一種空氣流量計的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種空氣流量計，其具有測量空氣流量的測量體，其中包含有一些具體的測量器件和整流器在測量體內。在該測量體內有氣流通道、葉輪、磁鐵、矩形線圈，空氣流動時葉輪帶動磁鐵的轉動并使矩形線圈做切割磁感線的運動從而產生電壓信號，整流器接收產生的電壓信號，然后將其轉化成直流電壓信號傳輸給ECU(電子控制單元)并作為發動機基本噴油量的重要參數。本發明提供一種能夠以低廉的成本制造并且使對空氣流量的精確檢測成為可能的空氣流量計，在檢測空氣流量的同時沒有帶來影響因素，所以精確度上較傳統的空氣流量計有很大提升，而且操作簡單、方便，成本較低，具有很高的利用價值，該空氣流量計能夠長時間內無故障地運行。
【專利說明】一種空氣流量計
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種空氣流量計。
【背景技術】
[0002] 概念"空氣"被作為對于能夠確定其流量的氣體或者混合氣體的例子來適用。基 本上能夠通過本發明的空氣流量計來確定每一種氣體或者混合氣體的流量。
[0003] 當前應用在汽車上的空氣流量計主要是熱式空氣流量計。車用空氣流量計安裝在 汽車濾清器和節氣門之間的氣流通道上，用來測量吸入發動機的進氣量，其輸出信號作為 汽車發動機燃油噴射系統中控制燃油噴射量的主要參數，決定汽車的基本噴油量，所以空 氣流量計對整車性能影響很大，直接影響汽車發動機的動力性、經濟性、油耗、尾氣排放指 標等。
[0004] 但是熱式空氣流量計有其缺點，當氣流流過熱膜或者熱絲帶走一部分溫度的同時 又與熱絲或者熱膜產生摩擦從而提供了熱量，所以導致檢測數據并不精確。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提出一種空氣流量計，其能夠以低廉的成本制造并且能夠精確 測量空氣流量，而且該空氣流量計能夠長時間內無故障地運行。
[0006] 為解決上述問題，本發明是采用如下技術方案來完成的：一種空氣流量計，包括測 量體和整流器，所述測量體包括殼體、風向柱、葉輪、轉軸、定子鐵芯、矩形線圈和磁鐵，所述 殼體為一端開口的中空圓柱體且上窄下寬，所述殼體的環壁上開設有一個進氣口和一個出 氣口，所述殼體分為上殼體和下殼體兩部分，所述下殼體的側壁上開設有一條第一凹槽；所 述風向柱為兩端封閉的中空圓柱體，所述風向柱的外側環壁上開設有一圈第一凸起，所述 風向柱通過所述第一凸起與所述下殼體上的第一凹槽相配合固定在所述下殼體內；所述風 向柱通過所述第一凸起劃分為上半部分和下半部分，所述上半部分開設至少3個切線方向 的出氣孔，所述下半部分開設至少3個切線方向的進氣孔，所述出氣孔與進氣孔的切線方 向相反；所述轉軸的第一端穿過所述風向柱的上底面轉動固定在所述風向柱內，所述轉軸 的第二端位于上殼體內；所述葉輪固定在所述轉軸上且位于風向柱內，所述定子鐵芯固定 在上殼體內，所述磁鐵固定在所述轉軸的第二端上且位于定子鐵芯內，所述矩形線圈固定 在定子鐵芯上；所述整流器與矩形線圈連接。
[0007] 進一步的，所述定子鐵芯的外側環壁上開設有一圈第二凸起，所述上殼體的內側 壁上開設有一條第二凹槽，所述定子鐵芯通過所述第二凸起和所述第二凹槽固定在上殼體 內
[0008] 進一步的，所述風向柱的下底面固定有一基座，所述基座上設置有一轉孔，所述轉 軸活動設置在所述轉孔內。
[0009] 進一步的，所述測量體還包括設置在所述殼體內部的濾網，所述濾網套設在所述 風向柱外。
[0010] 進一步的，所述測量體還包括蓋于所述殼體上方的殼蓋。
[0011] 進一步的，所述殼體上的進氣口和出氣口是相對設置的。
[0012] 進一步的，所述進氣孔為4-8個。
[0013] 進一步的，所述進氣孔為5個。
[0014] 進一步的，所述出氣孔為4-8個。
[0015] 進一步的，所述出氣孔為5個。
[0016] 當前應用在汽車上的空氣流量計主要是熱式空氣流量計。車用空氣流量計安裝在 汽車的空氣濾清器和節氣門之間的氣流通道上，用來測量吸入發動機的進氣量，其輸出信 號作為汽車發動機燃油噴射系統中控制燃油噴射量的主要參數，決定汽車的基本噴油量， 所以空氣流量計對整車性能影響很大，直接影響汽車發動機的動力性、經濟性、油耗、尾氣 排放指標等。
