며, 일부는 부유로(4)에 유입된다. 부유로입구(4a)는 벽(1a), (2d)으로부터 충분히 떨어져 있으므로, 비교적 난류가 적은 흐름이 부유로(4)에 유입된다. 그리고, 부유로입구(4a)의 벨마우스는 공기를 보다 많이 받아들여서 부유로(4)의 내벽(2f)부근의 유속을 증대시키는데, 발열저항체까지의 부유로(4)의 내벽(2f)의 마찰작용에 의해 부유로내의 흐름은 충분히 정류되어, 발열저항체(10)의 바로 앞에서는 유속분포가 균일한 흐름으로 된다.
벨마우스의 입구직경과 부유로(4)의 직경의 비는 1.6∼1.2, 이에 따라서 입구로부터 발열저항체(10)까지의 길이와 부유로의 직경의 비는 4∼2 정도가 된다. 단, 부유로(4)의 직경의 실제치수에 따라서도 다르며, 1대 1의 대응으로는 되지 않는다.
발열저항체(10)의 후류에서는 흐름은 먼저 위쪽으로 굴곡되어, 굴곡부유로(5)를 흐르고, 다음에 보디(1)의 내벽에 부딪쳐서, 굴곡부유로의 출구(5a), (5b)에서 좌우로 곡류(曲流)되어 나와서, 주류와 합류한다. 이와 같은 유로구성은 기관으로부터의 역류의 감쇠, 맥동의 발열저항체(10)근방에의 전파의 방지작용을 갖는다.
본 실시예에 의하면, 난류에 기인하는 노이즈, 맥동의 영향에 의한 출력의 불안정성, 기관의 백블로에 의한 발열저항체의 손상등의 문제가 없는 내연기관용 발열저항식 공기유량측정장치가 짧은 축방향 치수로 구성된다. 즉 소형, 경량, 저코스트로 될 수 있다는 효과가 있다. 나아가서는, 종래 별개체로 밖에 제작할 수 없었던 유량측정 장치의 보디와 스로틀밸브 장치보디가 일체로 된 보디로서 구성할 수 있고, 기관의 흡입관로의 단축에 의한 불필요한 압력손실의 저감, 경량화, 저코스트화가 가능하다는 효과가 있다.
제4도∼제6도에 본원 발명의 제2의 실시예를 나타낸다. 제1도∼제3도에 나타낸 제1의 실시예의 상위점을 설명한다. (43)은 주유로이며, 돌출부(42)는 보디(41)의 상하벽(전체구성으로는 보디(41)의 좌우벽 즉 스로틀밸브구동샤프트(21)의 축선방향의 벽)에 연결되어 있다. 이 때문에, 부유로(44)의 후류의 굴곡부유로(45)를 상하 양방향으로 형성할 수 있다. 또, 부유로(44)의 출구면 즉 돌출부(42)의 후단면(42a)을 평면으로 하고 있다. 이것은 이 면의 거칠음을 작게 하기 위한 기계가공을 용이하게 한다. 또, 부유로커버(46)는 제1의 실시예와 같이 단순한 판체(板體)가 아니고 오목한 형상으로 되어 있는 점이 다르다. 커버(46)는 역시 볼트(7), (8)로 돌출부(42)의 후단에 장착된다. 부유로커버(46)는 보디와는 별개체이므로, 내면의 마무리, 접합면의 마무리가 가능하므로 돌출부(42)이 후단면(42a)의 마무리가 용이하기 때문에, 굴곡부유로(45)의 내면의 면거칠음이 전체적으로 작게 되고, 또한 접합부의 시일(seal)도 양호해진다. 이것은 굴곡부유로에서의 흐름의 불안정, 주유로와의 압력시일의 불량이 발열저항체(10)의 특성의 불안정의 원인이 되는 경우가 있으므로, 그 방지에 효과가 있다.
제1의 실시예에 있어서도, 본 실시예와 같이 돌출부(2)의 후단면을 평면으로 하고, 판형상의 커버(6)를 오목한 형상의 것으로 함으로써 동일한 효과를 부가할 수 있다.
