DE3043780A1 - Einstellbare luftstroemungs-messanordnung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Luftströmungsmeßfühler für einen Verbrennungmotor und insbesondere einen verbesserten Luftströmungsmeßfühler, welcher als Probe einen Teil der Gesamtluftströmung entnimmt und einstellbar ist, um einen Ausgleich für irgendwelche Massenfertigungstoleranzen und für irgendwelchen Schmutz oder dergleichen herzustellen, was sonst eine Abweichung von der korrekten Luftströmungsanzeige liefern würde.

Bei einer bekannten Anordnung war ein Heißdraht-Luftmeßfühler im Ansaugsystem eines Verbrennungsmotors angeordnet, um die gesamte Menge an Luft zu messen, welche in den Motor eingeleitet wurde. Diese Art einer Anordnung macht allerdings verhältnismäßig sperrige Luftströmungsgleichrichter erforderlich/ welche sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts vom Heißdraht-Meßelement angeordnet sein muss cm, und verursacht demensprechend, daß der Widerstand für die Luftströmung zum Motor in unerwünschter Weise erhöht wird, was Pumpverluste auftreten läßt. Ferneir hat sich die Gesamtlänge dieser Anordnung als übermäßig erwiesen und es war deshalb schwierig, sie in dem begrenzten Raum unterzubringen, der im Motorraum eines Fahrzeuges verfügbar ist.

Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist ein dem Typ nach nur eine Probe entnehmender Luftströmungsmeßfühler, der in einer geeigneten Umgebung wie etwa dem Luftfilter des Motors angeordnet ist, und derart eingerichtet ist, daß er bezüglich eines Bereiches einstellbar ist, in welchem ein verhältnismäßig niederer Druck (Vakuum) vorliegt. Dies gestattet eine Veränderung der Luftmenge, welche durch den Meßfühler eingeleitet wird, indem man den Druckunterschied über den Meßfühler-Einlaß und -Auslaß verändert. "Dementsprechend

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kann durch Einstellen der Position des Luftströmungsmeßfühlers und somit der Menge an Luft, welche durch diesen eingeleitet wird, der Ausgang des Meßfühlers eingestellt werden, um eine sehr genaue Anzeige der gesamten, angesaugten Luft zu liefern. Diese Einstellung kann zum Zeitpunkt der Herstellung und auch nach Verstreichen einer gewissen Zeit bewirkt werden, um. einen Ausgleich für irgendwelche Fremdkörper zu erzielen, die sich innerhalb des Meßfühlers angesammelt haben.

Gemäß einem besonderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Karman-Luftströmungsmeßelement (58, 60) welches innerhalb einer Leitung (48) angeordnet ist, die verschieblich zwischen Teilen angebracht ist, die einen Ringraum (32) bilden. Der Ringraum (32) veranlaßt die Ansaugluft, ihre Geschwindigkeit zu erhöhen, wenn sie sich dem Innenumfang des Ringraums nähert, wodurch ein Bereich mit einem Druckunterschied erzeugt wird. Durch Bewegen der Leitung (48) derart, daß der Einlaß (50) und der Auslaß (52) unterschiedlich hohen bzw. niedrigen Drücken ausgesetzt sind, kann der Druckunterschied über Einlaß und Auslaß der Leitung hinweg derart gesteuert werden, daß man den Anteil der hierdurch geleiteten Gesamtluft verändert.

Die Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher ersichtlich, welche im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurden, in welchen gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichen und in welchen:

Fig. 1 die Ansicht eines Schnitts eines mit einem erfindungsgemäß, einstellbaren Luftströmungsmeßfühler ausgestatteten Vergasers ist,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den in.Fig. 1 gezeigten Luftströmungsmeßfühler ist,

Fig. 3 die Ansicht eines Schnitts ist, der längs der Schnittlinie III - III vorgenommen wurde und

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— c: _

Fig. 4 eine Ansicht aus Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1 ist.

Es wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig.

I übergegangen; es ist die Ansicht eines Schnitts durch einen Vergaser gezeigt, der mit dem erfindungsgemäßen Luftströmungsmeßfühler ausgestattet ist. Ein Luftstömungsmeßfühler, der allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, ist gemäß der Darstellung innerhalb des sauberen Bereichs

II eines Luftfilters 12 angeordnet. Der Luftströmungsmeßfühler ist an einer Verbindungsplatte 14 angebracht, welche fest an der Oberseite des Fallstromvergasers 16 befestigt is.t. Mit Abstand zur Verbindungsplatte 14 ist eine Abdeckung 18 angebracht, welche mittels Distanzstücken 20 und Schrauben 22,die mit intermittierendem Abstand rund um den Umfang des Deckels 18 angeordnet sind (siehe Fig. 2)/ an der Verbindungsplatte befestigt und mit Abstand zu dieser gehalten ist. Ein Luftfilterdeckel 24 ist seinerseits an der Abdeckung 18 durch einen geeigneten Stehbolzen 26 und eine Mutter 27 befestigt. Innerhalb des Luftfilters 12 ist eine Luftfilterpatrone 30 eingeschlossen, durch welche die Luft hindurchströmen muß, bevor sie durch einen Ringraum 32 strömt, der zwischen der Luftströmungs-Meßfühler-Verbindungsplatte 14 und die Abdeckung 18 gebildet ist, um in die Drosselkammer 34 des Vergaser 16 einzutreten.