[0017] 但是熱式空氣流量計有其缺點，當氣流流過熱膜或者熱絲帶走一部分溫度的同時 又與熱絲或者熱膜產生摩擦從而提供了熱量，所以導致檢測數據并不精確。
[0018] 本發明利用物理學原理采用簡單有效的方法將進氣所帶來的物理變化直接轉換 成電信號作為主要參數發送給ECU(電子控制單元），在測量的過程中沒有帶來影響因素， 所以在精確度上有很大提升，而且操作簡單、方便，成本較低，具有很高的利用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明的局部示意圖。
[0020] 圖2為本發明的分解圖。
[0021] 圖3為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖和實施方式對本發明進行詳細說明。
[0023] 請參考圖1所示，本發明一種空氣流量計的較佳實施方式包括：測量體2和整流器 3,所述測量體2包括殼體14、風向柱10、葉輪8、轉軸7、定子鐵芯5、矩形線圈4和磁鐵6。 所述整流器3設置在測量體2的內部的，測量體固定在圓管式空腔1的側壁上，進氣口 15正 對著圓管式空腔1的空氣流入口，有利于氣流保持最大的動力能量垂直進入進氣口 15。出 氣口 13是與進氣口 15相對設置的。
[0024] 圖2是本發明的分解圖，殼體14為一端開口的中空圓柱體且上窄下寬，殼體14的 環壁上開設有一個進氣口 15和一個出氣口 13。殼體14分為上殼體和下殼體，下殼體的側 壁上開設有一條第一凹槽；風向柱10為兩端封閉的中空圓柱體，風向柱10的外側環壁上開 設有第一圈凸起，風向柱10通過第一凸起與下殼體上的第一凹槽相配合固定在下殼件內， 風向柱10通過第一凸起劃分為上半部分和下半部分，上半部分開設至少3個切線方向的出 氣孔9,下半部分開設至少3個切線方向的進氣孔11，進氣孔11和出氣孔9的切線方向相 反。風向柱的下底面固定有一基座，基座上設置有一轉孔，轉軸7活動設置在轉孔內。轉軸 7的第一端穿過風向柱10的上底面并且轉動固定在風向柱10內，轉軸7的第二端位于上殼 體內，葉輪8固定在轉軸7上且位于風向柱10內。矩形線圈4內鑲在定子鐵芯5內部，磁鐵 6接入在定子鐵芯5的中心。定子鐵芯5的外側環壁上開設有一圈第二凸起，上殼體的內側 壁上開設有一條第二凹槽，定子鐵芯5通過第二凸起和第二凹槽固定在上殼體內。定子鐵 芯5的磁導率遠高于空氣的磁導率，安裝他是為了提高磁路的導磁系數，有利于矩形線圈4 切割磁感線時產生更敏感的電壓。磁鐵6也可以是長方體的，只要保證磁鐵6轉動起來時 矩形線圈4能夠做切割磁感線運動并產生電壓信號即可。風向柱10中切線方向的進氣孔 11和切線方向的出氣孔9具有不同切線方向的氣孔，其能夠使進入風向柱10的空氣形成旋 轉氣流，旋轉氣流能夠帶動葉輪8的旋轉。進氣孔11和出氣孔9的個數都設置在5個時產 生旋轉氣流的能力是最佳的。葉輪8和磁鐵6通過轉軸連接在一起，磁鐵6隨著葉輪8的 轉動而轉動，而磁鐵6的轉動使得矩形線圈4做切割磁感線的運動。測量體2還包括設置 在殼體14內部的濾網12,濾網套設在風向柱10外。測量體2還包括蓋于殼體14上方的殼 蓋16。
[0025] 圖3是測量體的結構示意圖，具體的位置關系前面已經陳述了，在此就不在陳述 了。
[0026] 空氣由空氣濾清器流入殼體14中的進氣口 15,空氣由切線方向的進氣孔11進入 后到達風向柱10的內部。進入切線方向的進氣孔11的空氣帶動葉輪8的旋轉，最后由切 線方向的出氣孔9流出到達出氣口 13,從而流出測量體2。
[0027] 以上用來測量空氣流量的器件都是安裝在殼體14里面，包括整流器3。整流器3 與矩形線圈4相連接，用來檢測矩形線圈4做切割磁感線時產生的電壓。矩形線圈4接有 負載電阻，所以整流器3能夠很好的檢測其切割磁感線時產生的電壓。
[0028] 具體檢測空氣流量的方式是：殼體14具有一定的體積，可以計算出由進氣口 15流 入它的空氣的體積，而進氣口 15具有一定的橫截面，計算出進氣口 15和圓管式空腔1的橫 截面的比例就可以通過單位時間內流過殼體14的空氣的體積計算出流過圓管式空腔1的 空氣體積。而體積的表示方式是用葉輪8的轉速來體現的，葉輪8的轉速是通過整流器3 檢測矩形線圈4切割磁感線產生的電壓來體現的。單位時間內葉輪8轉動越快流過殼體14 的空氣就越多且產生的電壓就越大，反之就越少。風向柱10能夠使進入它的空氣形成旋轉 氣流，旋轉氣流能夠帶動葉輪8的旋轉。葉輪8和磁鐵6通過轉軸連接在一起，所以葉輪8 的轉動帶動磁鐵6的轉動，磁鐵6的轉動使得矩形線圈4做切割磁感線運動，矩形線圈4做 切割磁感線運動時產生電流，因為矩形線圈4接有負載電阻，所以整流器3能夠檢測到矩形 線圈4切割磁感線時產生的交流電壓。由于進氣量隨時的改變，磁鐵6的轉速也在隨時的 改變，所以產生的交流電壓也在改變。整流器3將檢測到的交流電壓整流成直流電壓輸送 給電子控制單元（ECU)，該電壓信號與磁鐵6的轉速信號成正比，并且作為汽車發動機燃油 噴射系統中控制燃油噴射量的主要參數，決定汽車的基本噴油量。
