KR940011013B1 - 열식 공기유량계 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

열식 공기유량계 및 그 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 내연기관용 열식 공기유량계를 적용하는 전자(電子)제어식 연료분사장치의 개략도.

제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예의 축선을 지나는 수직면으로 절단한 단면도.

제 3 도는 제 2 도의 Ⅰ- I에서 본 도면.

제 4 도는 본 발명의 제 2 실시예의 종단면도.

제 5 도는 제 4 도의 Ⅰ- I에서 본 도면.

제 6 도는 본 발명의 제 3 실시예의 축선을 지나는 수직면으로 절단한 단면도.

제 7 도는 제 6의 Ⅰ- I단면도.

제 8 도는 본 발명의 제 4 실시예의 축선을 지나는 수직면으로 절단한 단면도.

제 9 도는 제 8 도의 Ⅰ- I 단면도.

제 10 도는 본 발명의 제 5 실시예의 종단면도.

제 11 도는 제 10 도의 Ⅰ- I에서 본 단면.

제 12 도는 본 발명의 제 6 실시예를 나타낸 제 10 도의Ⅰ- I에서 본 도면 상당도.

제 13 도는 제 2 도의 유량계보디를 일체 성형하기 위한 중형의 조립도의 축선을 지나는 수직면으로 절단한 단면도.

제 14 도는 제 13 도의 Ⅰ- I 단면도.

제 15 도는 제 13 도의 Ⅱ-Ⅱ 단면도.

제 16 도는 제 13 도의 Ⅲ-Ⅲ 단면도.

제 17 도는 제 13 도의 Ⅳ-Ⅳ 단면도.

제 18 도는 제 2 도에 나타낸 실시예의 개략도.

제 19 도 및 제 20 도는 제 18 도에 나타낸 실시예의 부유로내 주류축방향거리와 부유로내 유속의 주류축방향 유속의 관계도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 열식(熱式) 공기유량계 및 그 제조방법에 관한 것이며, 특히 자동차엔진의 흡기계를 구성하고, 그 흡입공기량을 검출, 또한 제어하는데 적합한 내연기관용 열식 공기유량계 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

종래의 내연기관용 열식 공기유량계는 일본국 실개소 59(1984)-170682호, 동 특개소 60(1985)-79162호, 동 실개소 61(1986)-25558호 공보에 기재되어 있는 것이 있다. 이들 장치는 열식 공기유량계와 스로틀밸브를 근접하여 구성하고, 유량계 입구의 하류 또한 스로틀밸브의 상류의 주유로(主流路)에 연료분사밸브의 일부 또는 전부를 설치하는 형의 열식 공기유량계이다. 이들은 부유로(副流路)출구부의 하류 또한 스로틀밸브의 상류의 주유로 벽면에 교축(絞縮)이 형성되어 있지만, 이들은 부유로 출구로부터 하류 또한 교축입구의 상류구간에 주유로 단면적이 일정하게 되는 구간이 형서되어 있지 않으므로, 이 구간에서 주류방향에 수직의 면에서의 압력 및 유속분포가 안정화되지 않고, 부유로내 유속이 이 영향을 받아서 변동된다고 하는 결점이 있었다.

또, 스로틀밸브의 회전운동에 기인하는 주유로, 부유로의 유량분배비 변동의 저감에 대하여 충분한 배려가 되어 있지 않으며, 정확히 유량을 검출할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 흡입공기의 유속분포를 안정시켜서, 정확한 유량을 검출할 수 있는 열식 공기유량계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 용이하게 상기 열식 공기유량계를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 열식 공기유량계는, 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로와, 흡입공기를 계측하는 열소자가 배치된 축방향유로 및 그 하류의 경(徑)방향 유로로 형성된 부유로를 구비하고, 이 부유로 중 상기 축 방향유로는 상기 주유로의 축중심에 대하여 편심(偏心)되어 배설되고, 또한 상기 부유로의 출구는 상기 경방향유로에 배설되고, 이 부유로의 출구의 하류에 주유로의 교축 및 스로틀밸브의 개도(開度)의 증대에 따라서, 스로틀밸브가 멀어지는 영역에 상기 부유로의 출구가 배설되어 있는 동시에, 이 부유로의 출구로부터 출구의 폭만큼 하류에 떨어진 위치에 상기 주유로의 교축부가 형성되어 있는 것에 있다.

