CN101454647B - 具有导流通道的质量流量传感器装置 - Google Patents

Abstract

一种用于至少部分地布置在主通道(2)中的质量流量传感器装置，在该主通道中质量流在主流动方向上流动，该装置具有质量流量传感器(1)。该质量流量传感器(1)具有旁通流道(7)，旁通流道具有入口部段(9)，质量流可以通过该入口部段从主通道(2)流入旁通流道(7)。此外设置有至少一个质量流量传感器元件(17，19)，借助于质量流量传感器元件可以检测在主通道(2)中的质量流的特征参数。设置有导流通道(23)，具有相对于主流动方向(3)垂直走向的入口横截面(25)，该入口横截面具有基于入口横截面(25)的三分之一的最大的重叠。入口横截面(25)基本上设置在主通道(2)的中间位置上。导流通道(23)这样地设计和设置，即其将在该通路中流动的介质至少部分地引到质量流量传感器(1)的入口部段(9)，并具有至少一个朝向主通道(2)的间隙(29)，该间隙在重叠区域之外或在出口横截面(27)的区域中，通过该间隙在绕开旁通流道(7)的情况下与主通道(2)连通。

Description

具有导流通道的质量流量传感器装置 

技术领域

本发明涉及一种质量流量传感器装置。这种类型的质量流量传感器装置适用于检测在主通道中的质量流。这种类型的主通道可以例如是内燃机的吸入道。取决于通过质量流量传感器装置所检测的质量流，可以例如对内燃机进行控制或者也可以实施诊断。为了这些目的，在不同的运行条件下对于实际的质量流的可靠而尽可能精确的检测是重要的。 

背景技术

由DE 100 11 709 A1已知了一种质量流量传感器装置，其设置在主通道中，并且为该装置对应设置有与主通道同轴设置的管身。 

由DE 100 355 43 A1和DE 197 35 664 A1也已知了相应的质量流量传感器装置，其具有至少一个平行于主流动方向设置在主通道中的管体。 

由DE 101 54 253 A1已知了一种质量流量传感器装置，其具有翼状的遮蔽体，该遮蔽体使空气质量传感器与颗粒相隔离并从管外壁向该传感器输送空气。由此不对称地抽出在主通道中的质量流。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种质量流量传感器装置，其可以精确而可靠地运行。 

该目的通过一种用于至少部分地布置在主通道中的质量流量传感器装置实现，在该主通道中质量流在主流动方向上流动。该质量流量传感器装置具有质量流量传感器，该质量流量传感器具有旁通流道，其具有入口，质量流可以通过该入口从主通道流入旁通流道。此外质量流量传感器具有至少一个质量流量传感器元件，借助于质量流量传感器元件可以检测在旁通流道中的质量流的特征参数。设置有导流通道，它的相对于主流动方向垂直走向的入口横截面与它的相对于主流动方向垂直走向的出口横截面之间具有最大为入口横截面的三分之一的重叠。在此该最大的重叠指入口横截面和出口横截面在对方之上的各自的投影。入口横截面基本上设置在主通道中的中央位置上。导流通道这样地设计和设置，即其将在该通路中流动的介质至少部分地导引到质量流量传感器的入口，并具有至少一个通向主通道的间隙，通过该间隙在绕开旁通流道的情况下与主通道连通。该间隙可以例如设计为在重叠区域之外或在它的出口横截面的区域中。特别地将出口横截面放置在在主流动方向上的旁通流道的入口之前，并且如必要的话该出口横截面设计为与入口相分离。特别优选的是，即入口和出口横截面完全不重叠。 

通过导流通道与该至少一个间隙相结合可以这样简单地确保，将处在流动介质中的微粒，例如灰尘或可能是水滴，借助于离心力分离作用在导流通道的壁上大部分地分离，并通过在主通道中的该至少一个间隙在绕开旁通流道的情况下排出。这 使得传感器元件的测量性能不受这些颗粒的影响并且因此可以是非常精确的并也是可靠的。 

另外，基本上在中央位置上抽出质量流以向旁通流道的输送提供了一种对主通道中的质量流的稳固的检测，特别也是在主通道中的流态不均匀的情况下，例如通常在空气过滤器之后的紧邻下游的地方是这种情况。由此也可以明显地降低质量流量传感器元件的测量信号对于相对于主通道的管横截面的安装角度的依赖性。 

为导流通道对应设置有用于在主通道中进行固定的支架，该支架这样设计，即其在质量流量传感器的参照主流动方向的正面区域内将质量流量传感器与主通道中的流体相隔离。以这种方式可以例如非常有效地防止所不希望的颗粒例如水滴沿着例如质量流量传感器的壳体流入，这在其它情况下可以例如借助于泄漏(Kriechprozess)过程实现。支架在此背景下也可以特别有利地设计为适于流动的，并由此有利地降低压力损失。 