Der Vergaser 16 ist mit einem sogenannten Einzelpunkt-Treibstoff injektor 36 ausgestattet, der mit einer Druckreguliereinrichtung 40, einer Steuerschaltung 42, die verschiedenartige Eingänge eingibt, wie etwa ein Motor-Drehzahlsignal N ,und ein Signal aus einer wellenbildenden Schaltung 44, welche ihrerseits mit dem LuftStrömungsmeßfühler 1.0; damit verbunden ist, daß sie auf dessen Ausgang anspricht . Der Vergaser ist ferner mit einem •Leerlauf-Umgehungskanal 28 und einer Luftströmungs-Reguliereinrichtung 29 zum Steuern der Luftmenge versehen, die dem Motor zugeführt wird, wenn das Drosselventil 46 ge-

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schlossen ist.

Der Luftströmungsmeßfühler 10 bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Karman-Wirbel-Luftströmungsmeßfühler bzw. Strömungsschattenmeßfühler/ der eine längliche, mit rechteckigen Querschnitt versehene Leitung 48 aufweist, die in Radialrichtung zum Ringraum 32 ausgerichtet ist. Die Leitung weist einen Einlaß 50 und einen Auslaß. 52 auf Der Auslaß 52 ist nahe dem Einlaß der Drosselkammer 34 angeordnet. Gleichrichter 54, 56, die aus Bienenwabenanordnungen mit parallelen Kanälen oder Schichten zusammengesetzt sind, sind stromaufwärts und stromabwärts eines Heißdrahtes 58 und eines Wirbelgenerators 60 angeordnet. Wie gezeigt, ist der Wirbelgenerator 60 stromaufwärts vom Heißdraht 58 angeordnet, um Wirbelströme zu erzeugen, welche den Heißdraht kühlen und somit dessen elektrischen Widerstand beeinflussen. Die Leitung 48 ist verschieblich in einer geeigneten Ausnehmung 62, 64 angeordnet (am besten in Fig. 3 gezeigt), welche jeweils in der Verbindungsplatte 14 und der Abdeckung 18 ausgebildet sind. Lagerungen 66, 68 die aus einem geeigneten Material wie etwa Polytetrafluoräthylen (Teflon) gebildet sind, sind zwischen der Leitung und der Ausnehmung 62, 64 zwischengeschaltet, um das sanfte Gleiten der Leitung hierin sicherzustellen. Ein Vorsprung oder Arm 70, der an der Leitung ausgebildet ist, steht durch einen länglichen Schlitz 72 nach unten, der in der Verbindungsplatte 14 ausgebildet ist. Der Vorsprung ist mit einem Durchgangsloch ausgebildet, durch welchen sich eine einzelne Schraube 74 derart erstreckt, daß sie in Gewindeeingriff in einer Gewindebohrung steht, die in der Verbindungsplatte ausgebildet ist. Eine geeignete'Feder 76 wie eine Federplatte oder Spiralfeder ist rundum die Einstellschraube her- ..umgehend angeordnet, wie gezeigt (siehe Fig. 4) um den Vorsprung in einer Richtung entgegen der Festziehrichtung der Einstellschraube 74 vorzuspannen.

Da sich beim Betrieb die Querschnittfläche, die für die

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Ansaugluft zur Strömung durch den Ringraum 32 verfügbar ist, verringert, wenn sich die Luft der Drosselkammer 34 nähert, wird die Geschwindigkeit der Luft zunehmen, um das Vorliegen eines Bereiches mit niedrigem Druck am Innenumfang des Ringraumes auszulösen, verglichen mit einem Bereich mit verhältnismäßig hohem Druck am Außenumfang hiervon. Somit wird bei der radialen Anordnung der Luftströmungsmeßfühler leitung 48 deren Einlaß 50 dem Bereich mit verhältnismäßig hohen Druck ausgesetzt, während der Auslaß 52 dem Niederdruckbereich ausgesetzt ist. Es ist ohne weiteres verständlich, daß der Druck allmählich vom Außenumfang des Ringraumes 32 zum Innenumfang in Übereinstimmung mit der abnehmenden Querschnittsfläche und der entsprechenden Zunahme der Strömungsmittelströmungsgeschwindigkeit abnimmt, so daß ein Bereich mit einem Druckdifferenzial erzeugt wird. Durch Verändern des Anbringungsortes der Luftströmungsmeßfühlerleitung 48 innerhalb des Ringraumes ist es möglich, das Druckdifferenzial zu verändern, welches über deren Einlaß und Auslaß vorliegt, und deshalb die Strömungsmittelmenge zu steuern, welche hierdurch eingeleitet wird. Die Erzeugung von Wirbelströmen im Luftströmung smeß fühler und die entsprechende Änderung im elektrischen Widerstand des Drahtes 58 kann dementsprechend gesteuert werden.