굴곡부유로(45)를 상하 양방향으로 배설할 수 있는 본 실시예의 효과는 맥동이 전파된 경우에 부유로(44) 바로 앞에서 간섭작용이 있고, 보다 맥동에 대하여 양호하다는 것이다. 단, 통로저항이 작아지므로 굴곡부유로(45)의 출구(45a)∼(45d)의 면적을 작게 하는 등, 기관에 따라 변경하는 것이 바람직하다.
구성으로서의 효과는 제1의 실시예와 같다.
제7도, 제8도에 본원 발명의 제3의 실시예를 나타낸다. 주유로(73)에 병행인 부유로(74)는 보디(71)로부터의 돌출부(72)의 선단이 아니고, 보디(71)의 내벽에 가까운 부분에 구성되어 있다. 부유로(74)의 후류의 굴곡부유로(75)는 돌출부(72)의 후단벽(72a)과 볼트(7)로 이 벽(72a)에 장착된 부유로커버(76)에 의해 구성되어 있다. 돌출부(72)의 후단부는 주유로(73)의 중앙부근까지 형성되어 있으며, 따라서 굴곡부유로(75) 내의 흐름은 먼저 보디(71)의 내주벽측으로부터 벽(72a)을 따라서 주유로(73)의 중앙부를 향하여 흐르고, 다음에 굴곡유로출구(75a)에서 좌우 내지 하류측으로 흐른다. 굴곡유로(75)의 후류에는 스로틀밸브(20) 및 구동샤프트(21)가 제1 및 제2의 실시예와 마찬가지로 일체로된 보디내에 배치되어 있다.
제3의 실시예의 특징은 회로유니트(84)와 일체로 된 몰드부(83)의 길이를 짧게 할 수 있고, 코스트상 유리하다. 그리고, 돌출부(72)를 비교적 작게 할 수 있으므로 주유로(73)의 유통저항이 작게 되며, 또한 오버형 질량도 작으므로 제1의 실시예에 비교하면 내진적(耐振的)으로 유리하다. 단, 부유로(74)로 유입되는 난류는 약간 커지며, 그만큼 벨마우스 지름을 크게 하는데 더하여, 부유로(74)의 발열저항체(10)까지의 거리를 길게 하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 기본적 효과는 제1의 실시예와 동등하다.
제9도, 제10도에 본원 발명의 제4의 실시예를 나타낸다.
보디(91)는 상기 제1∼제3의 실시예와는 달리, 발열저항식 공기유량측정장치 단체(單體)로 구성되어 있다. 돌출부(92)는 제1의 실시예와 대략 동일하게 형성되며, 선단부에 부유로(94)가, 후단부에 굴곡부유로(95)의 일부가 돌출부(92)의 후단면(92a)을 벽면으로 하여 형성되어 있다. 굴곡부유로(95)의 나머지 부분은 주유로(93)의 밖으로 나온 형태로, 제10도의 위쪽으로부터 좌우 양쪽으로 약 90도의 범위로 보디(91)를 잠식하여 형성되어 있다. 따라서, 굴곡부유로(92)의 출구(95a), (95b)는 제10도의 양옆의 위치로 된다. 굴곡부유로(95)의 후류측의 유로면은 가스켓(96)으로 형성되어 있다. 즉, 가스켓을 사이에 두고, 유량측정장치의 보디(91)와는 독립된 스로틀밸브장치이 보디가 볼트구멍(98a)∼(98d)을 통해서 결합되어 있다. (97)은 몰드부이다.
본 실시예에서는 굴곡부유로(95)의 길이를 길게 잡을 수 있으므로 맥동이 큰 기관에서도 적용할 수 있다는 이점이 있다.
제11도, 제12도에 본원 발명의 제5의 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 제1의 실시예의 구조에 보강리브(9)를 부가한 것이다. 즉, 제1의 실시예의 돌출부(2)의 선단의 부유로(4)를 구성하는 부분과, 보디(1)의 반대측의 내벽에 연결되는 리브(9)를 설치하고 있다. 이것에 의해서 내진강도가 높아지는 동시에, 주소시의 돌출부(2)의 변형도 저감할 수 있다. 그밖의 효과는 제1의 실시예와 같다.