[0029]目前汽車發動機內常用的空氣流量計為熱線式或者熱膜式空氣流量計，但是在空 氣流過熱線體或者熱膜體后在帶走了熱量的同時也與熱線體或熱膜體產生了摩擦從而提 供了熱量，這樣就導致了檢測的數據不精確，而本發明中進入殼體14的空氣只能由切線方 向的進氣孔11進入風向柱10,所進入的空氣全部全部用來轉動葉輪8,完全沒有能量的損 耗，且葉輪8對空氣的阻力非常小，可以忽略不計，這樣就不會造成別的誤差，并且在將空 氣的流速信號轉換為電信號的過程中同樣不會出現偏差，所以精確度上較其他的空氣流量 計有很大的提升。
[0030] 以上對本發明的具體描述旨在說明具體實施方案的實現方式，不能理解為是對本 發明的限制，本領域技術人員在本發明的教導下，可以在詳述的實施方案基礎上做出各種 變體，這些變體均應包含在本發明的構思之內。本發明所要求保護的范圍僅由所述的權利 要述進行限制。
【權利要求】
1. 一種空氣流量計，其特征在于：包括測量體和整流器，所述測量體包括殼體、風向 柱、葉輪、轉軸、定子鐵芯、矩形線圈和磁鐵，所述殼體為一端開口的中空圓柱體，所述殼體 的環壁上開設有一個進氣口和一個出氣口，所述殼體分為上殼體和下殼體兩部分，所述下 殼體的側壁上開設有一條第一凹槽；所述風向柱為兩端封閉的中空圓柱體，所述風向柱的 外側環壁上開設有一圈第一凸起，所述風向柱通過所述第一凸起與所述下殼體上的第一凹 槽相配合固定在所述下殼體內；所述風向柱通過所述第一凸起劃分為上半部分和下半部 分，所述上半部分開設至少3個切線方向的出氣孔，所述下半部分開設至少3個切線方向的 進氣孔，所述出氣孔與進氣孔的切線方向相反；所述轉軸的第一端穿過所述風向柱的上底 面轉動固定在所述風向柱內，所述轉軸的第二端位于上殼體內；所述葉輪固定在所述轉軸 上且位于風向柱內，所述定子鐵芯固定在上殼體內，所述磁鐵固定在所述轉軸的第二端上 且位于定子鐵芯內，所述矩形線圈固定在定子鐵芯上；所述整流器與矩形線圈連接。
2. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述定子鐵芯的外側環壁上開設 有一圈第二凸起，所述上殼體的內側壁上開設有一條第二凹槽，所述定子鐵芯通過所述第 二凸起和所述第二凹槽固定在上殼體內。
3. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述風向柱的下底面固定有一基 座，所述基座上設置有一轉孔，所述轉軸活動設置在所述轉孔內。
4. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述測量體還包括設置在所述殼 體內部的濾網，所述濾網套設在所述風向柱外。
5. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述測量體還包括蓋于所述殼體 上方的殼蓋。
6. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述殼體上的進氣口和出氣口是 相對設置的。
7. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述進氣孔為4-8個。
8. 根據權利要求7所述的空氣流量計，其特征在于：所述進氣孔為5個。
9. 根據權利要求1所述的空氣流量計，其特征在于：所述出氣孔為4-8個。
10. 根據權利要求9所述的空氣流量計，其特征在于：所述出氣孔為5個。
【文檔編號】G01F1/075GK104089661SQ201410332385
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】馮輝宗, 楊廣, 尹勝, 袁榮棣, 謝閔君, 秦了 申請人:重慶郵電大學