(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＡＦセンサーのキャリブレーションを行うのに相当な金額がかかり且つかなりの時間がかかることを克服するか軽減する。【解決手段】内燃エンジン用の吸気システムであって、開口部を含む上流端と、空気流制御部品に接続するための下流端とを有する吸気ダクトを備え、質量空気流量センサーアセンブリを更に備え、質量空気流量センサーは、上流端より下流端の近くに配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン用の吸気システムであって、
開口部を含む上流端と、空気流制御部品に接続するための下流端とを有する吸気ダクトを備え、
質量空気流量センサーアセンブリを更に備え、
前記質量空気流量センサーアセンブリは、前記上流端より前記下流端の近くに配置される、吸気システム。
【請求項２】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、前記空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる、請求項１に記載の吸気システム。
【請求項３】
前記空気流制御部品は、ターボチャージャー、スロットル又はインレットマニホールドである、請求項１又は２に記載の吸気システム。
【請求項４】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、空気圧センサーを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項５】
前記空気圧センサーはベンチュリ管である、請求項４に記載の吸気システム。
【請求項６】
前記ベンチュリ管は、前記ハウジングを貫通する、前記質量空気流量センサーアセンブリの計測チューブチューブ用の孔を含む、請求項５に記載の吸気システム。
【請求項７】
前記ベンチュリ管の下流の末広ノズルがない、請求項５又は６に記載の吸気システム。
【請求項８】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、温度センサーを更に備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項９】
前記温度センサーはサーミスタである、請求項８に記載の吸気システム。
【請求項１０】
前記ベンチュリ管は入口と出口とを備え、前記ベンチュリ管システムの出口と入口の内径の比は１：１．５と１：２．２の間である、請求項５から９のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１１】
前記吸気ダクトは、前記質量空気流量センサーアセンブリの上流に所定の角度を有する湾曲部を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１２】
前記吸気ダクトは、前記質量空気流量センサーアセンブリの上流に、前記吸気ダクトの直径の少なくとも７倍に等しい直線部を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１３】
前記空気流制御部品はハウジングを備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１４】
前記ハウジングは、前記質量空気流量センサーアセンブリの質量空気流量センサーをその上に取り付けるための台を含む、請求項１３に記載の吸気システム。
【請求項１５】
前記ハウジングは、１つ以上の鋳造部品から形成される、請求項１４に記載の吸気システム。
【請求項１６】
前記ハウジングは、前記空気流制御部品から上流に延びる延長部を備える、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１７】
前記質量空気流量センサーアセンブリの質量空気流量センサーが、前記ハウジングに直接取り付けられる、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項１８】
前記質量空気流量センサーは、前記ハウジングに、好ましくは上流の前記延長部に解放可能に固定される、請求項１７に記載の吸気システム。
【請求項１９】
前記空気流制御部品のハウジングの上流の延長部は、前記ベンチュリ管を含む、請求項５に従属する請求項１６に記載の吸気システム。
【請求項２０】
前記ハウジングは鋳造部品であり、前記ベンチュリ管は前記ハウジングと同じ鋳造品から形成される、請求項１９に記載の吸気システム。
