DE3124960A1

DE3124960A1 - "vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums"

Info

Publication number: DE3124960A1
Application number: DE19813124960
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Lauterbach; Jörg 7000 Stuttgart Widera
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1983-01-20
Also published as: JPH0256611B2; DE3124960C2; US4457169A; JPS586421A

Description

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β. 7110

27.5-1981 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Vorrichtung bekannt, bei der ein temperaturabhängiger ¥iderstand in einen zur Strömung parallelen Spalt angeordnet ist, über den ein Teil des Mediums strömt. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß in dem Medium enthaltene Partikel sich an dem te'mperaturabhängigen Widerstand ablagern und zu einer unerwünschten Änderung der Kennlinie der Vorrichtung zur Messung der Masse führen, also falsche Meßwerte ermittelt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Verschmutzung des temperaturabhängigen Widerstandes weitgehend vermieden wird.

7 J

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Zeichnung

Ein·Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipsehaltung für eine Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums mit einem temperaturabhängigen Widerstand, Figur 2 eine erfindungsgemäße Ausbildung einer Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Figur 1 ist mit 1 ein als Strömungsquerschnitt dienendes Ansaugrohr einer im übrigen nicht dargestellten Hrennkraftmaschine gezeigt, in welches in Richtung der Pfeile 2 die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft strömt. In dem Ansaugrohr 1 befindet sich ein temperaturabhängiger Widerstand 3, z.B. ein Heißschicht- bzw. Heißfilmwiderstand oder ein Hitzdraht, der von der Ausgangsgröße eines Reglers durchflossen wird und gleichzeitig die Eingangsgröße für den Regler liefert. Die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes 3 wird von dem Regler auf einen festen Wert, der über der mittleren Lufttemperatur liegt, eingeregelt. Nimmt nun die Strömungsgeschwindigkeit, d.h. die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge zu, so kühlt »ich der temperaturabhängige Widerstand 3 stärker ab. Diese Abkühlung wird an den Eingang des Reglers zurückgemeldet, so daß dieser seine Ausgangsgröße so erhöht, daß sich wie-

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derum der festgelegte Temperaturwert an dem temperaturabhängigen Widerstand 3 einstellt. Die Ausgangsgröße des Reglers regelt die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes 3 bei Änderungen der angesaugten Luftmenge jeweils auf den -vorbestimmten Wert ein und stellt gleichzeitig ein Maß für die angesaugte Luftmenge dar, das als Meßgröße einem Zumeßkreis der Brennkraftmaschine zur Anpassung der erforderlichen Kraftstoffmenge an die.pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge zugeführt wird.

Der temperaturabhängige Widerstand 3 bildet mit einem Widerstand k zusammen einen ersten Brückenzweig, dem ein aus den beiden festen Widerständen 5 und 6 aufgebauter zweiter Brükkenzweig parallel geschaltet ist. Zwischen den Widerständen 3 und h befindet sich der Abgriffspunkt 7 und zwischen den Widerständen 5 und 6 der Abgriffspunkt 8. Die beiden Brükkenzweige sind in den Punkten 9 und 10 parallel geschaltet. Die zwischen den Punkten T und 8 auftretende Diagonalspannung der Brücke ist dem Eingang eines Verstärkers 11 zugeleitet, an dessen Ausgangsklemmen die Punkte 9 und 10 angeschlossen sind, so daß seine Ausgangsgröße die Brücke mit Betriebsspannung bzw. mit Betriebsstrom versorgt. Die als Stellgröße U- bezeichnete Ausgangsgröße ist zwischen den Klemmen 12 und 13 abnehmbar, wie in der Figur angedeutet. Die Stellgröße U₀ steuert die Zumessung dei; für

die angesaugte Luft erforderlichen Kraftstoffes in einem nicht dargestellten Kraftstoffzumeßkreis der Brennkraftmaschine. Der temperaturabhängige Widerstand 3 wird durch den ihn durchfließenden Strom aufgeheizt, bis zu einem Wert, bei dem die Eingangsspannung des Verstärkers 11, die Brückendiagonalspannungj Null wird oder einen vorgegebenen Wert annimmt. Aus dem Ausgang des Vestärkers fließt dabei ein bestimmter Strom in die Brückenschaltung. Verändert sich

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infolge von Massenänderung der angesaugten Luft die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes 3, so ändert sich die Spannung an der Brückendiagonale und der Verstärker 11 regelt die Brückenspeisespannung bzw. den Brückenstrom auf einen Wert, für den die Brücke wieder abgeglichen oder in vorgegebener Weise verstimmt ist. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 11, die Steuerspannung U₃, stellt ebenso wie der Strom im temperaturabhängigen Widerstand 3 ein Maß für die angesaugte Luftmasse dar.

Zur Kompensation des Einflusses der Temperatur der Ansaugluft auf das Meßergebnis kann es zweckmäßig sein, einen von der Ansaugluft umströmten zweiten Widerstand "\k in den zweiten Brückenzweig zu schalten. Dabei ist die Größe der Widerstände 5s 6 und 1h so zu wählen, daß die Verlustleistung des temperaturabhängigen Widerstandes '\k, die durch den ihn durchfließenden Zweigstrom erzeugt wird, so gering ist, daß sich die Temperatur dieses Widerstandes 1k praktisch nicht mit den Änderungen der Brückenspannung verändert, sondern stets der Temperatur der vorbeiströmenden Ansaugluft entspricht.

