DE112013002480T5

DE112013002480T5 - AGR mit temperaturgesteuertem Venturidurchflussmesser

Info

Publication number: DE112013002480T5
Application number: DE112013002480.2T
Authority: DE
Inventors: Joseph John Stabnik; Matthew Edward Leustek; Matthew John Liening; Jeffrey Scott Morris
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2015-01-29
Also published as: WO2013173174A1; CN104302904A; US20130298882A1

Abstract

Es wird ein Durchflussmesser (31) offenbart, der in einem Abgasrückführungs-(AGR-)System benutzt werden kann. Das AGR-System (14) kann Teil eines Verbrennungsmotors (11) oder einer anderen Leistungsquelle (11) sein. Der Durchflussmesser (31) weist ein Venturi-Rohr (35) auf, das einen Körper (41) aufweist, welcher einen Einlassteilabschnitt (36), eine Verengung (38) und einen divergierenden Auslassteilabschnitt (37) definiert. Der Durchflussmesser (31) enthält außerdem einen Sensor, der über mehrere Druckdurchgänge an das Venturi-Rohr (35) gekoppelt ist.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren (”internal combustion engine”, IC), und insbesondere Abgasrückführungs-(AGR-)Systeme für IC-Motoren. Außerdem betrifft die Erfindung einen verbesserten Venturi-Durchflussmesser, der zum Bestimmen der Abgasrückführungsrate für AGR-Systeme benutzt werden kann.
Hintergrund
Ein Verbrennungsmotor (IC) kann ein Abgasrückführungs-(AGR-)System zum Steuern der Erzeugung von unerwünschten Schadstoffgasen und Schwebstoffen enthalten. AGR-Systeme führen die Abgasnebenprodukte in die Ansaugluftzufuhr des Motors zurück. Das Abgas, das erneut in den Motorzylinder eingeleitet wird, verringert dort die Sauerstoffkonzentration, wodurch die Maximalverbrennungstemperatur innerhalb des Zylinders herabgesetzt und die chemische Reaktion des Verbrennungsprozesses verlangsamt wird. Dies bewirkt eine Verringerung bei der Ausbildung von Stickstoffoxiden (NO_x). Zudem enthalten die Abgase typischerweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die bei erneuter Einleitung in den Motorzylinder verbrannt werden, wodurch der Ausstoß unerwünschter Schadstoffe weiter verringert wird.
Ein mit einem AGR-System ausgestatteter Motor kann außerdem einen oder mehrere Turbolader zum Komprimieren der Ansaugluft enthalten, die einer oder mehreren Verbrennungskammern zugeführt wird. Jeder Turbolader enthält typischerweise eine Turbine, die durch Abgase des Motors angetrieben wird, und einen Kompressor, der durch die Turbine angetrieben wird. Der Kompressor nimmt Luft auf, die komprimiert werden soll, und führt die komprimierte Luft den Verbrennungskammern zu.
Wenn AGR in einem Turbolader-Dieselmotor genutzt wird, kann das Abgas, das rückgeführt werden soll, stromaufwärts von der Turbine entnommen werden. Der Prozentanteil des gesamten Abgasstroms, der zur Einleitung in das Saugrohr eines Motors abgeleitet wird, ist als „AGR-Rate” des Motors bekannt. Es kann erwünscht sein, die AGR-Rate innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Toleranzbereichs um eine AGR-Zielrate zu steuern. Es können Venturi-Rohre als Durchflussmesser in Motoren zum Messen des Abgasstroms, der zum Ansaugrohr rückgeführt wird, benutzt werden. Venturi-Rohre sind nützlich, da sie eine Druckdifferenz über die Vorrichtung hinweg vorsehen, die mit einem Massendurchsatz korreliert werden kann. Zwei oder mehr Druckdurchgänge sind mit dem Venturi-Rohr verbunden, die Drucksonden aufnehmen.
