DE10204615B4 - Gasmassensensoranordnung - Google Patents

Abstract

Gasmassensensoranordnung zum Einsetzen in einen von einem Gasmassenstrom (3) durchströmten Hauptkanal (2) mit einem Gehäuse (4), in dem ein Hilfskanal (5) ausgebildet ist, der eine Einlassöffnung (13), eine Auslassöffnung (14) und eine Wandung (15) aufweist und in dem mindestens ein Sensorelement (8, 9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (15) der Einlassöffnung (13) wenigstens eine Ausnehmung (16, 17) aufweist, welche sich bei einer Vorderansicht in Strömungsrichtung über eine gesamte Apertur (12) der Einlassöffnung (13) erstreckt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Gasmassensensoranordnung zum Einsetzen in einen von einem Gasmassenstrom durchströmten Hauptkanal mit einem Gehäuse, in dem ein Hilfskanal ausgebildet ist, der eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung und eine Wandung aufweist und in dem mindestens ein Sensorelement angeordnet ist.
• Eine solche Gasmassensensoranordnung ist aus der DE 101 18 415 A1 bekannt. Der Hilfskanal ist dort etwa U-förmig ausgebildet, wobei die beiden durch das U gebildeten Schenkel des Hilfskanals senkrecht zur Strömungsrichtung im Hauptkanal verlaufen. Die Enden der Schenkel bilden die Einlass- und die Auslassöffnung, wobei die Apertur der Einlassöffnung etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases im Hauptkanal ausgerichtet ist. Bei der bekannten Gasmassensensoranordnung sind ferner im Bereich der Einlassöffnung Turbulenzreduzierungsplatten ausgebildet, die parallel zur Hauptluftströmungsrichtung und senkrecht zu einer Luftströmungsrichtung in dem Hilfskanal ausgerichtet sind. Die untere Turbulenzreduzierungsplatte liegt einem in der Wandung der Einlassöffnung ausgebildeten Lufttrichter gegenüber. Der Lufttrichter bewirkt einen Unterdruck im Bereich der Auslassöffnung des Hilfskanals, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Hilfskanal erhöht ist.
• Ferner gilt aus der nachveröffentlichten DE 102 53 691 A1 eine weitere Gasmassensensoranordnung als bekannt, bei der ein in etwa U-förmig ausgebildeter Hilfskanal senkrecht zur Strömungsrichtung im Hauptkanal angeordnet ist. Bei dieser Gasmassensensoranordnung ist in der Wandung der Einlassöffnung ein Kanal ausgebildet, der die Einlassöffnung unmittelbar mit der Auslassöffnung verbindet. Durch diesen Hilfskanal wird durch die Einlassöffnung eintretender Staub am Hilfskanal vorbei unmittelbar zur Auslassöffnung geführt.
• Gasmassensensoren der genannten Art werden bevorzugt im Ansaugtrakt von Verbrennungsmotoren eingesetzt, um ein Maß für die Menge an angesaugter Luft als Eingangsgröße für eine Motorsteuerung zu erhalten. Die Sensorelemente sind dabei meist als Heissfilmanemometer ausgebildet und werden durch Verschaltung in einer Brückenschaltung auf einer konstanten Temperatur gehalten. Die dazu aufgewendete Energie ist ein Maß für die vorbeigeströmte Gasmenge.
• Es kommt jedoch häufig vor, dass sich Wassertropfen in der von einem Motor angesaugten Luft befinden, die sich auf einem Sensorelement niederschlagen und durch die zu ihrer Verdampfung erforderliche Energie das Messsignal erheblich verfälschen können. Bei größeren Mengen an Wasser kann es auch zu einer Zerstörung eines Sensorelements kommen.
• Durch die U-förmige Ausgestaltung des Hilfskanals in der Gasmassensensoranordnung und insbesondere durch die Ausrichtung von dessen Schenkel senkrecht zur Strömungsrichtung werden zwar bereits viele Wassertropfen daran gehindert, auf ein Sensorelement zu treffen. Um die Integratorwirkung der Einlassöffnungsapertur nicht zu unterbinden muss diese jedoch möglichst groß gewählt werden, so dass dennoch eine nicht zu vernachlässigende Zahl von Wassertropfen in den Hilfskanal gelangen.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer gattungsgemäßen Gasmassensensoranordnung die Zahl der Wassertropfen im Hilfskanal weiter zu verringern.
• Die Aufgabe wird durch eine Gasmassensensoranordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Gemäß Anspruch 1 weist die Wandung der Einlassöffnung wenigstens eine Ausnehmung auf, die sich über die gesamte Apertur der Einlassöffnung erstreckt. Hierdurch wird einerseits bei einer ausreichend großen Einlassöffnung genügend Gas bzw. Luft eingefangen um eine wirksame Mittelung der lateralen Luftströmungsgeschwindigkeit im Hauptkanal zu erlangen und andererseits durch die mindestens eine Ausnehmung der Wandung erreicht, dass ein großer Teil des auftreffenden Wassers durch die Wandung der Einlassöffnung hindurchtritt. Es wird also Wasser von den Sensorelementen ferngehalten.