본 발명의 상기 열식 공기유량계의 제조방법은, 맞댐면 및 겹침면을 가진 상기 교축을 형성하기 위한 중형(中型)과, 그 중형과 상기 부유로를 형성하기 위한 2개의 분할가능한 중형을 사용하여 용재(溶材)유입을 형성하는 것에 있다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 부유로벽과 주류(主流)와의 열교환면적을 크게 하였으므로, 부유로벽의 온도가 항상 흡입공기온도에 가까운 온도로 유지되어 온도특성을 양호하게 한다.

열소자의 하류의 주류와 직각이고, 출구개구면이 주류와 병행의 부유로를 형성하였으므로, 역류의 동압(動壓)이 출구개구에 직접 걸리는 것을 방지하는 동시에, 유로내에서의 유속의 감쇠가 얻어진다. 즉, 백파이어나 백블로에 의한 역류의 부유로내에의 침입력을 경감하고, 또한 유로내에서 침입흐름을 감쇠하여, 열소자의 손상방지가 달성된다.

그리고, 부유로와 스로틀밸브와의 사이에 형성되어 있는 교축에 의해서, 짧은 구간에서 유속분포의 안정화를 도모할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음에, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 제 1 도는 본 발명의 내연기관용 열식(熱式) 공기유량계를 적용한 흡기제어계의 시스템구성도이다. 흰 화살표로 표시된 공기는 에어필터(503)를 통과한 후, 흡기관(504), 유량계(1), 흡기매니폴드(501)를 지나서 엔진피스톤내에 흡입된다. 유량계보디(1)의 주유로(主流路)(21)에는 내부에 회로유니트(2)와 접속된 열소자(2a), 온도보상용 소자(2b)를 배설한 부유로(副流路)(22)가 돌출되어 있고, 공기흐름은 주유로(21)와 부유로(22)에 분류(分流)된다. 이때, 부유로에 분류된 공기유량이 검출되고, 분류비에 의해 전체 공기유량을 결정하여 출력한다. 부유로 뒤쪽에 설치된 스로틀밸브(3)는 액셀페달에 연동하여, 흡입공기량을 제어한다. 유량계(1)에 부착된 아이들스피드콘트롤(ISC)밸브(8)는 스로틀밸브(3) 전폐(全閉)시에 있어서의 공기유량을 제어한다. 검은 화살표는 연료의 흐름을 나타낸다. 연료탱크(505)로부터 연료분사펌프(506)에 의해 흡입된 연료는 인젝터(507)에 의해 매니폴드(501)내에 분사되어, 유량계(1)를 통과해 온 공기에 혼합되고, 엔진(500)내에 흡입된다.

콘트롤유니트(510)는 회로유니트(2)의 출력, 스로틀밸브의 회전각을 나타내는 신호출력, 배기매니폴드(511)내에 설치된 산소농도센서(508)의 출력, 기관의 회전속도센서(509)의 신호출력을 기초로 연료분사량, ISC밸브개도(開度)를 연산하는 장치이고, 이 결과를 기초로 하여 인젝터(507), ISC밸브(8)가 제어된다.

다음에, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 제 2 도 및 제 3 도를 이용하여 설명한다. 보디(1)는 내연기관의 흡기관로를 구성하고 있다. 제 2 도의 흰 화살표는 공기의 흐름을 나타내고, 이 상류측에는 에어클리너가 직접 또는 덕트를 통해 접속되고, 하류측에는 엔진매니폴드관이 접속되어 있다.