Herkömmliche Venturi-Rohre, die in AGR-Systemen für Motoren benutzt werden, können jedoch Aufbau oder Ablagerung von Verbrennungsprodukten auf den Innenflächen der Druckdurchgänge erfahren, wodurch die Durchgänge verengt und/oder schließlich gänzlich verstopft werden können, wodurch die Genauigkeit der Druckdifferenzmessung beeinträchtigt wird. Da eine genaue Messung der AGR-Rate für das Steuern der Emissionen eines Motors wesentlich ist, muss das Problem der Verbrennungsproduktablagerung auf den Innenflächen der Venturi-Druckdurchgänge oder des völligen Verstopfens der Venturi-Druckdurchgänge angesprochen werden.
Die Ablagerung von Verbrennungsprodukten auf den Innenflächen der Druckdurchgänge kann zumindest teilweise der Thermophorese zugerechnet werden. Thermophorese ist eine Erscheinung, die zu beobachten ist, wenn Partikel der Kraft bzw. Einwirkung eines Temperaturgradienten ausgesetzt sind. Unterschiedliche Partikelarten reagieren unterschiedlich auf Temperaturgradienten. Thermophorese ist im Ausmaß von Millimeter oder geringer zu beobachten.
Unter Benutzung eines Venturi-Durchflussmessers als Beispiel strömen heiße Abgase durch das Venturi-Rohr. Dabei sind die Druckdurchgänge des Venturi-Rohrs außerdem der Außenumgebung ausgesetzt, die typischerweise kühler als die heißen Abgase ist. Infolgedessen werden die Innenflächen der Druckdurchgänge durch die Umgebungsatmosphäre gekühlt, während die heißen Abgase durch das Venturi-Rohr strömen. Wenn die Partikel in den Abgasen in der Nähe der kühleren Innenflächen der Druckdurchgänge strömen, erfahren die Partikel eine Kühlwirkung. Die gekühlten Partikel können zu den Innenflächen der Druckdurchgänge strömen und sich auf den Innenflächen ansammeln. Anders gesagt bewegen sich die Partikel in den Abgasen in einer Abwärtsrichtung des Temperaturgradienten oder zur kühleren Oberfläche hin. Um diesem Problem entgegenzuwirken, muss ein zweckmäßiger Weg zum Verringern des Temperaturgradienten zwischen dem Abgasstrom und den Innenflächen der Druckdurchgänge gefunden werden.
Ein Versuch zur Lösung dieses Problems ist in US2010/0154758 offenbart, wobei eine Flüssigkeitswärmetauschkammer oder -umhüllung in der Nähe der Verengung des Venturi-Rohrs genutzt wird. Flüssiges Kühlmittel wird typischerweise vom primären Kühlmittelsystem des Motors durch die Kammer umgewälzt. Die Umsetzung dieser Gestaltung ist kostspielig und raumfordernd, da zusätzlich zur Wärmetauschkammer Verbindungen zum und vom primären Kühlmittelsystem erforderlich sind.
Benötigt wird eine zuverlässigere und kostengünstigere Venturi-Durchflussmessergestaltung für ein AGR-System, die die Innenflächen der Druckdurchgänge des Venturi-Rohrs auf einer angemessen hohen Temperatur hält, um die Auswirkungen der Thermophorese und anderer Mechanismen zu begrenzen, die zu Rußablagerung und/oder Rußverstopfung der Druckdurchgänge führen.
Kurzdarstellung der Offenbarung
In einem Aspekt wird ein Durchflussmesser offenbart. Der Durchflussmesser weist ein Venturi-Rohr auf, das einen Körper aufweist, welcher einen Einlassteilabschnitt, eine Verengung und einen divergierenden Auslassteilabschnitt definiert. Der Durchflussmesser weist außerdem einen Sensor auf, der durch mehrere Druckdurchgänge an das Venturi-Rohr gekoppelt ist. Der Durchflussmesser weist außerdem eine Außenumhüllung auf, die zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge einschließt, um eine abgedichtete Kammer zu definieren, welche zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge umgibt.
