DE4446476A1 - Strömungsmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungsmesser bzw. eine Vorrichtung zum Ermitteln der Geschwindigkeit einer Fluidströmung. Diese Erfindung betrifft zum Beispiel einen Luftströmungsmesser, der in einem Luftansaugkanal einer Wärmekraftmaschine mit innerer Verbrennung angebracht ist.

Seit kurzem werden einige Motoren einer Mikrocomputer­ gestützten allgemeinen Steuerung bzw. Regelung unterworfen, um ihr Leistungsverhalten zu verbessern. Im Falle von Kraftfahrzeugmotoren beinhaltet eine allgemeine Motorensteuerung bzw. -regelung die Steuerung bzw. Regelung des Luft/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses eines Luft- Kraftstoff-Gemisches, mit dem die Motoren versorgt werden, und die Steuerung bzw. Regelung der Geschwindigkeit der Kraftstoffeinspritzung in die Motoren.

Üblicherweise benötigen die Luft/Kraftstoff- Mischungsverhältnissteuerung und die Kraftstoffeinspritzungsgeschwindigkeitssteuerung Informationen über die Geschwindigkeit der Luftströmung, die in die Motoren gesaugt wird. In typischen Fällen ermitteln in Luftansaugkanälen der Motoren angebrachte Luftströmungsmesser die Geschwindigkeit der Luftströmung in die Motoren hinein. Die Ausgangssignale solcher Luftströmungsmesser werden in der Luft/Kraftstoff- Mischungsverhältnissteuerung und der Kraftstoffeinspritzungsgeschwindigkeitssteuerung als ein Maß für die Geschwindigkeit der Luftströmung in die Motoren hinein verwendet.

Einige der Luftströmungsmesser verwenden einen Strömungssensor nach Art eines Glühdrahts. Üblicherweise sind Glühdrahtströmungssensoren vorteilhaft in bezug auf die Kosten ebenso wie den Dynamikbereich.

Ein Luftströmungsmesser vom Glühdrahttyp nach dem Stand der Technik besitzt ein zylindrisches Gehäuse, das mit einem Hauptluftkanal und einem Teil- oder Nebenluftkanal, der den Hauptluftkanal umgeht, ausgebildet ist. Die Querschnittsfläche des Hauptluftkanals und die Querschnittsfläche des Nebenluftkanals stehen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander, so daß die Geschwindigkeit der Luftströmung durch den Nebenkanal in einem vorgegebenen Verhältnis zur Geschwindigkeit der Luftströmung durch den Hauptkanal steht. Folglich wird nur die Geschwindigkeit der Luftströmung durch den Nebenkanal ermittelt, und die Summe der Geschwindigkeiten der Luftströmungen durch den Hauptkanal und den Nebenkanal wird über die ermittelte Luftströmungsgeschwindigkeit bezüglich des Nebenkanals abgeschätzt.

Bei dem Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik ist im Nebenkanal ein Glühdrahtwiderstand zum Messen einer Luftströmungsgeschwindigkeit angebracht. Ein Widerstand zum Temperaturausgleich ist ebenfalls in dem Nebenkanal angebracht. Die zwei Widerstände verlaufen parallel zueinander, nehmen aber verschiedene Stellen bezüglich der Richtung der Luftströmung ein. Die zwei Widerstände sind mit einem Steuerungs- bzw. Regelungsschaltkreis über elektrische Leitungen elektrisch verbunden.

Bei dem Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik ist der Glühdrahtwiderstand nur der Luftströmung im Nebenkanal ausgesetzt. Folglich ist der Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik vorteilhaft dafür, zu verhindern, daß der Glühdrahtwiderstand mit Staub in der Luft in Kontakt gebracht wird. Im Falle der Verwendung bei Kraftfahrzeugen folgt der Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik in Richtung der Luftströmung auf ein Luftreinigungselement. Die Gestaltungsform mit Nebenkanal ist wirkungsvoll in bezug auf das Verringern einer Störung in der Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung, die von dem Luftreinigungselement verursacht wird.

Bei dem Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik ist es schwierig, solche eine Störung vollkommen aus der Geschwindigkeitsverteilung der Luftströmung zu entfernen.

Zusätzlich ist es schwierig, aus der Luftströmung Pulsationen, die durch den Betrieb des betreffenden Kraftfahrzeugmotors hervorgerufen werden, zu entfernen.

Bei Kraftfahrzeugmotoren neigt eine Fehlzündung dazu aufzutreten, wenn die Zündverstellung wesentlich früher als die normale Zeiteinstellung ist. Während des Auftretens einer Fehlzündung breitet sich eine von einem hohen Druck und einer hohen Temperatur in den Fahrzeugzylindern hervorgerufene Schockwelle rückwärts in Richtung einer stromaufwärts gelegenen Seite des betreffenden Motors aus. Der Glühdrahtwiderstand in dem Luftströmungsmesser nach dem Stand der Technik neigt dazu, durch eine von Fehlzündungen verursachte Schockwelle beschädigt oder deformiert zu werden. Zusätzlich wird Staub auf dem Glühdrahtwiderstand durch eine Fehlzündung verbrannt, und das resultierende Material ist fest mit dem Glühdrahtwiderstand verbunden, so daß der Glühdrahtwiderstand beeinträchtigt wird.