보디(1)는 상류측의 유량계보디(1a), 하류측의 스로틀밸브보디(1b), 아이들스피드콘트롤밸브보디의 3개의 보디로 이루어진다. 유량계보디(1a)는 주유로(5)에 돌출되어 일체 성형되어 있고, 그 내부에는 부유로(6)가 형성되고, 부유로내 통로(6b)와 직교하는 방향에 보디 외부로부터 뚫린 구멍을 통해 열소자 지지체(2c)가 설치되어 있다. 제 1 도에 나타낸 보디(1)에는 열소자(2a)와 온도보상용 소자(2b) 및 이들의 지지체(2c)가 전자(電子)회로와 접속되어 이루어지는 회로유니트(2), 공기유량을 제어하는 스로틀밸브(3), 밸브를 회전구동하기 위한 밸브샤프트(4), 아이들링시의 공기유량을 제어하는 ISC 밸브(31)가 장착되어 있다.

돌출부(1d) 내부에는 주유로(5)에 병행이고 유량계(1a)의 상류측에 입구개구부(6a)를 가진 원형단면의 부유로(6b)와, 이것에 직각이고 주유로에 출구개구부(6d)를 가진 4각형 단면의 부유로(6c)로 이루어지는 직각벤트를 가진 L자형 부유로가 형성되어 있다. 이 부유로(6)와 주유로(5)에 의해 분기, 혼합유로를 구성한다.

유량계보디(1a)의 입구개구부(5a) 및 부유로의 입구개구부(6a)의 내벽의 에지는 완만한 교축(絞縮)형상으로 되어 있다. 부유로(6)의 출구(6d)는 주유로(5)의 대략 가장 좁은 단면적으로 되는 부분(5b)에 주류에 대하여 병행으로 배설되어 있다. 주류에 직각의 부유로(6c)를 이루는 벽면 중, 주류에 대하여 상류측의 벽(32)은 흐름에 교란을 쉽게 일으키지 않는 반원형 앞에지의 단면형상을 갖고 있고, 선단부는 주유로 내벽에 접속되어 있다. 이로써, 부유로 출구부의 흐름이 주류에 직접 닿는 것이 방지되어 양호한 유출조건을 얻는다.

그리고, 상류측 벽면을 주유로 내벽에 접속하는 것은 유량계보디를 다이캐스트 일체 성형할 때에 탕류(湯流)를 양호하게 한다고 하는 제조상의 이점을 갖는다.

다음에, 본 발명의 열식 공기유량계의 작용에 대하여 설명한다. 이 열식 공기유량계는 공기흐름 중에 전기적으로 가열한 발열저항체를 설치하고, 그 저항체를 브리지회로를 구성하는 하나의 저항체로 하여, 그 온도를 일정하게 유지하는 회로구성을 부여한다. 이때, 발열저항체 부근의 유속변동에 의해 발열량에 변화가 생긴 경우의 저항체 양단의 전압의 변화로부터 유량을 검지한다. 브리지회로는 발열저항체의 저항치를 일정하게 유지하도록 구성되고, 열소자로서는 저항의 온도의존성이 큰 백금, 니켈 등을 선, 박막(箔膜)으로 가공하여, 이것을 단독 또는 세라믹스, 유리, 폴리아미드수지 등의 보빈 또는 기판에 감거나 또는 접속한 것이 사용된다. 내연기관용 열식 공기유량계에서는 열소자와는 별개로 온도보상용의 비가 열소자가 설치되고, 이것도 브리지회로의 하나의 저항을 이루고 있다.

열소자를 내부에 가지고, 주유로에 병행하는 통로와, 주유로에 직각의 통로로 이루어지는 부유로는 그 내부 유속을 기관에의 순방향흐름, 즉 기관에의 흡입공기방향에 있어서는 주유로와 대략 동등하게, 역류에 있어서는 부유로 출구부에 직접으로 동압(動壓)이 작용하지 않는 구성과, 직각벤트부의 유체저항요소에 의해 대폭 감소시키도록 작용한다. 유량계보디 중, 부유로를 구성하는 부위를 주류속에 돌출시키고, 그 주위를 주류가 통과하도록 하면, 주류공기의 냉각작용에 의해 부유로벽 온도는 대략 주류공기온도와 같게 유지된다. 주유로에 직각의 부유로의 길이를 주유로 반경의 절반보다 길게하는 것은 흡입공기관로의 상류부를 왼쪽으로, 또한 부유로 돌출부의 기부(基部)를 위쪽으로 보아서, 스로틀밸브가 전폐시로부터 반시계방향으로 회전하여 전개(全開)에 이르는 경우, 부유로 출구부 흐름을 상대적으로 교란이 적은 상태로 하류에 유출할 수 있다. 또, 주류가 역류의 경우에는 스로틀밸브 하단에 의해 생기는 교란이 유체저항의 작용을 하여, 역류의 부유로내 침입을 방해하는 작용을 한다. 주유로에 대하여 직각의 부유로부분의 벽 중, 하류에 면한 유로벽은 부유로내에의 역류의 침입을 방해하는 작용을 하여, 백파이어 등의 백블로로부터 열소자를 보호하는 작용을 한다.