• In einer ersten Ausbildung der erfindungsgemäßen Gasmassensensoranordnung ist eine Ausnehmung als Schlitz ausgebildet. Ein solcher Schlitz kann in jede Richtung orientiert vorgesehen sein. Gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung kann eine Ausnehmung auch eine runde oder ovale Form haben, wobei prinzipiell jede beliebige Form möglich ist. Es wird die Form gewählt werden, die sich in der Herstellung als geeignet erweist. Wesentlich für die Erfindung ist, dass ein Großteil der Wassertropfen durch die Wandung der Einlassöffnung hindurchfliegt, während ausreichend Luft in den Hilfskanal gelangt. Für eine verbesserte Wasserableitung ist es von Vorteil, wenn die Wandung der Einlassöffnung ein gerundetes Querschnittsprofil aufweist.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
• 1 eine in einem Hauptströmungskanal angeordnete Gasmassensensoranordnung,
• 2 einen Längsschnitt durch eine Einlassöffnung gemäß dem St.d.T,
• 3 eine Vorderansicht einer Einlassöffnung gemäß dem St.d.T,
• 4 einen Querschnitt durch eine Einlassöffnung gemäß dem St.d.T,
• 5 eine Vorderansicht einer Einlassöffnung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung,
• 6 einen ersten Querschnitt durch eine Einlassöffnung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung
• 7 einen zweiten Querschnitt durch eine Einlassöffnung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung und
• 8 eine Vorderansicht einer Einlassöffnung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung.
• Die 1 zeigt eine Gasmassensensoranordnung 1, die in ein Rohr 2, das den Hauptkanal für eine Luftströmung 3 bildet, eingesteckt ist. Die Gasmassensensoranordnung 1 wird hier nur soweit beschrieben, wie es für das Verständnis der Erfindung nötig ist. Sie weist ein Gehäuse 4 auf, in dem ein etwa Uförmiger Hilfskanal 5 ausgebildet ist, dessen Schenkel 6 und 7 etwa senkrecht zur Luftströmung 3 ausgerichtet sind.
• Im ersten Schenkel 6 des Hilfskanals 5 sind Sensorelemente 8 und 9 angeordnet, die von einer zu messenden, mit strichlierten Pfeilen 10 angedeuteten Messluftströmung angeströmt wer den. In der Luftströmung sind insbesondere Wassertropfen 11 enthalten, die von der Apertur 12 einer Einlassöffnung 13 aufgenommen werden und mit der Messluftströmung 10 zu den Sensorelementen 8 und 9 geführt werden. Dort können sie zu einer Verfälschung des Messsignals führen oder gar die Sensorelemente zerstören. Die Messluftströmung 10 wird durch eine Auslassöffnung 14 wieder der Luftströmung 3 zugeführt.
• In den 2, 3 und 4 ist die Einlassöffnung einer Gasmassensensoranordnung gemäß dem Stand der Technik noch einmal in verschiedenen Ansichten dargestellt. 2 zeigt einen Längsschnitt einer solchen bekannten Einlassöffnung, während 3 eine Vorderansicht zeigt, wo die Apertur 12 gut zu erkennen ist. In 4 ist ein Querschnitt der Wandung der Einlassöffnung gezeigt, der hier eine rechteckige Form hat.
• 5 und 6 zeigen eine Einlassöffnung gemäß der Erfindung, bei der die Wandung 15 eine Ausnehmung in Form eines Längsschlitzes 16 aufweist. Im Beispiel ist nur ein Längs- schlitz 16 dargestellt, es können jedoch auch mehrere vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Querschlitze vorgesehen werden.
• In 7 ist ein alternativer Querschnitt für eine geschlitzte Wandung 15 einer Einlassöffnung 13 dargestellt. Dort ist eine gerundete Innenseite der Wandung 15 gewählt um eine verbesserte Wasserableitung zum Schlitz 16 zu ermöglichen.
• Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wandung 15 einer Einlassöffnung 13 ist in 8 gezeigt. Dort sind eine Anzahl runder Löcher als Ausnehmungen gewählt wobei selbstverständlich jede beliebige Form für solche Löcher möglich ist.

Claims (5)

1. Gasmassensensoranordnung zum Einsetzen in einen von einem Gasmassenstrom (3) durchströmten Hauptkanal (2) mit einem Gehäuse (4), in dem ein Hilfskanal (5) ausgebildet ist, der eine Einlassöffnung (13), eine Auslassöffnung (14) und eine Wandung (15) aufweist und in dem mindestens ein Sensorelement (8, 9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (15) der Einlassöffnung (13) wenigstens eine Ausnehmung (16, 17) aufweist, welche sich bei einer Vorderansicht in Strömungsrichtung über eine gesamte Apertur (12) der Einlassöffnung (13) erstreckt.
2. Gasmassensensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung als Schlitz (16) ausgebildet ist.
3. Gasmassensensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung als rundes oder ovales Loch (17) ausgebildet ist.
4. Gasmassensensoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskanal (5) U-förmig ist.
5. Gasmassensensoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Wandung (15) der Einlassöffnung (13) ein abgerundetes Querschnittsprofil aufweist.