제13도, 제14도, 제15도는 본원 발명의 제6의 실시예를 나타낸다. 보디(131)로부터의 돌출부(132)는 회전유니트(14)에 연결되는 몰드부(13)에 대하여 직각의 방향으로 형성된 리브(137), (138) 및 부유로(134)를 형성하는 원통형의 부분(132a)으로 이루어진다. 따라서, 회로유니트(14)의 몰드부(13)는 보디(131)의 벽의 구멍을 통하여, 한번 주유로(133)를 가로 지로고, 다음에 돌출부(132)의 구멍을 관통하는 형태로 발열저항체(10)를 부유로(134)내에 배치하다. 몰드부(13)가 돌출부(132)의 구멍에 들어가는 부분에 0링(139)이 설치되어 있다. 이0링(139)은 주유로(133)와 부유로(134)와의 시일작용을 부여한다. 굴곡부유로(135)는 돌출부(132)의 후단면과 커버(136)에 의해 형성된다. 커버(136)에는 상하 2방향으로 출구(135a), (135b)가 배설된다. 출구(135a), (135b)는 그 안의 흐름이 도리어 상류측으로 리턴하도록 형성되어 있다. 그 이유는 굴곡부유로의 길이가 짧으므로, 그것을 보완하기 위해서이다.
본 실시예의 이점은 원래 주유로(133)의 장애물로 되어 있는 스로틀밸브 구동샤프트(21)의 방향으로 돌출부(137), (138), (132)가 있기 때문에, 주유로(133) 내의 실질적인 유통저항이 저감된다는 것이다. 또한, 본 실시예에서는 주유로(133)의 입구부(133a)를 밸마우스 형상으로 하고 있으며, 이 부분에서의 정류효과를 부여하고 있다.
그밖의 효과는 제1의 실시예와 동등하다.
이상, 실시예를 몇가지 설명하였으나, 어느 실시예에 대해서도 굴곡부유로의 커버부재는 볼트고정에만 한정되지 않으며, 접착에 의한 접합등의 구성이나, 이 커버와 돌출부 후단면의 접면부를 시트부재로 시일하는 구성도 생각할 수 있다.
제16도, 제17도에 본원 발명의 제7의 실시예를 나타낸다. 기본적 구성은 제6의 실시예와 동등하지만, 주류에 대하여 직각인 유로(140a), (140b)등을 커버(141)로 형성하여 이루어지는 것이 다르다.
본 실시예에 의하면 유로(140a), (140b)는 1개의 유로단면적을 작게 잡을 수 있으므로, 축방향치수를 한층 단축할 수 있다.
제18도, 제19도는 본원 발명의 제8의 실시예를 나타낸다. 기본적 구성은 이 경우도 제6의 실시예와 동등하다. 본 실시예에서는 주류에 대하여 직각인 유로(142)를 원판형 즉 바이패스유로(144)를 포함시켜 그 형상을 표현하면 버섯모양으로 형성되어 있는 것이 다르다. 본 실시예에 의하면 제7의 실시예에 비해서도 더욱 축방향 치수를 단축할 수 있다.
제20도, 제21도에 본원 발명의 제9 실시예를 나타낸다.
본 실시예에서는 부유로(212)를 설치하는 주유로(211)에 돌출된 보디(210)와 일체의 돌출부(210d)를 보디내벽을 따라서 약 90°의 범위로 설치하고 있다. 따라서, 주유로(211)와 병행인 부유로(212b)와 직각인 부유로(212c)는 반경방향을 향하는 동시에 둘레방향으로도 향해서 원호형으로 형성되어 있다. 이 부유로(212c)의 유체저항은 실질적으로 직각의 밴드와 약 90°의 곡률이 작은 각단면(各斷面) 엘보의 관로형상 저항과 마찰저항으로 이루어진다. 부유로(212c)의 통로단면적의 선택방법에 따라서, 이 부분의 유체저항은 이제까지의 실시예에 대해서 동등하게도 크게도 할 수 있다. 부유로(212c)의 주류에 대하여 하류측의 벽은 판형상커버(213)로 형성되고, 커버(213)는 볼트(214a), (214b)에 의해 돌출벽(210d)에 고정되어 있다. 본 실시예에서는 어떤 경우에, 예를 들면 싱글포인트 인젝션시스템과 같이 스로틀밸브(20)의 바로 앞에 인젝터를 배설하는 경우, 이와 같이 형성하는 것이 필요해진다. 이와 같은 경우 예를 들면 스로틀밸브축을 발열저항체를 지지하는 몰드부(13)가 향하는 방향에 대하여 45'방향으로 설치하는 것도 생각할 수 있다. 이것은 고유량(高流量)에서의 전체의 압력손실 저감에 유효하다고 생각된다. 본 실시예의 기타의 효과는 제1 내지 제3의 실시예와 대략 동등하다.