In einem anderen Aspekt wird ein Abgasrückführungs-(AGR-)System für einen Verbrennungsmotor offenbart. Der Verbrennungsmotor weist ein Saugrohr und ein Abgassammelrohr auf. Das AGR-System weist einen Durchflussmesser auf, der zwischen dem Abgassammelrohr und dem Saugrohr angekoppelt ist. Der Durchflussmesser weist ein Venturi-Rohr auf, das einen Körper aufweist, der einen Einlassteilabschnitt definiert, welcher fluidtechnisch an das Abgassammelrohr gekoppelt ist. Das Venturi-Rohr weist ferner einen Einlassteilabschnitt, eine Verengung und einen divergierenden Auslassteilabschnitt auf, der fluidtechnisch an das Saugrohr gekoppelt ist. Der Durchflussmesser weist außerdem einen Sensor auf, der mit mehreren Druckdurchgängen zum Messen eines Druckabfalls über das Venturi-Rohr hinweg verbunden ist. Der Durchflussmesser weist außerdem eine Außenumhüllung auf, die zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge einschließt, um eine geschlossene Kammer zu definieren, die zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge umgibt.
In wiederum einem anderen Aspekt wird ein Verbrennungsmotor offenbart. Der Motor weist einen Block auf, der zumindest einen Verbrennungszylinder definiert. Der Motor weist außerdem ein Saugrohr auf, das an den zumindest einen Verbrennungszylinder gekoppelt ist, und ein Abgassammelrohr, das an den zumindest einen Verbrennungszylinder gekoppelt ist. Der Motor weist außerdem einen Durchflussmesser auf, der zwischen dem Abgassammelrohr und dem Saugrohr angekoppelt ist. Der Durchflussmesser weist ein Venturi-Rohr auf, das einen Körper aufweist, welcher einen Einlassteilabschnitt, der fluidtechnisch an das Abgassammelrohr gekoppelt ist, eine Verengung und einen divergierenden Auslassteilabschnitt definiert, der fluidtechnisch an das Saugrohr gekoppelt ist. Der Durchflussmesser weist außerdem einen Drucksensor auf, der über mehrere Druckdurchgänge an das Venturi-Rohr gekoppelt ist. Der Durchflussmesser enthält außerdem eine Außenumhüllung, die zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge einschließt, um eine abgedichtete Kammer zu definieren, die zumindest einen Teil des Venturi-Rohrs und der Druckdurchgänge umgibt.
In jeglicher oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen enthält die abgedichtete Kammer Luft, ein Inertgas, ein Öl, oder die abgedichtete Kammer kann ein Vakuum erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einem AGR-System mit einem offenbarten Durchflussmesser ausgestattet ist.
2 ist eine Seitenansicht eines Durchflussmessers, der gemäß dieser Offenbarung gefertigt ist.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht des Durchflussmessers, der in 2 gezeigt ist, die insbesondere die Sondenanschlüsse darstellt und außerdem eine alternative Ausführungsform darstellt, in der die Außenumhüllung mit Öl oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt ist, die unter Benutzung eines Heizelements erhitzt wird.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Verbrennungsmotor oder eine Leistungsquelle 11 gezeigt, der/die mit einem AGR-System 14 ausgestattet ist. Der Motor 11 kann jegliche Art Leistungsquelle sein, wie etwa ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein gaskraftstoffbetriebener Motor, wie etwa ein Erdgasmotor, oder jeglicher andere Motor, der dem Fachmann offensichtlich ist. Der Motor 11 kann außerdem eine andere Leistungsquelle enthalten, wie etwa einen Feuerraum. Der Motor 11 kann mit einem Luftreiniger oder -filter 12, einer Abgasanlage 13 und einem AGR-System 14 ausgestattet sein, das zum Überführen von Gasen in den und aus dem Motor 11 an die Leistungsquelle 11 gekoppelt ist.
Der Luftfilter 12 kann an einen oder mehr Kompressoren 16 gekoppelt sein, die an einen Luftkühler 17 gekoppelt sein können, der dem Motor 11 vorgeschaltet angeordnet ist. Der (die) Kompressor(en) 16 kann (können) an eine Turbine 23 gekoppelt sein, die Teil einer Abgasanlage 13 sein kann, welche eine Ablassleitung 19, einen optionalen Regenerator 18 zum Erhöhen der Abgastemperaturen in der Ablassleitung 19, bevor die Abgase ein optionales Partikelfilter 24 erreichen, aufweisen kann, um Oxidation und Abbrennen von Ruß im Partikelfilter 24 zu fördern. Ein Auspufftopf ist bei 29 gezeigt. Die Abgasanlage 13 kann eine oder mehr Turbinen 23 enthalten, die in einem Reihenverhältnis, einem parallelen Verhältnis verbunden sind, oder es könnte nur eine einzelne Turbine 23 genutzt sein.