Wenn man davon ausgeht das Va = die Men<;e von Luft, die durch den Ringraum 32 eingeleitet wird, und Vb = die Menge von Luft, die durch die Luftmeßfüllleitung 48 eingeleitet wird, dann ergibt sich:

Va + Vb = Gesamtvolumen der Ansaugluft; (1) wenn man davon ausgeht, daß Va/'Vb im wesentlichen konstant ist, das heißt

Va/Vb = k (2)

was umgeformt werden kann in

Va = k ·-Vb ⁽³⁾

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BAD ORIGINAL

dann kann man durch Substitution von Va in Gleichung (1) erhalten:

k -i Vb + Vb = das Gesamtvolumen der Ansaugluft (4)

(k+1) > " Vb = Gesamtmenge der Ansaug

luft (5)

Es ist deshalb aus Gleichung (5J ersichtlich, daß das Gesamtvolumen der Ansaugluft eine Funktion von Vb ist, und da Vb ohne weiteres durch Drehen der Einstellschraube 74 eingestellt werden kann, kann der Ausgang des Luftströmungsmeßfühlers 10 auf eine geeignete Höhe eingestellt werden, indem man ein genau geeichtes Diagnose-Luftströmungsmeßgerät verwendet und die Einstellschraube 74 einstellt, bis die angezeigte Luftströmung mit der Luftströmung übereinstimmt, welche von der Überprüfungsvorrichtung angezeigt wird.

Das genaue Einstellen des Ausgangs des Luftströmungsmeßfühlers verhindert natürlich jegliches unerwünschte: Verfetten oder Abmagern des Luft-Treibstoffgemischs, das vom Treibstoffinjektor 36 erzeugt wird.

Ferner ist es ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung eines "Karman"-Luftströmungsmeßfühlers begrenzt ist, und daß jede geeignete Art verwendet werden kann, ohne daß man den Bereich der vorliegenden Erfindung verläßt. Es wird auch darauf hingewiesen, daß eine einstellbare Prallplatte oder dergleichen anstelle einer Anordnung mit einer verschieblichen Leitung verwendet werden kann, wie sie hier beschrieben ist, was die Querschnittsfläche eines oder beider vom Einlaß und Auslaß der Leitung kontrolliert, in welcher der Luftströmungsmeßmechanismus angebracht ist.

Ein weiterer Verdienst der vorliegenden Erfindung liegt in

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dem kompakten Aufbau der Anordnung, wobei der Meßfühler innerhalb des Luftfilters angeordnet ist, ohne daß man irgendeine merkliche Zunahme bei dessen Abmessung herbeiführt.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   11 Luftströmungsmeßfühler für einen Verbrennungsmotor mit einem Verbrennungsraum und einem Ansaugkanal, welcher von der Umgebungsluft zum Verbrennungsraum führt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

   - eine Leitung (48) mit einem Einlaß (50) und einem Auslaß (52), durch welche ein Bruchteil der gesamten Ansaugluft strömt, und

   - eine Einstellvorrichtung zum Verändern des Bruchteils der gesamten Ansaugluft, welcher es gestattet ist, durch die Leitung zu strömen. ·
2. 2. Luftströmungsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
   - eine die Strömungsgeschwindigkeit erhöhende Einrichtung

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   TELEFON (OSB) Sa 38 SS

   TELEX OB-SS 38Ο

   TELEGRAMME MONAPAT

   zum örtlichen Erhöhen der Strömungsrate der Luft, welche durch den Ansaugkanal strömt/ um einen Bereich mit einem Druckgradienten zu erzeugen, und

   - ein Mechanismus zum Bewegung der Leitung innerhalb der
   Zone des Druckgradienten, um den Druckunterschied über
   den Einlaß (50) und den Auslaß (52) der Leitung (48)
   hinweg zu verändern.
3. 3. Luftströmungsmeßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strömungsgeschwindigkeit erhöhende Einrichtung in Form eines ersten und zweiten Teiles (14,

   18) vorliegt, welche zwischeneinander einen Ringraum (32)
   bilden, und daß der Mechanismus zum Bewegen der Leitung
   die folgenden Merkmale aufweist:

   - eine Einrichtung zum verschieblichen Tragen der Leitung
   im Ringraum (62, 64, 66, 68), und

   - eine Einstellschraube (74), welche betrieblich die Leitung (48) und von erstem und zweitem Teil (14₇ 18) eines dieser Teile miteinander verbindet.
4. 4. Luftströmungsmeßfühler nach Anspruch 1 oder 3, ferner gekennzeichnet durch einen Vergaser (16), der mit einem
   Treibstoffinjektor (36) versehen ist, welcher in Abhängigkeit vom Ausgangswert des Luftstörmungsmeßfühlers (10) gesteuert ist.
5. 5. Luftströmungsmeßfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsmeßfühler (10) in einem Luftfilter (12) angeordnet ist, der am Vergaser (16) angebracht ist, und daß der erste und zweite Teil (14, 18) als Anbringung für den Deckel (24) des Luftfilters (12) dient.

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