열식 공기유량계에 있어서, 부유로 출구로부터 이 출구의 축방향치수와 대략 같은 거리 뒤쪽 위치보다 하류이고, 또한 스로틀밸브장치의 밸브축으로부터 밸브판 반경의 약 1/2의 치수에 상당하는 앞쪽의 위치보다 상류측의 구간의 주유로 벽면상에 형성된 교축은 축류(縮流)효과에 의해 이 부근의 유속 즉 동압을 증대시킨다. 동압의 주류 순방향에 따른 단조(單調) 증가는 베르누이의 정리로부터 명백한 바와 같이, 이 방향으로 단조 감소하는 압력구배를 발생시키고, 그 결과 교축 하류의 정압(靜壓)은 상류의 정압보다 낮은 상태에 놓인다. 이때, 스로틀밸브의 회전에 의해 교축 종단 하류 부근의 유속의 분포가 변동되고, 정압의 분포도 변동되었다고 하면, 상기 압력구배의 존재에 의해 압력변동의 교축 상류측에의 전파(傳播)가 저지된다. 또, 교축의 개시위치를 부유로 출구보다 뒤쪽에 배설함으로써, 부유로 출구하류 또한 교축입구의 상류 구간의 단면적이 일정하게 된다. 이 구간에서는 압력구배에 단차(段差)가 없고, 대략 일정하게 유지되고, 이로써 부유로 출구유속은 안정화된다. 그 결과로서, 부유로내 유속 및 주유로내 유속의 스로틀밸브각의 변화에 대한 변동은 안정화되고, 주류와 부류의 유량비도 안정화되는 작용이 나타난다.

또한, 제 4 도 및 제 5 도에 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 나타낸다. 싱글포인트 인젝션시스템에 있어서 스로틀밸브의 상류측에 연료분사밸브(40)를 설치하는 경우, 이 부유로출구와 주유로 내벽을 접속하는 부분은 연료분사밸브의 지지체로서 사용할 수 있고, 연료분사밸브를 설치하지 않는 경우와 비교해도 주류 및 부유로의 유량비의 변동이 작다고 하는 장점이 있다.

이들 실시예에서는, 부유로 출구(6d)의 하류측에서 스로틀밸브가 전개일 때에 그 선단의 일부가 존재하는 영역의 보디 벽면에 교축(60)이 형성되어 있다. 이 교축은 부유로 출구로부터 이 출구의 주유로방향의 직경폭과 대략 같은 거리 뒤쪽 위치로부터 하류밸브샤프트(4)의 위치보다 밸브판(3)의 반경의 약 1/2의 치수에 상당하는 거리만큼 상류의 구간에 설치하는 것이 유효하다. 즉, 제 2 도에 있어서, 교축(60)은 축류효과에 의해 스로틀밸브(3)의 회전각 변화에 의한 부유로(6)내의 유속변동을 저감하고, 유로(5c)는 일정 단면적인 것에 의해 이 부근의 압력구배 압력단차를 작게하여, 부유로 출구부의 유출조건을 안정화한다. 이로써, 스로틀밸브장치를 부유로 출구 부근에 근접하여 설치할 수 있고, 내연기관용 열식 공기유량계의 주축방향 치수를 짧게 할 수 있다.