Der Kompressor 16 kann über den Kühler 17 und das Mischsystem 30 in einem Reihenverhältnis mit der Leistungsquelle 11 und in Verbindung damit angeordnet sein. Der (die) Kompressor(en) 16 komprimiert (komprimieren) die Luft, die in die Leistungsquelle 11 strömt, auf einen vorgegebenen Druck. Der (die) Kompressor(en) 16 kann (können) einen Kompressor mit festgelegter Geometrie, einen Kompressor mit variabler Geometrie oder jede andere Art Kompressor verkörpern, die im Fachgebiet bekannt ist. Es wird in Erwägung gezogen, dass der (die) Kompressor(en) 16 alternativ in einem parallelen Verhältnis angeordnet ist (sind), oder dass nur ein einzelner Kompressor 16 genutzt werden soll. Es wird ferner in Erwägung gezogen, dass der (die) Kompressor(en) 16 weggelassen wird (werden), wenn ein Einleitungssystem für nicht druckbeaufschlagte Luft benutzt wird. Der (die) Kompressor(en) 16 kann (können) außerdem den optionalen Regenerator 18 über die Umgehungsleitung 20 und das Ventil 21 mit Luft versorgen.
Der Luftkühler 17 kann ein Luft-Luft-Wärmetauscher oder ein Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher sein und zum Ermöglichen der Überführung von Wähne zur oder aus der Luft angeordnet sein, die in das Mischsystem 30 und die Leistungsquelle 11 geleitet wird. Beispielsweise kann der Luftkühler 17 einen Rohrbündelwärmetauscher, einen Plattenwärmetauscher, einen Rohr/Rippen-Wärmetauscher oder jegliche andere Art Wärmetauscher, die im Fachgebiet bekannt ist, verkörpern. Der Luftkühler 17 kann innerhalb eines Durchgangs 22 angeordnet sein, der den (die) Kompressor(en) 16 fluidtechnisch mit dem Mischsystem 30 und der Leistungsquelle 11 verbindet.
Jede Turbine 23 kann mit einem oder mehr Kompressoren 16 zum Antreiben des verbundenen Kompressors 16 verbunden sein. Insbesondere dehnen sich die heißen Abgase, die aus der Leistungsquelle 11 austreten, an den Schaufeln (nicht gezeigt) der Turbine(n) 23 aus, wodurch bewirkt wird, dass die Turbine(n) 23 drehen und den (die) verbundenen Kompressor(en) 16 antreibt (antreiben). Es wird außerdem in Erwägung gezogen, dass die Turbine(n) 23 weggelassen werden können und der (die) Kompressor(en) 16 mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder auf jede andere Art und Weise, die im Fachgebiet bekannt ist, durch die Leistungsquelle 11 angetrieben werden kann (können).
Abgase werden von der Leistungsquelle 11 durch einen Abschnitt des Abgassammelrohrs 15 in den Durchgang 27, durch den Kühler 28, den Durchflussmesser 31, das AGR-Ventil 25, das Mischsystem 30 und in das Saugrohr 26 rückgeführt. Das AGR-Ventil 25 kann zum Steuern der AGR-Rate benutzt werden. Es wird in Erwägung gezogen, dass das AGR-System 14 außerdem zusätzliche und/oder andere Bauteile aufweisen kann, wie etwa einen Katalysator, einen elektrostatischen Staubabscheider, ein Schutzgassystem oder andere Mittel zum Umleiten von Abgas von einer Abgasanlage 13 oder einem Abgassammelrohr 15 zu einem AGR-System 14.
Wenn ein Anteil der Abgase von der Leistungsquelle 11 über das Abgassammelrohr 15 in das AGR-System 14 eintritt, kann die Temperatur des Abgasstroms durch den Abgaskühler 28 auf eine annehmbare Höhe herabgesetzt werden. Ferner kann der Strom durch das AGR-System 14 durch das AGR-Ventil 25, das dem Durchflussmesser 31 nachgeschaltet angeordnet ist, und/oder ein Ventil (nicht gezeigt), das dem Durchflussmesser 31 vorgeschaltet ist, gesteuert werden.
