JP2511992B2 - 内燃機関の吸気構造 - Google Patents
内燃機関の吸気構造Info
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- JP2511992B2 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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- air flow
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
実施例を図面を参照して説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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
ρ１＝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ρ２は
ρ２＝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ρ３はρ３＝15kg/m3とする。
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
ρ１＝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ρ２は
ρ２＝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ρ３はρ３＝15kg/m3とする。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【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。」 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181019A JP2511992B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 内燃機関の吸気構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181019A JP2511992B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 内燃機関の吸気構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6426112A JPS6426112A (en) | 1989-01-27 |
| JP2511992B2 true JP2511992B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=16093337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181019A Expired - Lifetime JP2511992B2 (ja) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | 内燃機関の吸気構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511992B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7049139B2 (ja) | 2017-03-03 | 2022-04-06 | エムアーエヌ トラック アンド バス エスエー | ワイヤ構造体で形成された混合要素を有する自動車のパイプライン |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424019U (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-27 | ||
| DE102018204415A1 (de) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49120131A (ja) * | 1973-03-23 | 1974-11-16 | ||
| JPS50144823A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-11-20 | ||
| JPS5123168A (ja) * | 1974-08-20 | 1976-02-24 | Tokico Ltd | Seiryusochi |
| JPS56108910A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-28 | Hitachi Ltd | Measuring device for sucked air flow rate |
-
1987
- 1987-07-22 JP JP62181019A patent/JP2511992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49120131A (ja) * | 1973-03-23 | 1974-11-16 | ||
| JPS50144823A (ja) * | 1974-05-13 | 1975-11-20 | ||
| JPS5123168A (ja) * | 1974-08-20 | 1976-02-24 | Tokico Ltd | Seiryusochi |
| JPS56108910A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-28 | Hitachi Ltd | Measuring device for sucked air flow rate |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7049139B2 (ja) | 2017-03-03 | 2022-04-06 | エムアーエヌ トラック アンド バス エスエー | ワイヤ構造体で形成された混合要素を有する自動車のパイプライン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6426112A (en) | 1989-01-27 |
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