제 6 도 및 제 7 도에 본 발명의 제 3 실시예에 대하여 나타낸다. 제 6 도에 있어서, 흰 화살표는 공기흐름의 방향을 나타낸다. 흡입공기관로를 구성하는 보디(7)는 보디(7a), 하류측의 스로틀밸브보디(7b)로 이루어진다. 유량계보디(7a)는 주유로(8)내에 일체 성형에 의해 돌출되어 형성된 부분(7c)을 가진다. 본 실시예에서는 제 1 실시예와 달리, 돌출부(7c)내의 부유로(9)는 주류축방향에 병행하는 통로(9b)만으로 이루어진다.

돌출부(7c)의 선단부에는 상류측에 개구부(9a)를 가지고, 또 주유로(8)에 평행한 부유로내 통로(9b), 그 하류측에 개구(9c)를 가지며, 그 단면이 원형인 부유로(9)가 형성되어 있다. 이 부유로(9)는 주유로(8)와 분기, 혼합유로를 구성하고 있으며, 열소자(20a), 온도보상소자(20b)는 상기 회로유니트와 일체의 홀더부(20c)를 보디(7a)에 형성된 구멍을 관통시킨 구성으로 부유로(9b)에 배치되어 있다. 주유로 입구(8a)와 부유로 입구(9a)의 내면은 완만한 교축을 형성하고 있다. 부유로 출구부의 주유로에 대하여 수직의 면에는 역류의 동압이 부유로내에 침입하는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 설치되어 있다. 체크밸브(50)는 체크밸브보다 짧은 리테이너(51)에 의해 지지되고, 리테이너(51)는 볼트(52),(53)에 의해 돌출부(7c)에 고정되어 있다. 체크밸브(50)는 주류가 순방향 흐름의 경우, 부유로 출구로부터 유출되는 유속의 방향을 하향으로 바꿈으로써, 이 흐름에 대한 스로틀밸브 하단부에 의한 저항을 작게하는 이점이 있다. 또, 이 예에서는 부유로의 길이가 짧지만, 맥동류(脈動流)에 대한 저감에 대하여는 그다지 문제로는 되지 않는다.

부유로가 주유로에 병행의 유로만으로 이루어지는 경우, 부유로 출구의 위쪽을 지점으로 한 체크밸브를 부착하는 것은 상기 주류에 대하여 병행 및 직각의 유로로 이루어지는 부유로의 경우와 동등한 작용을 얻는데 효과가 있다. 즉, 부유로 출구 유속의 방향이 체크밸브에 의해 아래쪽으로 향하게 됨으로써, 주류의 순류, 역류시에 있어서의 스로틀밸브에 의한 부유로 출구 부근의 유체저항의 변화를 상기와 동일하게 이용할 수 있고, 또 백블로 및 역류에 관하여 상기 주류에 대하여 하류측의 부유로 벽면과 동등한 작용을 가진다.

본 실시에의 경우도 제 1 실시예와 동일한 스로틀보디(7b)의 구간 벽면에 교축을 형성하고 있다. 이 경우에도, 스로틀밸브(3)의 회전각의 변화에 의한 부유로(9)내의 유속변동을 저감할 수 있다.

제 8 도 및 제 9 도에 본 발명의 제 4 실시예에 대하여 나타낸다. 제 8 도의 흰 화살표는 공기흐름의 방향을 나타낸다. 본 실시예의 기본적 구성은 제 1 실시예와 동일하다. 보디(11)는 상류측의 유량계보디, (10)은 스로틀밸브보디이다. 유량계보디(11)는 주유로에 돌출하고, 일체 성형된 구조(13e)를 가진다. 돌출부(13e) 내부에는 상기 주유로(12)에 병행이고 유량계(11)의 상류측에 입구개구부(13a)를 가진 원형단면의 부유로(13b)와 이것에 직각이고 주유로에 병행의 출구(13d)를 가진 4각형 단면의 부유로(13c)로 이루어지는 L자형 부유로가 형성되어 있다. 이 부유로(13)와 주유로에 의해 분기, 혼합유로를 구성한다.

본 실시예에서는, 제 1 실시예와 동등한 작용을 가진 교축(62)을 제 1 실시예에 대응하는 동등의 구간에 형성하고 있다. 단, 본 실시예에서는 제 1실시예와 달리, 상류측 내벽부에 교축(62)을 형성한 스로틀밸브보디의 상류측과, 이것과는 별개로 성형된 유량계보디(11)의 하류측을 끼워맞춤으로써 제 1 실시예와 동일한 교축구조를 형성하고 있다. 이 경우, 부유로 하류 벽판(14)을 나사고정할 때의 작업이 용이해지는 이점이 있다.