Wie in 1 gezeigt, können das AGR-Ventil 25 und der Durchflussmesser 31 mit einer Steuerung 34 verbunden sein, die ein Motorsteuermodul („engine control module”, ECM) oder eine separate Steuerung für das AGR-System 14 sein kann. Die Steuerung des (der) Einleitungskompressors (Einleitungskompressoren) 16, der Turbine(n) 23 und der Leistungsquelle 11 kann ebenfalls durch die Steuerung 34, eine separate Steuerung oder ein separates ECM (nicht gezeigt) gesteuert sein.
Der Abgaskühler 28 kann innerhalb des Durchgangs 27 zum Kühlen des Anteils des Abgases angeordnet sein, das durch den Durchgang 27 strömt. Der Abgaskühler 28 kann einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher, einen Luft-Luft-Wärmetauscher oder jegliche andere Art Wärmetauscher, der im Fachgebiet bekannt ist, zum Kühlen des Abgasstroms aufweisen. Es wird in Erwägung gezogen, dass der Abgaskühler 28 auf Wunsch weggelassen wird.
Unter Bezugnahme auf den Durchflussmesser 31, der detaillierter in 2 und 3 gezeigt ist, weist der Durchflussmesser 31 ein Venturi-Rohr 35 auf, das einen Einlassteilabschnitt 36, einen divergierenden Auslassabschnitt 37 und eine Verengung 38 aufweist. Der Einlassteilabschnitt 36, die Verengung 38 und der divergierende Auslassteilabschnitt 37 bilden den Venturi-Rohrkörper 41. Der Körper 41 enthält einen ersten Druckdurchgang 42 in Verbindung mit der Verengung 38, einen zweiten Druckdurchgang 43 in Verbindung mit dem Einlassteilabschnitt 36 und kann einen dritten Durchgang 40 für eine zusätzliche Drucksonde (nicht gezeigt) enthalten, die ebenfalls mit der Steuerung 34 verbunden sein kann. Die Druckdurchgänge 42, 43 können an einen Drucksensor 44 oder mehrere Drucksensoren (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Der Drucksensor 44 und der Druckdurchgang 40 können mit der Steuerung 34 in Verbindung stehen.
Da der Durchflussmesser 31 der Umgebung 45 ausgesetzt ist, können die Druckdurchgänge 40, 42, 43 des Venturi-Rohrs 35 Verbrennungsprodukte infolge von Thermophorese, Kondensation oder anderen Mechanismen ansammeln, die einen oder mehrere der Durchgänge 40, 42, 43 teilweise oder völlig verstopfen können. Anders gesagt sind die Gase, die durch den Durchgang 27 strömen, trotz Kühlung durch den optionalen Abgaskühler 28, heißer als die Umgebung 45. Daher sind die Innenflächen der Druckdurchgänge 40, 42, 43 kühler als die Abgase, die durch das Venturi-Rohr 35 strömen. Infolgedessen bewegen sich Partikel, die im Abgasstrom mitgerissen werden, den Temperaturgradienten hinunter oder zu den kühleren Innenflächen der Druckdurchgänge 40, 42, 43 hin. Ablagerung dieser Verbrennungspartikel entlang der Innenflächen der Druckdurchgänge 40, 42, 43 kann sich auf die Messungen, die durch den Drucksensor 44 erfolgen, auswirken und die Massendurchsätze, die durch die Steuerung 34 berechnet werden, beeinträchtigen.
Zur Vermeidung dieser Probleme wird eine Außenumhüllung 47 offenbart, die den Venturi-Rohrkörper 41 sowie die Druckdurchgänge 40, 42, 43 zumindest teilweise umgibt. Die Außenumhüllung 47 dient nicht dem Umwälzen von Kühlmittel oder Kühlluft. Stattdessen erhält die Außenumhüllung 47 eine geschlossene oder abgedichtete Kammer 48 um die Druckdurchgänge 40, 42, 43. Daher bildet die Außenumhüllung 47 eine Kammer 48 aus, die die Druckdurchgänge 40, 42, 43 von der Umgebungsatmosphäre 45 isoliert, die Kühlwirkungen der Umgebungsatmosphäre 45 verringert und dadurch die Auswirkung der Thermophorese und der resultierenden Partikel- oder Rußablagerung auf den Innenflächen der Druckdurchgänge 40, 42, 43 verringert. Ein optionales Anbringungsmerkmal ist bei 49 gezeigt.
