[发明专利]用于空气质量流量传感器的涡流抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机空气进气管道中的空气质量流量测量以及通过减少在空气流中的紊流和涡流而提高空气质量流量传感器性能的装置。

背景技术

空气质量流量传感器典型地应用于测量进入内燃发动机空气进气管道的空气量。为了减少污染和提供更清洁以及更完全的燃料燃烧，空气质量流量传感器信号被供给到专门的计算设备(有时称为发动机控制单元或ECU)，为了高效燃烧，该计算设备用所述空气流量信号与其它测量信号一起来计算和调节输送给发动机的适当燃料量。

众所周知，空气密度随着温度和压力(通常被车辆发动机工作所处的海拔高度影响)变化。空气质量流量传感器用于测量不同工况下进气管道至发动机的空气质量流量。

已知有各种类型的空气质量流量传感器。一种类型设置有突出到进气空气流中且被支撑在弹簧加载臂上的叶片或桨片。所述叶片与空气流量成比例地移动且该位移被标定和用于产生质量流量信号。

另一种应用广泛的类型是热线空气质量流量传感器。这种传感器具有悬置在发动机进气空气流的一部分内的电加热金属丝。所述金属丝的电阻随着温度而变化，且金属丝的温度随着经过金属丝的空气流量而变化。当空气流量增加时，所述金属丝的电阻减少(由于空气传导冷却效果而降低金属丝的温度)和因此必须靠传感器电子提供更大的电流来恢复所述金属丝的温度。在这样的系统中，供给加热所述热线传感器的电流变化与空气流量的变化有关。

已知其它类型的空气质量流量传感器，但是，对本文的讨论而言，介绍这几个例子已经足够。

空气质量流量传感器被标定以具有表示在空气进气管道内流动的空气量的输出信号。在空气流中可能存在的涡流的存在性可能以不希望的方式影响所述空气质量流量的标定。涡流是紊流流体流特征(在此包括空气和其它气体作为流体)。涡流是旋转(通常是紊流)的流体流，围绕一个中心涡动。这些涡流的流体速度可以通过空气质量流量传感器检测并造成进气空气流量的测量误差，导致空气质量流量传感器变成进入发动机的空气流量的不稳定指示器。

典型实践是在空气过滤器之后(下游)位于空气过滤器和发动机之间的空气进气管道中安装空气质量流量传感器。安装在空气过滤器之后是有优点的，因为在污染物可能聚集并且影响空气质量流量传感器的标定之前空气过滤器从空气流中去除污染物。空气过滤器的几何结构可能在空气过滤器的出口侧的空气流中造成剪切层的产生，其可导致在进入空气质量流量传感器的空气流中涡流的产生和引起的空气质量流量信号质量的降低。

在现有技术中已知的是安装整流叶片或流动对齐(flow aligned)的管状蜂窝结构来减少在空气进气管道内的紊流。虽然这些方案是有用的，但是从总的系统成本来看它们是不利的。因此，期待一种低成本和更易实现的方案。

发明内容

在本发明的各方面公开了一种用于具有空气质量流量传感器的空气进气管道的涡流抑制装置。所述涡流抑制装置包括空气流可渗透的纤维涡流分散介质，所述纤维涡流分散介质安装于空气管道中的质量流量传感器上游的位置，且构造成阻塞空气管道以致在该管道中的空气流被迫通过所述涡流分散介质。所述涡流分散介质配置并适于分散涡流并减少进入质量流量传感器的空气流的空气紊流，因此，减少来自空气质量流量传感器的流量测量信号的变化和噪音。

在本发明的另一个方面，涡流抑制装置包括配置成在其中接收和容纳涡流分散介质的支撑性笼状壳体。

在本发明的另一个方面，所述笼状壳体配置成可拆卸地安装到空气净化器壳体中和定位成接收来自空气过滤器元件的清洁空气面的空气流。

在本发明的另一个方面，所述笼状壳体进口面具有基本上与清洁空气面相同的尺寸，所述笼状壳体可以安装到空气净化器中接近或在其它实施方式中直接接触所述清洁空气面的位置。

在本发明的另一个方面，纤维涡流分散介质包括由以下任何一种材料的天然和/或合成纤维所纺成的或熔喷的无编织毛状物(non-woven fleece，或无编织布)，例如：尼龙、聚丙烯、玻璃纤维和合成树脂微纤维等。

在本发明的另一个方面，纤维涡流分散介质可操作捕获空气进气管道空气流中存在的颗粒污染物中的至少一部分，因此进一步保护空气质量流量传感器。

在本发明的另一个方面，涡流抑制装置还可操作阻尼通过空气进气管道传送的噪音水平，从而减少明显的发动机噪音。

在本发明的另一个方面，涡流抑制装置还包括支撑元件，例如配置成向空气流可渗透纤维涡流分散介质提供支撑而抵抗空气流引起的力的金属丝网或塑料网。