DE19959159A1

DE19959159A1 - Luftmassenmesser

Info

Publication number: DE19959159A1
Application number: DE1999159159
Authority: DE
Inventors: Hermann Leiderer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-06-21

Abstract

Ein Luftmassenmesser hat ein Ansaugrohr (1) und einen Meßkanal (2), in dem ein Sensorelement (6) angeordnet ist. In dem Meßkanal (2) ist ein Strömungsgleichrichter stromaufwärts des Sensorelementes (6) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftmassenmesser gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 36 23 109 A1 ist eine Durchflußmengen-Meßvor richtung bekannt mit einem Ansaugrohr und einem Meßkanal, in dsm ein Sensorelement angeordnet ist. Stromaufwärts des Meß kanals ist über den gesamten Querschnitt des Ansaugrohres ein als Parallel-Ausrichtungsgitter ausgebildeter Strömungs gleichrichter angeordnet. Die bekannte Durchflußmengen- Meßvorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß bei sehr hohen Luftmassenströmen die Empfindlichkeit des Meßelements soweit abnimmt, daß aus dem Meßsignal des Meßelements der zugehörige Luftmassenstrom nur äußerst ungenau bestimmbar ist. Dies ist insbesondere beim Einsatz des Luftmassenmessers für eine lei stungsstarke Brennkraftmaschine eines Lastkraftwagens ein entscheidender Nachteil, da dann gerade im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine sehr hohe Schadstoffemissionen auftreten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftmassenmesser zu schaffen, der geeignet ist auch bei einem großen Luftmassen strom ein empfindliches Meßsignal zu erzeugen und der gleich zeitig einfach und kompakt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltun gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kennlinie des Meßsignals, das von dem Sensorelement erzeugt wird, bei einem großen Lufmassenstrom eine ausreichende Empfindlichkeit aufweist, da bei einem derartigen Luftmassenstrom der Strö mungsgleichrichter in dem Meßkanal drosselnd wirkt und damit die Strömungsgeschwindigkeit in dem Meßkanal geringer ist als in dem restlichen Bereich des Ansaugrohres. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß der Druckverlust in dem Ansaugrohr gering ist und somit der Querschnitt des Ansaugdruckrohres deutlich geringer gewählt werden kann als bei dem bekannten Luftmassenmesser.

Ein weiterer Vorteil ist, daß eine durch Schmutzpartikel in der strömenden Luft hervorgerufene Verschmutzung des Senso relementes verringert ist, da weniger Luft an dem Sensorele ment vorbeiströmt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Luftmassenmessers,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Luftmassenmesser gemäß Fig. 1 entlang einer Linie II, II',

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Luftmassenmessers,

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des Luftmassenmessers,

Fig. 5 die Kennlinie des Meßsignals aufgetragen über den Luftmassenstrom.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenüber greifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Luftmassenmesser weist einen Ansaugkanal 1 (Fig. 1) und einen Meßkanal 2 (Fig. 2) auf. Der Meßkanal 2 ist durch ei nen Steg 4 und einen Bereich des Ansaugrohres 1 ausgebildet.

In dem Meßkanal 2 ist ein Strömungsgleichrichter angeordnet, der vorzugsweise einen Wabenkörper 5 umfaßt. Durch den Waben körper 5 wird in dem Meßkanal 2 stromabwärts des Wabenkörpers 5 eine quasi laminare Strömung erzeugt. Alternativ oder zu sätzlich kann der Strömungsgleichrichter auch ein oder mehre re Gitter oder weitere Elemente aufweisen, die ein Gleich richten der Strömung oder ein Erzeugen von Mikrowirbeln be wirken.

Stromabwärts des Wabenkörpers 5 ist ein Sensorelement 6 ange ordnet, das vorzugsweise mindestens einen Heißfilmwiderstand umfaßt. Das Sensorelement 6 erzeugt abhängig von der vorbei strömenden Luftmasse ein Meßsignal MS. Um eine zuverlässige Zuordnung zwischen dem Meßsignal MS und den in dem Ansaugrohr 1 strömenden Luftmassenstrom zu gewährleisten, ist es wesent lich, daß die Strömung im Bereich des Sensorelementes 6 gleichgerichtet ist.

Ferner ist dem Luftmassenmesser eine Signalaufbereitungsein heit 7 zugeordnet, die das Meßsignal aufbereitet. Der Steg 4 ist plattenförmig ausgebildet.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Luftmassen messers. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist der Steg V-förmig ausgebildet. Dies hat im Ver gleich zu der ersten Ausführungsform den Vorteil, daß die Querschnittsfläche des Meßkanals kleiner ist und somit die Querschnittsfläche des Ansaugrohres abzüglich der Quer schnittsfläche des Meßkanals größer ist. Dadurch ist der Druckabfall in dem Ansaugrohr 1 noch geringer als der Druck abfall in der ersten Ausführungsform des Luftmassenmessers.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Luftmassenmes sers, bei dem der Meßkanal als ein Rohr 9 ausgebildet ist, in dem der Strömungsgleichrichter, vorzugsweise den Wabenkörper 5 umfassend, und das Sensorelement 6 angeordnet sind. Dies hat ebenfalls den Vorteil, daß die von dem Strömungsgleich richter freie Querschnittsfläche des Ansaugrohres 1 sehr groß ist.

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Luftmassenstrom m und dem Meßsignal MS. Dabei ist mit 12 die Kennlinie des Meßsignals MS für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bezeich net und mit 13 die Kennlinie des Meßsignals MS für einen Luftmassenmesser gemäß dem Stand der Technik mit einem Strö mungsgleichrichter, der sich über die gesamte Querschnitts fläche des Ansaugrohres erstreckt. Aus dem Verlauf der Kenn linie 13 ist deutlich zu erkennen, daß die Steigung ab einem Luftmassenstrom ml (z. B. 2700 kg/h) eine Steigung von nahezu Null und damit eine äußerst geringe Empfindlichkeit aufweist. Im Gegensatz dazu weist die Kennlinie 12 noch bis zu einem Luftmassenstrom m² (z. B. 3000 kg/h) eine Steigung auf, die eine präzise Zuordnung des Meßsignals zu dem entsprechendem Luftmassenstrom ermöglicht.

Claims

1. Luftmassenmesser mit einem Ansaugrohr (1) und einem Mess kanal (2), in dem ein Sensorelement (6) angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, dass in dem Messkanal (2) ein Strö mungsgleichrichter stromaufwärts des Sensorelementes (6) an geordnet ist.

2. Luftmassenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkanal (2) durch einen Steg (4) und einen Bereich der Wandung des Ansaugrohres (1) ausgebildet ist.

3. Luftmassenmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter einen Wabenkörper (5) umfasst.