【請求項２１】
前記ハウジングの上流の延長部は、それに吸気ダクトを取り付けるための差込口を備える、請求項１６から２０のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項２２】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、前記空気流制御部品とは別個であり且つ前記空気流制御部品に取り付け可能な、独立型の質量空気流量センサーアセンブリである、請求項４から１２のいずれか１項に記載の吸気システム。
【請求項２３】
前記独立型の質量空気流量センサーアセンブリは、前記空気流制御部品のハウジングの上流に取り付けられる、請求項２２に記載の吸気システム。
【請求項２４】
内燃エンジン用の空気流制御部品であって、
ハウジングを備え、
前記ハウジングは単一の、例えば鋳造部品であり、
前記ハウジングに質量空気流量センサーアセンブリが取り付けられる、空気流制御部品。
【請求項２５】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、前記空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる、請求項２４に記載の空気流制御部品。
【請求項２６】
前記ハウジングと同じ単一の部品、例えば鋳造品からベンチュリ管が形成される、請求項２５に記載の空気流制御部品。
【請求項２７】
内燃エンジンであって、
空気流制御部品と質量空気流量センサーアセンブリとを備え、
前記空気流制御部品と前記質量空気流量センサーアセンブリは前記エンジンに取り付けられる、内燃エンジン。
【請求項２８】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、前記空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる、請求項２７に記載の内燃エンジン。
【請求項２９】
前記空気流制御部品は鋳造されたハウジングを備え、前記質量空気流量センサーアセンブリは前記ハウジング鋳造品に取り付けられる、請求項２８に記載の内燃エンジン。
【請求項３０】
前記ハウジングと同じ単一の部品、例えば鋳造品からベンチュリ管が形成される、請求項２９に記載の内燃エンジン。
【請求項３１】
前記空気流制御部品はターボチャージャーである、請求項１から２３のいずれか１項に記載のシステム、請求項２４から２６のいずれか１項に記載の空気流制御部品、又は請求項２７から３０のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項３２】
前記空気流制御部品はスロットルである、請求項１から２３のいずれか１項に記載のシステム、請求項２４から２６のいずれか１項に記載の空気流制御部品、又は請求項２７から３０のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項３３】
空気流制御部品はインレットマニホールドである、請求項１から２３のいずれか１項に記載のシステム、請求項２４から２６のいずれか１項に記載の空気流制御部品、又は請求項２７から３０のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項３４】
内燃エンジンを組み立てる方法であって、
第１生産ライン上にエンジンブロックを有し、
ａ）前記内燃エンジンの内部部品を前記エンジンブロック内に組み立てるステップと、
ｂ）少なくとも１つの空気流制御部品と質量空気流量センサーアセンブリを含む前記エンジンの付属部品を前記エンジンブロックの外側に組み立てるステップと
を含み、
前記質量空気流量センサーアセンブリは前記空気流制御部品に取り付けられる、方法。
【請求項３５】
前記方法は、前記第１とは異なる第２位置で、前記エンジンを機械に、例えば作業機械に設置する更なるステップｃ）をステップａ）及びｂ）の後に含み、前記設置は、前記質量空気流量センサーに吸気ダクトを接続することを含む、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン用の吸気システムに、特に、限定されないがディーゼル内燃エンジンに関する。本発明はまた、空気流制御部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気システムは、燃料噴射式の内燃（ＩＣ）エンジンに入る空気の質量流量を測定するのに、質量空気流量（ＭＡＦ）センサーを使用する。これらのＭＡＦセンサーは、エンジンに入る空気の流量と温度を測定するのに必要とされる。これらのデータは、燃費を維持し且つ排気を削減するべく燃料空気混合気を最適化するために、エンジンＥＣＵによって使用される。通常は、これらのＭＡＦセンサーは、エアフィルタの近くにある、大気からＩＣエンジンの燃焼室への空気経路の上流の入口端に取り付けられる。