根据一个有利的设计方案，导流通道具有管纵向轴线，该管纵向轴线相对于主流动方向而倾斜。以这种方式可以特别简单地实现导流通道。 

根据本发明的另一个有利的设计方案，该支架具有间隙，通过该间隙将流动的介质引向温度传感器元件，该温度传感器元件设置在质量流量传感器中用于检测流动介质的温度。以这种方式，特别是在结合隔离作用时可以对流动介质温度进行精确的和尽可能不延迟的检测。 

根据另一个有利的设计方案，支架的相对于质量流量传感器的正面区域而起隔离作用的部段在主流动方向上首先设计为狭长的隔板。与起隔离作用的部段的狭长的隔板相比，支架的不隔离的部段至少在主流动方向的部分区域中设计为相对于该所述狭长的隔板是加宽的。以这种方式也可以在支架的不对称的构造的情况下实现良好的流量分配特性，这种流量分配特性接近于对称的构造。 

根据本发明的另一个有利的设计方案，导流通道设计为S形。以这种方式可以良好地避免可能的流体分离。 

根据本发明的另一个有利的设计方案，导流通道这样设计，即它的横截面在流动方向上减小。以这种方式可以简单地通过加速流动而实现稳定的流动。 

根据另一个有利的设计方案，在导流通道的壁中设置有导向轮廓。这样设计的优点是，可以有针对性地引导所要排出的颗粒，特别是水滴和类似物。 

根据本发明的另一个有利的设计方案，将导流通道和主通道作为压铸件(Spritzteil)整体制成。以这种方式可以以特别低廉的成本制造质量流量传感器装置。 

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的实施例。其中示出： 

图1是穿过质量流量传感器装置的第一个实施例的第一个纵向剖面图， 

图2是垂直于根据图1的纵向截面图的穿过质量流量传感器装置的第一个实施例的第二个纵向剖面图， 

图3是穿过质量流量传感器装置的第一个实施例的主通道的剖面图，以及 

图4是穿过质量流量传感器装置的第二个实施例的纵向剖面图。 

具体实施方式

在所有附图中，具有同样构造或功能的元件以相同的标号标出。质量流量传感器装置设置为至少部分地设置在主通道2中。在正常地运行质量流量传感器装置时，该装置至少部分地设置在主通道中。该装置也可以包括主通道，然而这不是必须的。 

质量流量传感器装置(图1)包括质量流量传感器，质量流量传感器至少部分地设置在主通道2中。在图1中示出，质量流量传感器1的一部分突伸入主通道2中。用箭头3标出在主通道中流动的介质的主流动方向。该介质通常指空气，在空 气中在有些情况下也可能包含固体或液体形式的颗粒，例如灰尘或水滴。 

质量流量传感器1具有壳体5，在该壳体中形成有旁通流道7。该旁通流道7具有入口部段9、设计为垂直于主流动方向的第一个旁通流道部段11、设计为平行于主流动方向3的第二个旁通流道部段13以及再次设计为垂直于主流动方向的第三个旁通流道部段15。 

此外在旁通流道中设置有质量流量传感器元件17、19，它们优选地包括取决于温度的电阻，这些电阻以惠斯登电桥形式优选地按照风速计原理相互连接。 

此外为质量流量传感器1优选地对应设置有温度传感器21，其优选地设计为丸形并且设置为用于检测在主通道2中流动的介质的温度。 

此外将导流通道23在主流动方向上放置在质量流量传感器1和特别是旁通流道7的入口部段9之前。该导流通道23这样设计，即它的相对于主流动方向3垂直走向的入口横截面25与它的相对于主流动方向3垂直走向的出口横截面27之间具有最大为入口横截面25的三分之一的重叠。入口横截面25基本上设置在主通道2的中央位置。导流通道23这样地设计和设置，即其将在该导流通道中流动的介质至少部分地引到质量流量传感器1的入口部段9，并具有至少一个通向主通道2的间隙29，通过该间隙在绕开旁通流道7的情况下实现与主通道2的连通。在图1的实施例中，该间隙设计在出口横截面27 的区域中。然而附加的或者可选的是，也可以逆流而上地在导流通道的壁上设置一个或多个相应的间隙。 