제22도, 제23도에 본원 발명의 제10의 실시예를 나타낸다.
본 실시예는 비교적 큰 유체저항을 갖는 부유로(222)를 비교적 체적이 작은 돌출부로 형성하는 것을 목적으로 한 실시예이다. 즉, 주류에 병행으로 발열저항체가 배치되는 부유로(222b)와 직각인 유로(222c)를 도넛형으로 형성하고 있다. 이것에 의해서 주유로(221)에 돌출하는 보디(220)의 돌출부(220d)는 부유로(222c)의 통로길이에 비해서는 작아진다. 부유로(222c)의 주류에 대하여 하류측의 벽은 볼트(224)등에 의해 돌출부(220d)에 고정시키는 판형상 커버(223)에 의해 형성된다. 부유로(222c)의 유체저항은 실질적인 직각의 밴드와 약 270°의 비교적 곡률이 큰 각단면 엘보의 관로형상저항 및 약간 긴 통로길이의 마찰저항으로 이루어지며, 부유로(222c)의 단면적을 극단적으로 크게 하지 않는 한, 이제까지의 실시예의 부유로보다 유체저항 즉 관로의 등가(等價)길이를 크게 할 수 있다. 따라서, 백블로가 큰 또는 백파이어가 발생하기 쉬운 또는 흡기맥동이 큰 내연기관에 대하여 유리하다. 그밖의 효과는 기본적으로 제1 내지 제3의 실시예와 대략 동등하다.
제24도에 본원 발명의 제11의 실시예를 나타낸다.
본 실시예는 비교적 큰 유체저항을 갖는 부유로를 축방향 치수가 길어지지 않은 구성으로 실현한 것이다. 보디(240)와는 별개체로 회로유니트(14)와 결합된 프로브홀더블록(230)내에, 주유로(241)와 병행인 부유로(242b), 이것과 직각으로 반경방향을 향하는 각단면의 부유로(242c), 또 이 부유로(242c)와 직각으로 주류에 대하여 상류로 향하는 부유로(242d), 또 이 부유로(242d)에 직각으로 반경방향으로 향하는 부유로(242e)로 전체 부유로(242)가 형성되어 있다. 부유로(242c)의 주류에 대하여 하류측의 벽은 판형상커버(243)로 형성되고, 이 커버(243)는 볼트(244)로 홀더블록(230)에 고정되어 있다. 본 실시예에서는 발열저항체(10)의 상류의 부유로(242b)의 길이가 그 구성상 짧으므로, 노이즈저감을 위해 보디(240)의 입구개구부에 철망체(245)를 설치하고 있다. 또한, 홀더블록(230)의 주류에 대하여 상류측의 벽을 부유로(242e)의 출구에 대하여 더욱 주류내에 연장된 부분(230a)을 설치하고 있다. 이 부유로(242e)의 출구에 주류가 직접 닿지 않도록 형성하여, 이 부분의 정압(靜압)을 안정시키고, 부유로내의 흐름을 안정시켜서 노이즈저감을 도모하고 있다. 본 실시예에서는 부유로(242)의 유체저항은 3개소의 직각의 밴드로 된 관로형상 저항요소 및 긴 통로길이에 비례하는 마찰저항으로 이루어지며, 제10의 실시예 이상으로 유로의 등가길이가 증대되어 있다. 즉, 본 실시예의 효과는 제10의 실시예와 마찬가지로, 백블로나백파이어, 흡입맥동에 대해서 강하다. 또한, 부유로의 유체저항, 특히 형성저항을 크게 잡으면 고유령(고유속역)에서의 주유로에 대한 부유로의 유량분배비를 작게 할 수 있다. 이것은 발열저항체 부근의 유속을 내릴 수 있기 때문에, 장기적으로 보아 먼저부착에 의한 오손에 대하여 유리하다.