【０００３】
特にオフハイウェイの用途では、一部の（ディーゼル）内燃エンジンは、様々な機械に使用され、異なる場所に取り付けられ得る。例えば、バックホーローダーの運転室の前方に直列配置で、しかしながらテレスコピックハンドラーのサイドポッド内に横方向に、エンジンを取り付けることができる。このため、空気経路を提供するダクトは、設置ごとに異なることになる。
【０００４】
本出願は、このようなＭＡＦセンサーが現在のところ設置ごとに専用のキャリブレーションを必要とすることを認識している。これらのキャリブレーションの各々は、行うのに相当な金額がかかり且つかなりの時間がかかる。空気経路が変わるたびに、新たな空気経路のキャリブレーションを行わなければならない。また、温度センサーがエンジンの燃焼室への入口から遠いほど、例えば、エンジンからの熱伝達によって、燃焼室に流入する空気の測定温度と実際の温度との格差の可能性が大きい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、少なくとも従来技術の問題を克服するか又は軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、内燃エンジン用の吸気システムであって、開口部を含む上流端と、空気流制御部品に接続するための下流端とを有する吸気ダクトを備え、質量空気流量センサーアセンブリを更に備え、質量空気流量センサーアセンブリは、上流端より下流端の近くに配置される、吸気システムを提供する。
【０００７】
有利なことに、これにより、空気の測定温度と燃焼室に入る空気の実際の温度との間の格差が低減され、ＭＡＦアセンブリをエンジンに取り付けることが可能になる。また、空気経路ごとの専用のキャリブレーションの必要性をなくすことができ、それにより全体的なコスト及び時間の節約の利点をもたらす。
【０００８】
好ましくは、質量空気流量センサーアセンブリは、空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる。
【０００９】
空気流制御部品は、ターボチャージャー、スロットル又はインレットマニホールドであることができる。
【００１０】
好ましくは、質量空気流量センサーアセンブリは、空気圧センサーを含む。
【００１１】
より好ましくは、空気圧センサーはベンチュリ管である。
【００１２】
更により好ましくは、ベンチュリ管は、ハウジングを貫通する、質量空気流量センサーアセンブリの計測チューブ用の孔を含む。
【００１３】
有利なことに、これにより、センサーを取り付ける簡単な方法が提供される。
【００１４】
好ましくは、ベンチュリ管の下流の末広ノズルがない。
【００１５】
有利には、これによりコンパクトな構成が提供される。
【００１６】
一実施形態では、質量空気流量センサーアセンブリは、温度センサーを更に備える。
【００１７】
好ましくは、温度センサーはサーミスタである。
【００１８】
一実施形態では、ベンチュリ管は入口と出口とを備え、ベンチュリ管システムの出口と入口の内径の比は１：１．５と１：２．２の間である。
【００１９】
有利には、これにより正確なＭＡＦ測定のための十分な圧力差が提供される。
【００２０】
好ましくは、吸気ダクトは、質量空気流量センサーアセンブリの上流に所定の角度を有する湾曲部を備える。
【００２１】
有利には、これにより、所定の角度に対して垂直なＭＡＦに対するダクトの角度が一定の角度の範囲内に留まるならば、ベンチュリ管に標準的な流れ状態が提供される。
【００２２】
一実施形態では、吸気ダクトは、質量空気流量センサーアセンブリの上流に、吸気ダクトの直径の少なくとも７倍に等しい直線部を備える。
【００２３】
有利には、これにより、ベンチュリ管に標準的な流れ状態が提供される。
【００２４】
空気流制御部品はハウジングを備えることができる。
【００２５】
好ましくは、ハウジングは、質量空気流量センサーアセンブリの質量空気流量センサーをその上に取り付けるための台を備える。
【００２６】
有利なことに、これにより、センサーアセンブリは更に一体化される。
【００２７】
一実施形態では、ハウジングは、１つ以上の鋳造部品から形成される。
【００２８】