导流通道23借助于支架35固定在主通道2中。优选地将导流通道23通过它的支架35以压铸的方式与主通道2制成一个整体。 

然而支架35也可以设计为与主通道2相分离的部分。 

在支架中优选地设置有间隙37(图3)，通过该间隙将流动的介质引向温度传感器元件21。 

支架优选地具有第一个隔板或者称为腹板(Steg)39和第二个隔板43。在图2中示出垂直于根据图1的截面方向的纵剖图，其中有关的区域在多个截面平面中示出，这些截面平面通过A-A，B-B和C-C标出。第一个隔板39在主流动方向上首先设计为一个非常狭长的隔板，然后顺流而下地扩展成遮蔽体41。该遮蔽体41优选地这样设计，即其将质量流量传感器1的壳体5的部分区域或大部分与在主通道2中的流体相隔离。支架35的第二个隔板43优选地具有在图2中所示出的轮廓(见截面平面C-C)。以这种方式可以通过第二个隔板43与第一个隔板39相比在主流动方向3上的上游的加宽，实现特别有利的流量分配特性，这种流量分配特性接近于第一个和第二个隔板39、43的对称的构造。 

导流通道23优选地设计为S形。此外从图1中也可以看出，导流通道23沿主流动方向3在关于它的在导流通道23内部的 介质的流动方向上的横截面减小。然而可选地，该横截面也可以例如保持不变。 

优选地在导流通道的壁上设置有导向轮廓，借助于该导向轮廓，将通过离心力分离作用而分离的颗粒，特别是水滴或者也可以是油滴，有针对性地沿着壁并且向导流通道23的至少一个间隙29引导，由此可以有针对性地使这些颗粒远离质量流量传感器元件17、19。

Claims (8)

1.一种质量流量传感器装置，用于至少部分地布置在主通道(2)中，在所述主通道中质量流在主流动方向(3)上流动，所述质量流量传感器装置具有质量流量传感器(1)，所述质量流量传感器具有旁通流道(7)，所述旁通流道具有入口部段(9)，所述质量流可以通过所述入口部段从所述主通道(2)流入所述旁通流道(7)，并且所述质量流量传感器具有至少一个质量流量传感器元件(17，19)，借助于所述质量流量传感器元件可以检测在所述主通道(2)中的所述质量流的特征值，其中，导流通道(23)设置具有相对于所述主流动方向(3)垂直走向的入口横截面(25)和相对于所述主流动方向(3)垂直走向的出口横截面(27)，其中所述入口横截面(25)设置在所述主通道(2)的中央位置上，并且所述导流通道(23)这样地设计和设置，即所述导流通道将在所述导流通道中流动的介质部分地导引到所述旁通流道(7)的所述入口部段(9)并具有至少一个通向所述主通道(2)的间隙(29)，通过所述间隙在绕开所述旁通流道(7)的情况下与所述主通道(2)连通，其中所述入口横截面(25)与所述出口横截面(27)之间具有最大为所述入口横截面(25)的三分之一的重叠，其特征在于，所述入口横截面(25)设置在所述主通道(2)的中央位置上，并且所述导流通道(23)和所述至少一个间隙(29)这样地设计和设置，即所述流动的介质中存在的颗粒借助于离心力分离作用在所述导流通道(23)的壁上大部分地分离并通过所述至少一个间隙(29)在绕开所述旁通流道的情况下排出到所述主通道(2)中；其中为所述导流通道(23)对应设置有用于在所述主通道(2)中进行固定的支架(35)，所述支架这样设计，即所述支架在所述质量流量传感器的参照所述主流动方向(3)的正面区域内将所述质量流量传感器(1)与所述主通道(2)中的流体相隔离。

2.根据权利要求1所述的质量流量传感器装置，其中导流通道(23)具有管纵向轴线(33)，所述管纵向轴线相对于所述主流动方向(3)倾斜。

3.根据前述权利要求中任一项所述的质量流量传感器装置，其中所述支架(35)具有间隙(37)，通过所述间隙将流动的介质引向温度传感器元件(21)，所述温度传感器元件设置在所述质量流量传感器(1)中用于检测流动介质的温度。

4.根据权利要求3所述的质量流量传感器装置，其中所述支架(35)的相对于所述质量流量传感器(1)的正面区域而起隔离作用的部段在所述主流动方向(3)上首先设计为狭长的隔板，并且与所述狭长的隔板相比，所述支架(35)的不隔离的部段至少在所述主流动方向(3)的部分区域中设计为相对于所述狭长的隔板是加宽的。

5.根据权利要求3所述的质量流量传感器装置，其中所述导流通道(23)设计为S形。

6.根据权利要求5所述的质量流量传感器装置，其中所述导流通道(23)这样设计，即所述导流通道的横截面在流动方向上减小。

7.根据权利要求6所述的质量流量传感器装置，其中在所述导流通道(23)的壁中设置有导向轮廓。

8.根据权利要求7所述的质量流量传感器装置，其中所述主通道和所述导流通道设计作为一个整体的压铸件。

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