본 실시예에서는 부유로(242)의 가공형성상 보디(240)와 별개체로 형성하고, 착탈할 수 있게 하였으나, 부유로(242c), (242e)의 형성을 보디 외부로부터의 구멍가공으로 하면 홀더블록(230)의 부분을 보디와 일체로 형성할 수 있다.
제25도에 본원 발명의 제12의 실시예를 나타낸다.
본 실시예는 보디(250)의 돌출부(250d)에 주유로(251)와 병행인 부유로(252b) 및 이 부유로에 직각인 부유로(252c)를 배설하고, 또한 부유로의 출구개구(252d)를 주류의 하류방향을 향해서 형성하고, 또한 체크밸브(254)를 설치한 것이다. 출구개부(252d)가 유선(流線)에 대해 직각이기 때문에, 그대로이면 백블로나 백파이어에 의한 역류가 있으면, 이제까지의 실시예 즉 부유로의 출구면이 유선과 병행인 방향으로 형성되어 있는 경우에 비하여, 부유로내의 역류가 강해진다. 이것을 방지하는 것이 체크밸브(254)이다. 얇은 판체인 체크밸브(254)는 볼트(256)로 고정되고, 체크밸브(254)보다 짧게 형성된 리테이너(255)로 백업되어 있으며, 부유로출구(252d)로부터의 흐름을 크게 저해하지 않기 때문에, 통상시에 도시한 바와 같이 리테이너(255)측 즉 노멀오픈이 되도록 되어 있다. 역류가 있으면, 체크밸브(255)에 동압(動압)이 걸리고 부유로출구개부(252d)를 폐쇄하여 부유로(252)내로 역류의 진입을 방지한다.
본 실시예의 부유로(252)의 유체저항은 2개소의 직각의 벤드의 관로형상저항과 관마찰저항으로 이루어지며, 제11의 실시예의 유체저항보다 약간 적다. 그러나, 체크밸브의 기능상, 보다 백블로나 백파이어에는 강한 구성이다. 그리고, 제11의 실시예에서 기술한 바와 같이 장기적인 오손에 대해 유리하다. 그리고, 본 실시예의 부유로(252c)는 보디(250)의 외부로부터 원형단면으로 형성되어 있으며, 블라인드플러그(253), (257)가 각각의 유로형성을 위해 부가되어 있다.
제26도에 본원 발명의 제13의 실시예를 나타낸다.
본 실시예는 제10도 및 제11의 실시예 등에서 달성하고 있는 부유로의 유체저항의 증대 즉 백블로가 강한 또한 백파이어가 발생하기 쉽고, 또는 흡기백동이 큰 내연기관에 적합한 구조, 더욱이 장기적인 먼지부착에 대해 유리한 구조를 보다 단순한 구조로 달성하는 것이다. 즉, 보디(250)의 돌출부(260d)에 형성하는 부유로(262)의 주류에 병행인 부유로(262d)의 발열저항체(10)의 하류부분에 스로틀(262e)을 배설하여, 주류에 직각인 부유로(262c)의 단면적(직경)을 주류에 병행인 부유로(262b)에 대하여 작게 하고 있다. 또한, 부유로(262d)의 면적을 부유로(262b)의 입구(262a)의 면적과 동등하게 하고 있다. (261)은 주유로이다.
스로틀(262e)을 배설하였고, 부유로(262c)의 직각을 작게 하였으므로, 축소, 확대의 관로형상저항의 부가에 의해서 발열저항체(10) 보다 하류의 부유로의 유체저항, 특히 역류에 대한 유체저항이 증가된다. 따라서, 당초 설명한 바와 같은 효과가 달성된다. 그리고, 출구(262d)의 면적을 크게 하고, 또한 상대적으로 유로(260d)의 단면적을 크게 설정하였기 때문에, 입구-출구의 동압변화분에 의한 정압손실, 저감 및 유로(260d)부분의 관마찰저항의 저감이 얻어지므로, 저유량역에서의 유량분배비가 상대적으로 높아지는 효과가 있다.
제27도, 제28도 및 제29도에 본원 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 실시예를 나타낸다.
