DE3922488C2 - Luftmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Luftmeßvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Luftmeßvorrichtung dieser Art (EP 0 054 887 A2) wird der in Strömungsrichtung vorn liegende Eingangsabschnitt des Bypaßkanals von einem Röhrchen gebildet, das über den Venturiabschnitt des Hauptströmungskanals vorsteht und an seinem freien Ende die Eintrittsöffnung für den Bypaßkanal ausbildet. Die Länge des Röhrchens steht dabei in einem bestimmten Verhältnis zum lichten Durchmesser des Bypaßkanals. Durch dieses Röhrchen wird versucht, den nachteiligen Einfluß von Turbulenzen an dem stromaufwärts gelegenen Ende des Bypaßkanals auf das Meßwertsignal des temperaturabhängigen Widerstands zu verringern. Zur Verstärkung dieses Effekts ist in der Eintrittsöffnung noch ein Strömungsgleichrichter eingesetzt.

Bei anderen bekannten Luftmeßvorrichtungen (US-PS 4,515,014, US-PS 4,624,134) liegt die Einlaßöffnung des Bypasskanals unmittelbar stromaufwärts des im Hauptströmungskanal vorgesehenen Venturiabschnittes, so daß durch einen Luftfilter oder einen Krümmer umgelenkte Luft auf sie trifft.

Bei Umlenkung der Luftströmungsrichtung vor dem Bypaßkanal, z. B. um 90°, wie dies insbesondere bei Luftansaugsystemen von Brennkraftmaschinen aus Einbaugründen häufig der Fall ist, tritt infolge verstärkter Wirbelbildung sowie Verschiebung des Druckprofils ein deutlich erhöhtes Signalrauschen auf, das selbst durch den Strömungsgleichrichter im Eingangsbereich des Bypaßkanals nicht mehr ausreichend eliminiert werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Luftmeßvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das erfindungsgemäße Verlegen der Bypaßöffnung aus der Störungszone heraus in den Bereich weitgehend laminare Strömung mit über den Strömungsquerschnitt etwa konstantem Druckprofil für solche Fälle der Strömungsumlenkung vor dem Bypaßkanal die Rauschkomponente im Meßwertsignal erheblich reduziert wird.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Luftmeßvorrichtung möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung einen Längsschnitt einer Luftmeßvorrichtung für ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der in der Zeichnung im Längsschnitt zu sehenden Luftmeßvorrichtung ist mit 10 ein sog. Drosselklappenstutzen bezeichnet, in dem ein Hauptströmungskanal 11 und ein Bypaßkanal 12 ausgebildet sind. Der Drosselklappenstutzen 10 ist an einem Krümmer 13 angesetzt, der einstückig mit einem Luftansaugrohr 14 einer Brennkraftmaschine ist. Ausgangsseitig wird der Drosselklappenstutzen 10 an einem hier nicht dargestelltes Sammelsaugrohr der Brennkraftmaschine befestigt.

Zur Ausbildung von Hauptströmungskanal 11 und Bypaßkanal 12 ist im Drosselklappenstutzen 10 eine Durchgangsbohrung 15 eingebracht, die sich aus zwei in Achsrichtung hintereinander angeordneten und exzentrisch zueinanderliegenden Bohrungen 151, 152 zusammensetzt. Die eingangsseitig liegende Bohrung 152 hat dabei einen größeren Durchmesser als die ausgangsseitig liegende Bohrung 151. In die Bohrung 152 ist eine Strömungshülse 16 eingesetzt, die sich stirnseitig an einer Anschlagfläche 17 im Übergang zwischen den beiden Bohrungen 151, 152 abstützt und in Axial- und Radialrichtung unverschiebbar gehalten ist. Die Bohrung 151 und die dazu koaxiale Strömungshülse 16, die im Durchmesser kleiner ist als der lichte Durchmesser der Bohrung 152, bilden zusammen den Hauptströmungskanal 11, während der Außenmantel der Strömungshülse 16 zusammen mit der Bohrungswand der Bohrung 152 den Bypaßkanal 16 begrenzt. In dem Hauptströmungskanal 11 ist im Bereich der Bohrung 151 eine Drosselklappe 18 angeordnet, die auf einer Stellwelle 19 befestigt ist. Die Stellwelle 19 ist in Lagerstellen 20,21 im Drosselklappenstutzen 10 schwenkbar gelagert. Die Innenwand der Strömungshülse 16 ist venturiförmig ausgebildet und bildet einen venturiförmigen Strömungsabschnitt im Hauptströmungskanal 11, im folgenden Venturiabschnitt 22 genannt. Der Venturiabschnitt 22 hat einen kleinsten Strömungsquerschnitt 23 nahe dem der Bohrung 151 zugekehrten Ende und erweitert sich zu der Eingangsseite der Drosselklappenstutzens 10 hin.