Schließlich kann, als andere Alternative, die Außenumhüllung 47 mit einem Fluid, wie etwa Öl, gefüllt sein, das unter Benutzung eines Heizelements 51 erhitzt werden kann. Das Heizelement 51 kann ein Widerstandsheizelement oder anderes geeignetes Heizelement sein und kann durch eine Stromquelle 52, wie etwa die Batterie der Maschine (nicht gezeigt) oder andere geeignete Stromquelle, mit Strom versorgt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Es wird somit ein verbesserter Durchflussmesser für ein AGR-System und/oder einen Verbrennungsmotor offenbart. Der Durchflussmesser ist ein Venturi-Durchflussmesser, der in der Leitung bzw. in-line im Abgasrückführungsdurchgang oder dem Saugrohr oder Mischsystem vorgeschaltet zur Leistungsquelle oder zum Motor eingerichtet sein kann. Venturi-Durchflussmesser waren in der Vergangenheit problematisch, weil die Druckdurchgänge, die den Venturi-Rohrkörper mit dem Drucksensor verbinden, verhältnismäßig kalten Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, während die Innenflächen des Venturi-Rohrkörpers heißen, rückgeführten Abgasen ausgesetzt sind, die einige Schwebstoffe enthalten. Aufgrund der Thermophorese und anderen Mechanismen wandern die Partikel vom heißen Abgasstrom weg und zu den Innenflächen der Druckdurchgänge hin. Die Partikel können eine Beschichtung auf den Innenflächen der Druckdurchgänge ausbilden, die die Druckablesungen, die vom Drucksensor und von der Steuerung aufgezeichnet werden, beeinträchtigen können. Infolgedessen kann ein Durchflussmesser, der ein Venturi-Rohr nutzt, ungenau werden, weil die Druckdifferenzmessungen über das Venturi-Rohr hinweg durch die Ansammlung von Ruß und Partikeln auf den Innenflächen der Druckdurchgänge verändert werden können. Daher können Durchflussmesser des Stands der Technik mit Druckdurchgängen, die Innenflächen aufweisen, welche mit Ruß und Partikeln beschichtet sind, einen Massendurchsatz auf Grundlage der Druckdifferenz nicht mehr genau korrelieren bzw. bestimmen.
Um dieses Problem zu vermeiden, wird ein verbesserter Durchflussmesser offenbart, der ebenfalls ein Venturi-Rohr, Druckdurchgänge und einen Drucksensor enthält. Ein Druckdurchgang ist der Verengung vorgeschaltet entlang des Einlassteilabschnitts des Venturi-Rohrs angeordnet, während der andere Druckdurchgang an der Verengung angeordnet ist. Ein zusätzlicher Druckdurchgang kann ebenfalls entlang des Einlassteilabschnitts des Venturi-Rohrs angeordnet sein. Um zu verhindern, dass die Innenflächen der Druckdurchgänge mit Ruß und Partikeln beschichtet werden, ist eine Außenumhüllung vorgesehen, die eine abgedichtete Einfassung für die Druckdurchgänge und einen Abschnitt des Venturi-Rohrs vorsieht. Die Außenumhüllung definiert eine abgedichtete oder geschlossene Kammer, die die Druckdurchgänge umgibt. Die Kammer kann mit Luft, einem Inertgas gefüllt sein, oder die Kammer kann wenig oder kein Gas, d. h. ein Vakuum, enthalten. Die abgedichtete Kammer isoliert die Druckdurchgänge von den Umgebungsbedingungen, wodurch die ungünstigen Auswirkungen der Thermophorese minimiert werden.
Die abgedichtete Kammer kann außerdem mit einem Fluid gefüllt sein, das unter Benutzung eines Heizelements, wie etwa eines Widerstandsheizelements, erhitzt werden kann. Ein mögliches Fluid wäre ein Öl.