제 10 도 및 제 11 도에 나타낸 것이 본 발명의 제 5 실시예이다. 본 실시예에서는 부유로(212)를 내부에 형성한 유량계보다 돌출부(215)가 주유로(213)의 내벽의 주위에 따르도록 배설되어 있다. 즉, 부유로중 주유로(213)에 직각의 부유로부분(212c)은 주유로 내주방향에 향해 중심각이 약 90°의 원호형으로 형성되고, 부유로 출구부(212d)는 반경방향에 향해 개구되어 있다. 이 부유로의 원호형 부분은 스로틀밸브(3)가 있는 측으로부터 앤드밀가공 등에 의해 형성되고, 부유로의 하류측에 면한 벽은 판형 커버(216)를 하류측으로부터 볼트(214a),(214b)에 의해 접합함으로써 형성된다. 이와같이 하여 형성된 부유로(212)의 유체저항은 직각 벤트부와 약 90°의 곡율이 작은 각(角)단면 엘보의 관로형상 저항과 유로내벽의 마찰저항으로 이루어지고, 이 유체저항의 크기는 원호형 유로의 길이 및 단면적을 선정함으로써, 제 1∼제 4 실시예의 경우보다 크게 할 수 있고, 맥동류의 감쇠 및 내(耐)백파이어 등에의 점에서 유효하다. 또, 부유로를 이와 같이 원호형으로 하는 것은 제 12 도에 나타낸 제 6 실시에와 같이 싱글포인트 인젝션시스템에서, 인젝터(218)를 스로틀밸브의 상류측에 설치하는 경우 설치가 용이하게 행해진다.

본 실시예에서도 제 1∼제 4 실시예와 동일하게 스로틀보디부에의 구간 벽면에 교축(217)을 형성하고 있다. 이로써, 스로틀밸브(3)의 회전각의 변화에 의한 부유로(212)내의 유속변동이 저감된다.

제 13 도∼제 17 도는 각각 제 2 도의 스로틀밸브장치 일체형 내연기관용 열식 공기유량계의 보디를 다이캐스트 일체 성형하기 위한 중형(中型)을 나타내고 있다. 각 도면에는 제 2 도의 스로틀보디부분(1b)을 형성하기 위한 중형(200), 유량계보디부분(1a)을 형성하기 위한 중형(201) 및 중형(202)이 도시되어 있으며, 이들 3개의 중형에 의해 공간(300)이 형성되고, 이것은 제 2 도의 돌출부(1d)를 형성하기 위한 것이다. 또한, 교축(60)은 중형(200)에 대하여 중형(201),(202)을 맞댐면 및 겹침면을 갖는 조합을 행합으로써 구성된다.

주유로중에 돌출부를 가지고, 돌출부 뒤쪽에서 유로단면적이 감소되도록 한 유량계보디를 일체 다이캐스트 성형하는 경우, 성형후의 중형의 제거를 가능하게 하기 위하여는 , 그 접합면은 맞댐면과 겹침면을 가질 필요가 있기 때문이다.

이와 같은 성형법에 의하면, 본 발명의 열식 공기유량계를 용이하게 제조할 수 있다.

제 18 도, 제 19 도 및 제 20 도는 부유로 출구 하류에 형성된 교축이 스로틀밸브의 회전각 변화에 의해 생기는 부유로내 유속의 변동을 저감하는 효과를 수치실험에 의해 확인한 것을 나타낸 도면이다. 제 18 도는 제 2 도에 나타낸 실시예의 개략도이며, 이것은 제 2 도에 나타낸 실시예와 동등하다. 이 모델에 대하여 부유로 출구로부터 교축입구에 이르는 주류축방향의 거리ℓ를 변화시켜 수치실험을 행한 결과가 제 19 도 및 제 20 도이다. 수치실험은 유량계보디의 상류입구 경계조건으로서 주류축방향으로 2㎧의 일정한 흐름을 부여하여, 스로틀밸브각 θ을 변화시켜서, 부유로내 유속을 조사한다는 방법으로 행하였다. 여기에 나타낸 수치실험결과는 상기 조건에 대하여 제 19도의 ℓ의 치수가 0㎜의 경우와 제 20 도의 ℓ이 부유로 출구의 축방향치수 w와 대략 같을때의 두 경우이다.