好ましくは、ハウジングは、空気流制御部品から上流に延びる延長部を備える。
【００２９】
より好ましくは、質量空気流量センサーアセンブリの質量空気流量センサーが、ハウジングに直接取り付けられる。
【００３０】
更により好ましくは、質量空気流量センサーは、ハウジングに、好ましくは上流の延長部に解放可能に固定される。
【００３１】
空気流制御部品のハウジングの上流の延長部は、ベンチュリ管を含むことができる。
【００３２】
好ましくは、ハウジングは鋳造部品であり、ベンチュリ管はハウジングと同じ鋳造品から形成される。
【００３３】
有利なことに、これにより、センサーアセンブリは更に一体化される。
【００３４】
ハウジングの上流の延長部は、それに吸気ダクトを取り付けるための差込口（スピゴット）を備えることができる。
【００３５】
前記質量空気流量センサーアセンブリは、空気流制御部品とは別個であり且つ空気流制御部品に取り付け可能な、独立型の質量空気流量センサーアセンブリであることができる。
【００３６】
好ましくは、独立型の質量空気流量センサーアセンブリは、空気流制御部品のハウジングの上流に取り付けられる。
【００３７】
一実施形態では、空気流制御部品はターボチャージャーである。
【００３８】
別の実施形態では、空気流制御部品はスロットルである。
【００３９】
更なる実施形態では、空気流制御部品はエアインレットマニホールドである。
【００４０】
本発明の第２の態様は、内燃エンジン用の空気流制御部品であって、ハウジングを備え、ハウジングは単一の、例えば鋳造部品であり、ハウジングに質量空気流量センサーアセンブリが取り付けられる、空気流制御部品を提供する。
【００４１】
有利なことに、これにより、エンジン部品の数が削減され、より強固なエンジン部品が提供され、空気経路ごとの専用のキャリブレーションの必要性をなくすことができる。
【００４２】
好ましくは、質量空気流量センサーアセンブリは、空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる。
【００４３】
より好ましくは、ハウジングと同じ単一の部品、例えば鋳造品からベンチュリ管が形成される。
【００４４】
一実施形態では、空気流制御部品はターボチャージャーである。
【００４５】
別の実施形態では、空気流制御部品はスロットルである。
【００４６】
更なる実施形態では、空気流制御部品はエアインレットマニホールドである。
【００４７】
本発明の第３の態様は、内燃エンジンであって、空気流制御部品と質量空気流量センサーアセンブリとを備え、空気流制御部品と質量空気流量センサーアセンブリはエンジンに取り付けられる、内燃エンジンを提供する。
【００４８】
好ましくは、質量空気流量センサーアセンブリは、空気流制御部品の上流の入口に近接して取り付けられる。
【００４９】
より好ましくは、空気流制御部品は鋳造されたハウジングを備え、質量空気流量センサーアセンブリはハウジング鋳造品に取り付けられる。
【００５０】
更により好ましくは、ハウジングと同じ単一の部品、例えば鋳造品からベンチュリ管が形成される。
【００５１】
一実施形態では、空気流制御部品はターボチャージャーである。
【００５２】
別の実施形態では、空気流制御部品はスロットルである。
【００５３】
更なる実施形態では、空気流制御部品はエアインレットマニホールドである。
【００５４】
本発明の第４の態様は、内燃エンジンを組み立てる方法であって、第１生産ライン上にエンジンブロックを有し、内燃エンジンの内部部品をエンジンブロック内に組み立てるステップと、少なくとも１つの空気流制御部品と質量空気流量センサーアセンブリを含むエンジンの付属部品をエンジンブロックの外側に組み立てるステップとを含み、質量空気流量センサーアセンブリは空気流制御部品に取り付けられる、方法を提供する。
【００５５】
有利には、これは、キャリブレーションに対する必要性を減らしてＭＡＦを標準的な方法で取り付けることができることを意味する。
【００５６】
好ましくは、方法は、第１とは異なる第２位置で、エンジンを機械に、例えば作業機械に設置するステップを更に含み、設置は、質量空気流量センサーに吸気ダクトを接続することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【図１Ａ】既知のエンジンレイアウトの概略図である。
【図１Ｂ】本発明実施形態に従うエンジンレイアウトの概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従う一体化されたＭＡＦセンサーアセンブリを有するターボチャージャーの等角図である。