Der verbesserte Durchflussmesser kann Originalausstattung für einen Verbrennungsmotor sein oder zum Ersetzen eines bestehenden Durchflussmessers eines AGR-Systems benutzt werden. Der Durchflussmesser kann außerdem Anwendungen über Verbrennungsmotoren hinaus aufweisen, bei denen es vorteilhaft ist, die Temperatur des Venturi-Rohrkörpers so nahe wie möglich an der Temperatur des Fluidstroms zu halten, der durch den Venturi-Rohrkörper strömt.

Claims

Durchflussmesser (31), aufweisend: ein Venturi-Rohr (35), das einen Körper (41) aufweist, der einen Einlassteilabschnitt (36), eine Verengung (38) und einen divergierenden Auslassteilabschnitt (37) definiert; einen Sensor, der über mehrere Druckdurchgänge (40) an das Venturi-Rohr (35) gekoppelt ist; und eine Außenumhüllung (47), die die mehreren Druckdurchgänge (40) aufweist und eine abgedichtete Kammer (48) vorsieht, welche die mehreren Druckdurchgänge (40) zumindest teilweise umgibt.
Durchflussmesser (31) nach Anspruch 1, wobei die abgedichtete Kammer (48) ein Gas enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, zumindest einem Inertgas und Kombinationen davon besteht.
Durchflussmesser (31) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die abgedichtete Kammer (48) ein Öl enthält, und wobei die abgedichtete Kammer (48) an ein Heizelement (51) zum Erhitzen des Öls gekoppelt ist.
Durchflussmesser (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die abgedichtete Kammer (48) ein Vakuum vorsieht.
Durchflussmesser (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die abgedichtete Kammer (48) den Körper (41) des Venturi-Rohrs (35) zumindest teilweise umgibt.
Durchflussmesser (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen ersten Druckdurchgang (42) aufweisen, der mit der Verengung (38) verbunden ist.
Durchflussmesser (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen zweiten Druckdurchgang (43) aufweisen, der mit dem Einlassteilabschnitt (36) verbunden ist.
Durchflussmesser (31) nach Anspruch 7, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen dritten zusätzlichen Druckdurchgang (40) aufweisen können, der mit dem Einlassteilabschnitt (36) verbunden ist.
Verbrennungsmotor (11), aufweisend: einen Block, der zumindest einen Verbrennungszylinder definiert; ein Saugrohr (26), das an den zumindest einen Verbrennungszylinder gekoppelt ist; ein Abgassammelrohr (15), das an den zumindest einen Verbrennungszylinder gekoppelt ist; einen Durchflussmesser (31), der zwischen dem Abgassammelrohr (15) und dem Saugrohr (26) angekoppelt ist, wobei der Durchflussmesser (31) ein Venturi-Rohr (35) aufweist, das einen Körper (41) aufweist, der einen Einlassteilabschnitt (36), welcher an das Abgassammelrohr (15) gekoppelt ist, eine Verengung (38) und einen divergierenden Auslassteilabschnitt (37) definiert, welcher an das Saugrohr (26) gekoppelt ist, wobei der Durchflussmesser (31) außerdem mehrere Druckdurchgänge (40) aufweist, die den Körper (41) mit einem Drucksensor (44) verbinden, wobei der Durchlassmesser (31) außerdem eine Außenumhüllung (47) aufweist, die die mehreren Druckdurchgänge (40) einschließt und eine abgedichtete Kammer (48) definiert.
Motor (11) nach Anspruch 10, wobei die abgedichtete Kammer (48) ein Gas enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Luft, zumindest einem Inertgas und Kombinationen davon besteht.
Motor (11) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die abgedichtete Kammer (48) ein Vakuum vorsieht.
Motor (11) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die abgedichtete Kammer (48) Öl enthält, und wobei die abgedichtete Kammer (48) an ein Heizelement (51) zum Erhitzen des Öls gekoppelt ist.
Motor (11) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen ersten Durchgang (22) aufweisen, der an die Verengung (38) gekoppelt ist.
Motor (11) nach Anspruch 13, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen zweiten Durchgang (22) in Verbindung mit dem Einlassteilabschnitt (36) aufweisen.
Motor (11) nach Anspruch 14, wobei die mehreren Druckdurchgänge (40) einen zusätzlichen dritten Druckdurchgang (40) aufweisen können, der mit dem Einlassteilabschnitt (36) verbunden ist.