In Figur 2 ist der temperaturabhängige Widerstand 3 als Heißschicht- bzw. Heißfilm ausgebildet, und nach einem bekannten Verfahren auf einem Träger 17 aufgebracht. Der zweite temperaturabhängige Widerstand 1^ kann ebenfalls als Film oder Schicht ausgebildet andererseits auf dem Träger 17 aufgebracht sein. Ist der Träger 17 aus einem elektrisch leitenden Material gestaltet, so ist zwischen die elektrischen Widerstände 3, lh und dem Träger 17 eine Isolierschicht vorgesehen. Der Träger 17 mit den temperaturabhangigen Widerständen 3, 1^ ist in einem Spalt 18 angeordnet und verläuft in Strömungsrichtung 2 parallel

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zur Strömung. Der Spalt 18 ist so ausgelegt, daß in ihm eine laminare Spaltströmung ohne Ablösungen herrscht. Gebildet wird der Spalt 18 durch einen Spaltkörper 19 mit möglichst geringem Strömungswiderstand. In Strömungsrichtung dem Spalt 18 bzw. dem Spaltkörper 19 vorgelagert ist in der Symmetrieachse des Spaltes 18 ein Ablenkkörper 21 angeordnet, der den Spalt 18 überdeckt und stromabwärts dessen größten Querschnittes 22 mindestens ein Einlaufkanal 23 für die Mediumströmung zum Spalt 18 vorgesehen ist. Der Ablenkkörper 21 ist vorzugsweise tropfenförmig ausgebildet und sollte der Mediumströmung einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Die Einlaufkanäle 23 münden unter einem spitzen Winkel der Mediumströmung entgegengerichtet in den Spalt 18 und können im Spaltkörper 19 ausgebildet sein oder wie in Figur 2 dargestellt ist, zwischen der Oberfläche des der Strömung abgewandten Ablenkkörperteiles 2h und einer das Ablenkkörperteil 2k . teilweise überdeckenden, konisch verlaufenden Einlaufwandung 25 des Spaltkörpers 19· Stromaufwärts der Einlaufka- · näle 23 erfährt die Mediumströmung an dem Ablenkkörper 2Ί eine Umlenkung, die auch die in dem Medium enthaltenen unerwünschten Partikel mitmachen, mit der Folge, daß sich diese Partikel aufgrund ihrer Trägheit an den Einlaufkanälen 23 vorbeibewegen, ohne erneute Umlenkung in die Einlaufkanäle 23. Hierdurch ist die über die Einlaufkanäle 23 in den Spalt gelangende Mediumströmung frei von unerwünschten Partikeln, wodurch es zu keinen Ablagerungen an dem Träger 17 bzw. den temperaturabhängigen Widerständen 3₅ 1^ kommt. Der Träger 17 mit den temperaturabhängigen Widerständen 3, 1U ist vorteilhaft erweise in einem Bereich stabilisierter Strömung in einem dem Ablenkkörper 21 abgewandten Spaltende 27 angeordnet. Eine Vergrößerung der Durchflußmenge durch den Spalt 18 läßt sich durch

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Vergrößerung des Druckabfalles dadurch erzielen, daß die Einlaufkanäle 23 in einem Bereich 28 großen Durchmessers und das Spaltende 27 in einem Bereich 29 geringeren Durchmessers des Strömungsquerschnittes 1 liegen.

Claims

■ ff α« R. 7110 2J.5·1981 Kh/Wl ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1 Ansprüche

1.)Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden ^ Mediums in einem Strömungsquerschnitt, insbesondere zur Messung der Ansauglauftmasse von Brennkraftmaschinen, mit mindestens einem in einem zur Strömung des Mediums parallel verlaufenden Spalt angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, dessen Temperatur und/oder Widerstand in Abhängigkeit von der strömenden Masse geregelt wird und die Stellgröße ein Maß für die Masse des strömenden Mediums ist, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Spaltes (18) ein den Spalt (18) überdecken- _/glm_% der Ablenkkörper (21) angeordnet ist, stromabwärts dessen größten Querschnittes (22) mindestens ein Einlaufkanal (23) für die Mediumströmung zum Spalt (18) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (21) der Mediumströmung (2) einen geringen Widerstand entgegensetzt und tropfenförmig ausgebildet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (23) unter einem spitzen Winkel in den Spalt (18) mündet und zwischen der Oberfläche des der Strömung abgewandten Ablenkkörperteiles (2k) und einer das Ablenkkörperteil (2k) teilweise überdeckenden Einlaufwandung (25) eines den Spalt (18) begrenzenden Spaltkörpers (19) gebildet wird.

h. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (3) in einem Bereich stabilisierter Strömung in dem dem Ablenkkörper (21) abgewandten Spaltende (27) angeordnet ist.

5- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkanal (23) in einem Bereich (28) großen Durchmessers und das Spaltende (27) in einem Bereich (29) geringeren Durchmessers des Strömungsquerschnittes (1) liegt.