【図３】図２の一体化されたＭＡＦセンサーアセンブリの正面図である。
【図４】図３の一体化されたＭＡＦアセンブリのＡ−Ａ平面における断面図である。
【図５】図３の一体化されたＭＡＦアセンブリの側面図である。
【図６】図２の一体化されたＭＡＦアセンブリの平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に従うスロットルの上流に取り付けられたＭＡＦセンサーアセンブリの等角図である。
【図８】図７のＭＡＦセンサーアセンブリとスロットルの正面図である。
【図９】図８の独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの平面Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図１０】図７のＭＡＦセンサーアセンブリとスロットルの側面図である。
【図１１】図７のＭＡＦセンサーアセンブリとスロットルの平面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に従う独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの等角図である。
【図１３】図１２の独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの正面図である。
【図１４】図１３の独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの平面Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図１５】図１２の独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの平面図である。
【図１６】図１２の独立型のＭＡＦセンサーアセンブリの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
初めに図１Ａを参照すると、先行技術の実施例に従うエンジン及び吸気システムが、全体として１で示されている。吸気システム１は、エアフィルタ３を介して吸気ダクト４内に空気を引き込む空気入口２を備える。通常は、エアフィルタ３の直ぐ下流に、ＭＡＦセンサー６が配置される。濾過された空気は、次に、通常は様々な湾曲部及び直線部を組み込んだ経路を通って、吸気ダクト４を流下し、内燃エンジンの燃焼室７の近傍に取り付けられたターボチャージャー１１のコンプレッサー１０に到達する。圧縮空気はその後、スロットル５を通って流れ、インレットマニホールド１２を通ってエンジンブロック８の燃焼室７に入る。燃焼後、排気ガスは、次に、ターボチャージャー１１のタービン１３を通って流れ、シャフト１４によってコンプレッサー１０を駆動し、適切な排気処理後に排気管１５から排出される（図示せず）。
【００５９】
図１Ｂは、図１Ａとほぼ同様のエンジンのレイアウトを概略的に示しているが、燃焼室２２を有するエンジンブロック２０だけでなく、本発明の実施形態に従う吸気システム６０を組み込んでいる。このシステムでは、それぞれ２７，２８に破線で示す位置に、ターボチャージャー４０、スロットル５０又はインレットマニホールド６２のいずれかの上流で空気流量測定値を直接取得するように、ＭＡＦセンサーアセンブリ３０が配置される。このようなＭＡＦセンサーアセンブリが１つだけエンジンに装着され、その位置は、例えば、エンジンにターボチャージャーが取り付けられているかどうかに依存する。
【００６０】
このシステムでは、追加の温度センサー２９が、外気温度を提供するために、エアフィルタ２３の近くに吸気ダクト２４の上流端に向かって配置されることができる。
【００６１】
この実施形態では、エンジンは、ディーゼルエンジンであるが、本発明は、ガソリン、バイオディーゼル又はＣＮＧ（圧縮天然ガス）のような他の燃料を用いてＩＣエンジンにも適用可能であることが予想される。
【００６２】
本出願の目的のために、ターボチャージャー、スロットル及びインレットマニホールドは、それらが全て燃焼室へ入る前に空気流に作用するので、まとめて「空気流制御部品」と定義される。
【００６３】
図２から６は、本発明の実施形態に従うターボチャージャー４０の形の空気流制御部品をより詳細に示す。ターボチャージャーは、コンプレッサー４２（図１Ｂ）と、シャフト６４（図１Ｂ）によって連結されたタービン４３（図１Ｂ）と、コンプレッサーハウジング４１と、タービンハウジング（図示せず）とを備える。ターボチャージャーは、エンジンブロックに直接取り付けるか、或いは、ブラケット（図示せず）を介して、又は、シリンダヘッド（図示せず）、又は排気マニホールド（図示せず）などの他の部品を介して取り付けることができる。