보디(270)의 돌출부(270d)의 주유로(271)의 중심에 개구된 부유로(272)는 주류와 병행인 부유로(272b)만으로 구성되어 있다. 돌출부(270d)의 주류에 대하여 하류측의 면은 평면으로 형성되어 있으며, 여기에 역류의 동압이 작용한 경우에 부유로출구(272d)를 막는 체크밸브(273)가 설치되어 있다. 체크밸브(273)는 이 체크밸브보다 짧은 길이의 리테이너(274)에 의해 백업되고, 리테이너(274)는 볼트(275), (276)에 의해 돌출부(270d)에 고정되어 있다. 회로유니트(282)는 긴 몰드부(282c)를 가지며, 발열저항체(282a), 온도보상 소자(282b)를 부유로(272b)에 배치하고 있다.
이미 설명한 체크밸브의 작용에 의해 본 구성으로 온도특성이 양호하고, 기관의 백블로, 백파이어에 강한 내연기관용 발열저항식 공기유량측정장치를 짧은 축방향 치수로 실현할 수 있다. 단, 이 구성에서는 부유로(272)는 통로길이가 짧기 때문에 맥동의 저감작용이 작다는 것, 고유량역에서의 유속저감작용이 없다는 등의 문제이다.
제29도는 제27도에 나타내는 실시예의 부분 변경도이고, 부유로(292b)에는 발열저항체(282a)의 하류부분에 스로틀(292e)이 배설되어 있다. 이것에 이해 약간의 맥동감쇠효과 및 고유량역에서의 붕로(292b)내의 유속의 저감이 가능해진다.
다음에, 본 발명의 내연기관에 대하여 제30도에 따라서 설명한다. 제30도는 본원 발명의 내연기관용 발열저항식 공기유량측정장치가 적용되는 전자제어식 연료분사장치를 구비한 내연기관의 시스템실시예이다,
실린더(500)에의 공기는 에어필터(503)에서 흡입되고, 접속관(504), 유량측정장치(502), 흡기매니폴드(501)를 통과하여 공급된다. 유량측정장치(502)에는 주유로(521)에 돌출한 부유로(522)가 형성되어 있으며, 이 부유로(522) 내에는 회로유니트(14)와 일체로 형성된 발열저항체(10) 및 온도보상소자(12)가 설치되고, 이 부분의 공기유속을 검지하여 전체 흡입공기량에 대한 출력을 얻는다. 유량측정장치(502)의 통로에는 차량의 액셀폐달과 연동하는 흡입공기량 제어용스로틀밸브(20)가 설치되어 있다. 또한, 유량측정장치(502)에는 스로틀밸브 완전폐쇄(아이들링)시의 유량을 제어하는 아이들스피드콘트롤 (ISC)밸브(518)가 설치되어 있다.
한편, 연료는 연료탱크(505)로부터 펌프(506)에 의해 인젝터(507)에서 흡기매니폴드(501)내에 분사되어 엔진의 실린더(500)에 공기와 함께 공급된다.
콘트로롤유니트(510)에서는 발열저항체 회로유니트(14)의 출력신호, 스로틀밸브(20)의 회전각도신호, 배기매니폴드(511)에 설치된 산소농도센서(508)의 출력신호, 기관의 회전속도센서(509)의 출력신호 등이 입력되고, 연료분사량, ISC 밸브개폐도 등이 연산된다. 이 결과에 따라 인젝터(507), ISC 밸브(518)등을 제어한다. 또한, 콘트롤유니트(510)에는 흡입공기량 및 회전속도에 대응하는 연료분사량의 테이블이 기억되고 있고, 발열저항체로부터의 흡입공기량과 속도센서로부터의 회전속도로부터 즉각 연료분사량을 구할 수 있고, 연료분사장치로부터 분사되는 연료분사량을 제어하고 있다.