제 19 도 및 제 20 도의 흰 원, 3각형 및 정방향으로 나타낸 점은 유량계의 입구개구부로부터 주류축에 평행으로 부유로내 원형단면의 중심상의 유속을 스로틀각도 θ를 파라미터로 하여 플롯한 것이고, 각각 θ=90°, θ=60°, θ=45°에 대응한다. 제 19 도 및 제 20 도의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 부유로내 유속의 스로틀 각 변화에 의한 편차의 크기는 교축을 부유로 출구의 직후에 형성한 경우의 최대편차 0.22㎧로부터, 주유로 단면적이 같은 직관부(直管部)를 배설한 경우의 최대편차 0.08㎧로 저감되고, 직관부를 배설한다는 것, 즉 일정 구간 단면적을 일정하게 유지하는 것이 스로틀밸브각 변동의 영향을 저감하는데 효과적인 것을 알 수 있다. 또, 유량계 전체의 주류축방향의 단축화를 고려한 경우에는 직관부는 가능한 한 짧은것이 바람직하지만, 직관부 길이ℓ는 부유로 출구로부터 이 출구의 주유로방향의 직경폭에 대략 동일하게하면 충분한 효과가 있는 것을 알 수 있고, 실용상의 적용에 충분한 의미가 있다.

본 발명에 의하면, 부유로의 출구개구부의 하류에 설치된 스로틀밸브의 회전, 유속의 감속에 의해 생기는 박리등의 흐름의 불안정 및 주유로의 흐름과 부유로 출구개구부의 흐름의 합류에 의해 발생하는 흐름의 교란이 부유로내 유속에 미치는 영향을 저감하고, 주류축방향의 보디치수를 단축화할 수 있고, 이로써 유량비 특성을 안정되게 유지한 채로 유량계 중량의 경량화, 콤팩트화를 실현할 수 있다.

Claims (5)

1. 내연기관의 흡입공기통로를 구성하는 주유로(主流路)와, 흡입공기를 계측하는 열소자가 배치된 축방향 유로 및 그 하류의 경(徑)방향유로로 형성된 부유로(副流路)를 구비하고, 이 부유로 중 상기 축방향유로는 상기 주유로의 축중심에 대하여 편심(偏心)되어 배설되고, 또한 상기 부유로의 출구는 상기 경방향유로에 배설되고, 이 부유로의 출구의 하류에 주유로의 교축(絞縮) 및 스로틀밸브를 가진 열식(熱式) 공기유량계에 있어서, 상기 부유로 전체가 상기 주유로의 내부에 배치되고, 스로틀밸브의 개도(開度)의 증대에 따라서, 스로틀밸브가 멀어지는 영역에 상기 부유로의 출구가 배설되어 있는 동시에, 이 부유로의 출구로부터 출구의 폭만큼 하류에 떨어진 위치에 상기 주유로의 교축부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열식 공기유량계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주유로를 형성하는 부재와 상기 부유로를 형성하는 부재와를 일체로 한 것을 특징으로 하는 열식 공기유량계.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 부유로의 출구부 하류보다 상류측이 돌출된 구조이고, 이 돌출부분이 상기 부유로의 출구개구에 대하여 상기 주유로의 흐름의 방풍벽으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 열식 공기유량계.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 돌출부분의 상류측에 연료분사장치를 배치한 것을 특징으로 하는 열식 공기유량계.
5. 제 3 항의 열식 공기유량계의 제조방법에 있어서, 맞댐면 및 겹침면을 가진 상기 교축을 형성하기 위한 중형(中型)과, 그 중형과 상기 부유로를 형성하기 위한 2개의 분할가능한 중형을 사용하여 용재(溶材) 유입을 형성하는 것을 특징으로 하는 열식 공기유량계의 제조방법.

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