【００６４】
本実施形態では、コンプレッサーハウジング４１は、単一の鋳造金属部品である（すなわち、それは、単一の鋳造作業で形成され、全体の形を形成するためにその上に溶接又は他の方法で固定された追加の部品を有していない）。それは、さまざまな一体的な特徴を有して形成され、例えば、平坦な合わせ面とボルトを通すことができる孔とを提供するために、機械加工作業を受ける。
【００６５】
コンプレッサーハウジング４１は、一体的な入口４８と、一体的な出口４９とを備え、コンプレッサー入口４８は、ターボチャージャー４０の中心から上流側に、コンプレッサー、シャフト及びタービン（図示せず）の回転軸Ｘ−Ｘと同軸に延びる（図４）。コンプレッサー出口４９は、本実施形態では軸Ｘ−Ｘと平行な軸を有するが、軸Ｘ−Ｘからずれている。他の実施形態では、コンプレッサー出口は、軸Ｘ−Ｘに対して実質的に垂直な軸を有することができる。
【００６６】
コンプレッサー入口４８は、既知のターボチャージャーよりも更に上流に延びる延長部を含む。入口の内部孔は、本実施形態ではベンチュリ管６６（図４）を含む。また、これは、コンプレッサーハウジングと同じ鋳造品から形成される。これにより、全体的なターボチャージャーアセンブリ４０の設置面積を最小限に抑えることができ、より強固なアセンブリを作ることができる。空気流の方向に、コンプレッサー入口４８は、空気ダクト２４と係合する大径開放端４６と、収束領域４４と、コンプレッサー入口の下流端（すなわち、コンプレッサーのすぐ上流側）に位置する小径領域４５とを備える。大径開放端４６と、収束領域４４と、小径領域４５は、連続してベンチュリ管６６を形成する。
【００６７】
コンプレッサー入口４８は、入口４８を画定する壁を通って半径方向に延びる２つの孔３２，３３を更に備える。孔は、孔３２，３３内に配置された２つの計測チューブ３５，３６が、それぞれ計測チューブ３５，３６の最上部に近接してＭＡＦセンサーアセンブリ３０のセンサー本体３４内に位置する２つの測定ポート７４，７６によって測定される空気圧を、入口４８の外側に送信することを可能にする。センサー本体３４は、このために好適な電圧及び温度検出部品と、質量空気流量と温度を示す信号をエンジンＥＣＵ（図示せず）に送る電気ケーブル用のコネクタとを含む。
【００６８】
第１計測チューブ３５は、コンプレッサー入口４８の収束領域４４に近い大径端４６に位置し、温度センサーがコンプレッサーハウジング内に延びるように、その自由端に温度センサー３９を含む。温度センサーの上にあるチューブの横孔５５が、空気圧がセンサー本体３４に向かってチューブの上方へ送られることを可能にする。このチューブ３５は、センサー本体３４に取り付けられ、孔３２を通してユニットとして挿入される。チューブ３５はまた、孔３２の半径方向外側でパイプ３１内に収容される。空気が横孔に到達するための通路を提供するために、チューブ３５孔３２と、パイプ３１との間に隙間が設けられる。
【００６９】
第２計測チューブ３６は、小径領域４５の壁を通る孔３３と、そこから半径方向に延びる別個のパイプ３１とによって直接画定される。センサー本体に収束領域４４の両側の差圧を送るためにそれぞれ２つの計測チューブ３５，３６の必要な分離が、ベンチュリ管の長さ、ひいてはコンプレッサー入口４８に影響を与える。代替的な実施形態では、パイプ３１は、ハウジング４１と一体に形成されることができる。
【００７０】
パイプ３１の高さは、ＭＡＦセンサーアセンブリ３０に組み込まれた温度センサー３９の長さに依存する。このため、より短い温度センサー３９の使用により、より短いチューブ３５が可能となり、センサー本体をコンプレッサー入口４８の壁に近づけることが可能である。
【００７１】
センサー本体３４の取付台３７が、パイプ３１の外端に固定される。台３７は、ＭＡＦセンサー本体３４をコンプレッサー入口４８に解放可能に固定するための取付ボルト３８を受け入れるねじ付き孔を提供する。代替的な実施形態では、取付台３７は、ハウジング内に一体的に形成され、例えば、単一の部品として同じ鋳造品から形成され、機械加工され、又は焼結されることができる。
【００７２】
パイプ３１の配置は、コンプレッサー入口４８と、台３７と、センサー本体３４とに対して気密に封止されることが理解されるであろう。パイプ３１は、コンプレッサー入口と台３７に溶接、はんだ付け、ねじ止め又は圧入することができ、それにより台の構造的支持として機能する。