Claims (12)

  1. 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로(主流路)와, 흡입공기량을 계측하는 발열저항체와, 이 발열저항체의 방열(放熱)변화를 전기신호로 변환하여 외부에 출력하는 회로유니트, 및 상기 주유로의 내부에의 돌출부에 형성되어 상기 발열저항체가 배치된 부유로(副流路)를 구비한 발열저항식 공기유량측정장치에 있어서, 상기 부유로는 상기 주유로의 축방향으로 형성된 유로와 반경방향으로 형성된 유로로 이루어지는 L자형의 구성이고, 또한 상기 축방향으로 형성된 부유로는 상기 주유로 중심축에 대해 편심하여 배설되고, 또한 반경방향으로 형성된 부유로의 길이는 상기 주유로의 반경길이 이상으로 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부유로가 내부에 형성된 상기 돌출부는 상기 주유로를 형성하는 보디부재와 일체성형되어 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  3. 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로와, 흡입공기량을 계측하는 발열저항체와, 이 발열저항체의 방열변화를 전기신호로 변환하여 외부에 출력하는 회로유니트, 및 상기 주유로의 내부에의 돌출부에 형성되어 상기 발열저항체가 배치된 부유로를 구비한 발열저항식 공기유량측정장치에 있어서, 상기 부유로는 상기 주유로의 축방향으로 형성된 유로와 반경방향으로 형성된 유로로 이루어지고, 또한 상기 부유로가 형성된 부분은 상기 주유소를 형성하는 보디부재와 일체로 성형 또는 접합등에 의해 일체화된 돌출부분이며, 이 돌출부분은 완전히 상기 주유로의 내부에 있으며, 주로 이 상기 돌출부분의 상류측으로부터 하류측에의 단면적 변화에 의해 부유로 출구부 근방의 주유로에 단면적 축소부분을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 부유로가 형성된 상기 돌출부분은 상기 주유로를 형성하는 보디부재와 일체로 성형 또는 접합등에 의해 일체화된 복수의 리브부재에 의해 상기 주유로의 중앙에 지지되고, 상기 돌출부분과 상기 복수의 리브에 의해 상기 부유로 출구 근방의 주유로에 단면적 축소부분을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 주유로내부에서의 돌출부분은 주유로보디의 외부에 장착된 회로유니트측의 주유로내벽과, 그 반대측의 내벽을 주유로의 중심을 통해 접속하여 배설되어 있고, 주유로를 2분할하고 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 회로유니트와 일체의 배선요소의 몰드부재부분은 상기 돌출부분을 관통시켜서 주유로 중심축과 일치하는 상기 부유로에 상기 발열저항체를 배치한 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부유로는 상기 주유로의 축방향으로 형성된 단면 원형의 유로와 직각 밴드관로요소에 의해 접속되는 상기 발열저항체 하류에 형성된 각단면(各斷面)의 유로로 이루어지는 굴곡부유로인 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부유로는 상기 주유로의 축방향으로 형성된 상류통로와 상기 발열저항체 하류의 상기 주유로축에 수직인 일평면내에 형성된 하류통로로 이루어지고, 이 하류통로는 상류통로와 직각 밴드관로요소에 의해 접속되어 있는 굴곡부유로인 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열저항체로부터 하류의 상기 부유로의 하류통로는 상기 주유로 보디와 일체의 돌출부의 벽명의 일부와 부유로에의 역류침입방지부재인 커버부재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 부유로가 형성된 상기 돌출부분은 상기 주유로를 형성하는 보디부재와 일체의 리브를 통해 주유로 중앙에 배설되고, 또한 부유로의 상기 발열저항체의 하류통로는 돌출부분의 벽면의 일부와 역류침입방지부재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열저항체로부터 하류의 상기 부유로의 하류통로에는 2개의 직각 밴드요소를 가지고, 상기 부유로의 출구를 하류방향으로 향하게 한 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기 유량측정장치.
  12. 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로와, 흡입공기량을 계측하는 발열저항체와, 이 발열저항체의 방열변화를 전기신호로 변환하여 외부에 출력하는 회로유니트, 및 상기 주유로의 내부에의 돌출부에 형성되어 상기 발열저항체가 배치된 부유로를 구비한 발열저항식 공기유량측정장치에 있어서, 상기 부유로가 형성된 부분은 상기 주유로를 형성하는 유량계보디의 상기 회로유니트가 장착되는 측의 내벽으로부터 캔틸레버형으로 돌출되고, 또한 상기 주유로의 중심축에 상기 부유로의 중심축을 일치시키고, 상기 발열소자는 이 발열소자와 상기 회로유니트를 전기적으로 결합하는 배선요소를 수납하는 몰드부분을 상기 부유로형성부재를 관통시켜서 상기 부유로내에 배치하고, 또한 주유로내벽에 단차를 형성하여 부유로입구 상류측에 철망체를 배설한 것을 특징으로 하는 발열저항식 공기유량측정장치.
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