Der im Drosselklappenstutzen 10 ausgebildete Bypaßkanal 12 weist eine stromaufwärts des Venturiabschnitts 22 liegende Einlaßöffnung 24 und eine stromabwärts im kleinsten Strömungs­ querschnitt 23 dem Venturiabschnitts 22 oder unterhalb dieses liegende Auslaßöffnung 25 auf. Die Auslaßöffnung 25 besteht dabei aus mehreren über den Umfang der Strömungshülse 16 verteilt angeordneten Durchbrechungen 251-253 in der Strömungshülse 16. Die Einlaßöffnung 24 des Bypaßkanals 12 ist in Strömungsrichtung gesehen vor den 90°-Krümmer 13 in den Bereich der geradlinigen Ausrichtung des Luftansaugrohrs 14 gelegt. Hierzu ist an der Innenwand des Krümmers 13 ein separater Luftführungskanal 26 ausgebildet, dessen lichter Querschnitt etwa dem des Bypaßkanals 12 im Drosselklappenstutzen 10 entspricht. Bei an dem Krümmer 13 angesetzten Drosselklappenstutzen 10 liegen die Enden des Luftführungskanals 26 und des im Drosselklappenstutzens 10 vorhandenen Bypaßkanals 12 deckungsgleich aufeinander. Der vom Eingang bis zum Ausgang des Krümmers 13 sich erstreckende Luftführungskanal 26 kann einstückig mit dem Krümmer 13 ausgeführt oder aber auch als separates Bauteil an diesem befestigt sein.

Im Bypaßkanal 12 ist ein temperaturabhängiger Meßwiderstand 27, der als Hitzdraht oder Heißfilm ausgebildet ist, angeordnet. Der Meßwiderstand 27 befindet sich innerhalb eines Einsatzes 28, der wiederum in einen Trägerkörper 29 eingesetzt ist. Der Trägerkörper 29 ist zwischen der Strömungshülse 16 und der Innenwand des Drosselklappenstutzens 10 eingespannt. Der temperaturabhängige Meßwiderstand 27 ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Änderung der Luftströmung im Bypaßkanal 12. Das elektrische Ausgangssignal des Meßwiderstands 27 ist damit ein Maß für den Luftdurchsatz im Hauptströmungskanal 11.

Durch die Strömungsumlenkung im Krüger 13 um ca. 90° treten im Bereich vor dem Venturiabschnitt 22 Verwirbelungen und Turbulenzen der Luftströmung auf. Außerdem verschiebt sich das Druckprofil, wobei sich nahe der Krümmerwand mit dem größeren Krümmungsradius eine Staudruckzone und an der gegenüberliegenden Krümmerwand eine Unterdruckzone ausbildet. Durch den separaten Luftführungskanal 26 im Krümmer 13 ist die Einlaßöffnung 24 des Bypaßkanals 12 aus diesem Bereich herausgenommen, so daß diese turbulenten Strömungen sich nicht in den Bypaßkanal 12 hinein fortsetzen können und nicht zu einer Verstärkung der Rauschkomponente im Meßwertsignal des Meßwiderstands 27 führen.

Claims (4)

1. Luftmeßvorrichtung, insbesondere zum Messen der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse, mit einem einen venturiförmigen Strömungsabschnitt aufweisenden Hauptströmungskanal, mit einem Bypasskanal, der mit einer Einlaßöffnung in Luftströmungsrichtung vor dem Venturiabschnitt und mit einer Auslaßöffnung im engsten Querschnitt des Venturiabschnitts oder in Luftströmungsrichtung nach diesem in den Hauptströmungskanal mündet, mit einem im Bypasskanal angeordneten temperaturabhängigen Meßwiderstand und mit einer Umlenkung der Luftströmungsrichtung vor dem Venturiabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (24) des Bypasskanals (12) in Strömungsrichtung vor die Umlenkung (13) in einen Bereich quasilaminarer Strömung mit konstantem Druckprofil gelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptströmungs- und Bypasskanal (11, 12) in einem Anschlußstutzen (10) integriert sind, der an einen die Umlenkung aufweisenden Krümmer (13) angeschlossen ist, dessen Eintritts- und Austrittsöffnung Mittellinien haben, die einen Winkel 90° miteinander einschließen, und daß die Einlaßöffnung (24) des Bypasskanals (12) in Strömungsrichtung vor der Umlenkung liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmer (13) Teil des Anschlußstutzens (10) oder eines mit dem Anschlußstutzen (10) verbindbaren Luftführungsrohrs (14) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal aus Kanalabschnitten (12, 26) zusammengesetzt ist, die im Anschlußstutzen (10) und Krümmer (13), vorzugsweise damit einstückig, ausgebildet sind.