【００７３】
この実施形態では、コンプレッサー入口４８の大径開放端４６は、ホースクリップ６９と連携して吸気ダクト２４を保持するために、ＤＩＮ  ３０２１−３−Ａの周辺リブ差込口の特徴４７を更に備える。このスピゴット４７の外径は、空気ダクト２４に適合するように調整される。
【００７４】
ＭＡＦセンサーアセンブリ３０は、開放端４６と小径領域４５との間に有意な径差を必要とする。例えば、小径領域４５が３２．６６ｍｍの内径を有する場合、対応する開放端４６の内径は、ＭＡＦセンサーアセンブリ３０の動作範囲内に留まるように、５０ｍｍから７０ｍｍの間であるべきである。他の実施形態では、ＭＡＦセンサーの動作範囲は変わり得る。
【００７５】
ターボチャージャー４０のコンプレッサー４２が乱流を取り入れ、それは末広ノズルの整流効果が必要とされないことを意味するので、通常このタイプの従来のＭＡＦセンサーに存在するベンチュリ管の末広ノズルが、本システム６０では必要とされない。
【００７６】
図７から１１を参照すると、スロットルが本発明の他の実施形態に従って全体として１５０で示される。本実施形態の対応する部品には、図２−６に対して１００大きい符号が付けられる。相違点のみをより詳細に説明する。
【００７７】
スロットル１５０は、アクチュエータ１５３によってスロットルを開閉するように回転可能なスロットル弁１５２と、スロットルハウジング１４１とを備える。ハウジング１４１は、入口１４８と出口１４９とを含み、スロットル入口は、弁１５２とスロットルアクチュエータ１５３から軸方向上流側に延びる。スロットル入口１４８は、第１実施形態のベンチュリ管６６と同様の形式のベンチュリ管１６６を備え、ベンチュリ管１６６は、スロットルハウジングの一部分と同じ鋳造品から形成され、スロットル１５０全体の全体的な設置面積を最小化する。スロットル１５０は、通常は、エンジンのインレットマニホールド６２に取り付けられる。代替的な実施形態では、二重バレル又はスライディングプレートスロットルなどの異なるスロットルを使用することができる。
【００７８】
スロットル１５０は、入口１４８の壁を通ってベンチュリ管１６６内に半径方向に延びる２つの孔１３２，１３３を更に備える。しかしながら、本実施形態は、取付台１３７が入口ハウジング１４８の残りの部分と同じ鋳造品から形成され、且つ孔１３２，１３３の全長が鋳造品によって画定される点で、第１実施形態と異なる。
【００７９】
図１２から１６は、本発明の第３実施形態に従う、便宜上「独立型の」ＭＡＦセンサーアセンブリ２３０として説明することができるものを示し、この図の対応する部品には、図７から１１に対して１００大きい符号が付けられる。相違点のみをより詳細に説明する。
【００８０】
独立型のＭＡＦセンサー２３０は、一定の張力のホースクリップ２６９によって吸気ダクト２２４の下流端８０に固定される。代替的な実施形態では、動作環境に適した他の保持方法を使用することができる。独立型のＭＡＦセンサーアセンブリ２３０は、Ｖ字バンドクリップ２７２を更に備え、Ｖ字バンドクリップ２７２によって空気流制御部品の上流端に、例えば、標準的なターボチャージャータのコンプレッサーハウジング（図示せず）、標準的なスロットル（図示せず）、又は標準的なインテークマニホールドのハウジング（図示せず）のいずれかの開放端に、固定することができる。代替的な実施形態では、動作環境に適した別の気密インターフェイスを使用することができる。第１及び第２実施形態のように、ＭＡＦセンサーアセンブリ２３０は、センサーからベンチュリ管２６６内へ延びる２つの計測チューブ２３５，２３６と２つの測定ポート２７４，２７６とを備える。
【００８１】
本実施形態では、独立型のＭＡＦセンサーアセンブリ２３０に取り付けられた吸気ダクト２２４は、独立型のＭＡＦセンサーの上流側に円弧部を含み、円弧部の曲率は、角度αによって画定される。ダクト２２４は、円弧部のすぐ上流側のダクトの中心線に対応する軸Ｚ−Ｚを画定する。独立型のＭＡＦセンサー２３０は、上記の軸Ｘ−Ｘと同じである回転軸Ｙ−Ｙを画定し、角度αは軸Ｙ−ＹとＺ−Ｚとの間の角度として定義される。本実施形態では、角度αは９０°であるように示されているが、代替的な実施形態では、これは任意の角度であることができる。
【００８２】
独立型のＭＡＦセンサー２３０は、軸Ｙ−Ｙに対して９０°の角度で固定された、ＭＡＦセンサーの中心線に対応する軸Ｂ−Ｂを画定する。角度αは、従って軸Ｂ−ＢとＺ−Ｚとの間の共平面性を定める。ＭＡＦセンサー２３０の軸Ｂ−Ｂは、入口ダクト２２４の軸Ｚ−Ｚに対する角度βを定める。角度βは、軸Ｂ−ＢとＺ−Ｚとの間の回転角度に相当し、本実施形態では０である。他の実施形態では、角度βは、図１３に示すように±３０°の間で変化することができる。角度αが固定されると、角度βは、ＭＡＦセンサー２３０の再較正を必要とせずに、±３０°で変化させることができる。
【００８３】
これらの構成は、ＭＡＦセンサーアセンブリ２３０が空気流を許容可能な正確さで測定することを可能にする、繰り返し可能な空気流を生じさせる。この範囲内の角度が入口ダクト２２４に利用可能でない場合は、入口ダクトは、長さがダクトの内径の７倍に等しい直線領域を備えることができる。このため、独立型のユニットは、下流の部品、及びユニットが取り付けられている残りの上流側ダクトに関係なく、追加のキャリブレーションを必要とせずに、吸気ダクト内に取り付けることができる。同様の考察は、第１、第２実施形態のアセンブリの上流ダクトに適用される。
【００８４】
ベンチュリ管とセンサープレート３７の表面粗さは、ＭＡＦセンサーの仕様に応じて提供され、この仕様を満たすために、これらの面の追加の機械加工又は処理を行うことができる。
【００８５】
ＩＣエンジンは、１つの生産ラインで組み立てられるように、その内部部品、例えば、ピストン、コンロッド、クランクシャフト、カムシャフト、プッシュロッド、バルブ、フライホイールなどを有することが一般的である。様々な外付けの付属部品、例えば、スタータモータ、オルタネータ、ターボチャージャー、インタークーラー、スロットル、オイルポンプなども、適切なブラケット及びボルトなどの固定具を用いて、同じ第１の場所で、第１生産ラインで組み立てることができるのが一般的である。これらの付属部品は、「エンジン上に」あると言われる。
【００８６】
エンジン及び前述の「エンジン上に」ある部品を機械（例えば、バックホーローダー、テレハンドラー、ローディングショベル、スルー掘削機、スキッドステアローダー、トラクター、発電機などの作業機械）に、通常、第１の場所から離れた第２の場所（例えば、異なる場所にある別の工場や大規模な工場の別の部分）で設置するのが一般的である。この設置中に、エンジンは、冷却システム（熱交換器及び関連するホース）、燃料システム（燃料タンク、燃料フィルタなど）、及び吸気システム（前述のエアフィルタ及び吸気ダクト）に接続される。これらのすべては、コンパクトで、換気が良く、修理し易く、信頼性の高いレイアウトをもたらすために、その機械の特別な実装のニーズのために特注であってもよい。
【００８７】
本発明は、ＭＡＦの位置を変えることによって、既にエンジンに取り付けられた部品との全体的な又は部分的な一体化、及び既にエンジンに取り付けられた部品の支持によって、ＭＡＦが「エンジン上に」ある部品であることを可能にすることが理解されるであろう。これは、機械全体の組み立ての初期段階で組み立てることができ、組立方法をある程度標準化すること、キャリブレーションを全く必要としないか又は削減することができることを意味する。この方法は、機械に装着される追加の周囲空気温度センサーを必要とするかもしれないが、上記のコスト削減は、このほんのわずかな追加費用を大幅に上回ることが予想される。
【００８８】
本明細書で使用される用語「単一の部品」は、部品が、例えば、鋳造、焼結、鍛造又は成形のようなプロセスによって、同一の連続した又は一体化した塊から形成され、例えば、溶接、接着又は蝋付けによって互いに接合される２つ以上の部品から形成された部品を含まないことを意味する。
【００８９】
１つ以上の好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更又は修正がなされ得ることが理解されるであろう。
【００９０】
差圧センサーは、ベーンメータセンサー、コールドワイヤセンサーなどの異なるセンサーに置き換えることができる。また、差圧センサーを熱線又は膜センサーで置き換えることにより、ＭＡＦセンサーに別個の温度センサーを組み込む必要性がなくなる。
【００９１】
他の実施形態では、代替的な構成を使用することができる。例えば、入口は、その関連する空気流制御部品に、溶接され、蝋付けされ、接着され、又は留め具で固定されることができる。ハウジングは、鋳造されるのではなく、組み立て、鍛造又は成形することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【外国語明細書】
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