Die japanische veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung 56-108910 offenbart einen fortschrittlichen Luftströmungsmesser, der mit einer Luftströmungszwischenstufe versehen ist, die sich stromaufwärts eines Glühdrahtwiderstands aber stromabwärts eines Luftreinigungselements erstreckt. Die Luftströmungszwischenstufe verringert Störungen und Pulsationen in einer Luftströmung, die auf den Glühdrahtwiderstand trifft. Die Luftströmungszwischenstufe beinhaltet ein Maschennetz aus rostfreiem Stahl oder eine keramische Wabenstruktur. Im allgemeinen dämpft die Luftströmungszwischenstufe wirkungsvoll eine von Fehlzündungen verursachte Schockwelle, die sich zwischen dem Motor und dem Luftreinigungselement ausbreitet. Folglich schützt die Luftströmungszwischenstufe den Glühdrahtwiderstand vor der von Fehlzündungen verursachten Schockwelle.

In einem Bereich um einen bestimmten Punkt der Luftströmungsgeschwindigkeit neigt der Wert, der vom Ausgangssignal des Luftströmungsmessers der japanischen Anmeldung 56-108910 repräsentiert wird, dazu, sich diskontinuierlich als eine Funktion der Luftströmungsgeschwindigkeit zu ändern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Strömungsmesser bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 5.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Strömungsmesser zur Verfügung gestellt, der folgende Komponenten umfaßt:
ein röhrenförmiges Bauteil mit einem Hauptkanal, in dem ein Fluid strömt;
ein Nebenkanalbauteil, das im Hauptkanal angebracht ist und einen Nebenkanal besitzt, in dem das Fluid strömt;
eine Halterung, die das Nebenkanalbauteil mit einer Wand des röhrenförmigen Bauteils verbindet und die das Nebenkanalbauteil innerhalb des Hauptkanals haltert;
eine Zwischenwandvorrichtung, die im Nebenkanal angebracht ist und den Nebenkanal in eine Vielzahl von Teilkanälen, die sich entlang einer Strömung des Fluids erstrecken, unterteilt;
einen Durchflußmengen- bzw. Strömungsgeschwindigkeitsmeßwiderstand, der in einem Bereich des Nebenkanals stromabwärts der Zwischenwandvorrichtung angebracht ist, um eine Geschwindigkeit einer Fluidströmung im Nebenkanal zu messen; einen Steuerungsschaltkreis, der elektrisch mit dem Durchflußmengenmeßwiderstand verbunden ist, um aus einem Ausgangssignal des Durchflußmengenmeßwiderstand einen Meßwert zu berechnen;
und eine Auslaßöffnung, die im Nebenkanalbauteil angebracht ist, um den Nebenkanal mit dem Hauptkanal zu verbinden und um so dem Fluid zu ermöglichen, nachdem das Fluid auf den Durchflußmengenmeßwiderstand getroffen ist, sich vom Nebenkanal in den Hauptkanal zu bewegen;
worin die Zwischenwandvorrichtung eine Zwischenwand umfaßt und eine Länge eines Teils der Zwischenwand, entlang einer Richtung der Fluidströmung gemessen, von einer Position bzw. Lage des Teils abhängt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Zwischenwand an ihrem stromabwärts gelegenem Ende eine Stufe besitzt, und wenn das stromabwärts gelegene Ende einen hervorstehenden Teil und einen ausgesparten Teil besitzt.

Es ist vorteilhaft, wenn der hervorstehende Teil und der ausgesparte Teil von rechteckiger Wellenform sind.

Es ist vorteilhaft, wenn ein Querschnitt der Zwischenwand, der entlang einer ebenen Ebene parallel zu der Richtung der Luftströmung genommen wird, eine stromlinienförmige Form besitzt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Glühdrahtluftströmungsmesser zum Messen einer Geschwindigkeit einer Luftströmung in einem Luftkanal zur Verfügung gestellt, der folgende Komponenten umfaßt: eine Vorrichtung, um den Luftkanal in einen Hauptkanal und einen Teilkanal aufzuteilen; eine Zwischenwandvorrichtung, die im Teilkanal angebracht ist und den Teilkanal in eine Vielzahl von Kanälen unterteilt; und einen Glühdrahtsensor, der in einem Bereich des Teilkanals stromabwärts der Zwischenwandvorrichtung angebracht ist; worin die Zwischenwandvorrichtung eine Zwischenwand umfaßt und eine Länge eines Teils der Zwischenwand, entlang einer Richtung der Fluidströmung gemessen, mit der Position des Teils von einem äußeren Bereich des Teilkanals in Richtung einer Mitte des Teilkanals variert.

Es ist vorteilhaft, wenn die Zwischenwand an ihrem stromabwärts gelegenem Ende eine Stufe besitzt.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Strömungsmessers gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Zwischenwandvorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm des Verhältnisses von Meßabweichung zu Durchflußmenge bezüglich dem Strömungsmesser nach Fig. 1 und einem Referenzströmungsmesser;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teils eines Strömungsmessers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Zwischenwandvorrichtung entlang der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Teils eines Strömungsmessers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Teils eines Strömungsmessers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Der in Fig. 1 gezeigte Luftströmungsmesser 10 umfaßt einen Körper, der ein stromaufwärts gelegenes Ende und ein stromabwärts gelegenes Ende besitzt. Das stromaufwärts gelegene Ende des Körpers des Luftströmungsmessers 10 besitzt eine Ansaugöffnung 213. Das stromaufwärts gelegene Ende des Körpers des Luftströmungsmessers 10 wird in einen Luftreiniger (nicht gezeigt) eingesetzt und mit diesem verbunden. Das stromabwärts gelegene Ende des Körpers des Luftströmungsmessers 10 besitzt eine Auslaßöffnung 313 und wird in einen Luftansaugkanal (nicht gezeigt) eingesetzt, der zu einem Motor führt (nicht gezeigt). Ein Riemen (nicht gezeigt), der sich um den Luftansaugkanal herum erstreckt, befestigt den Luftansaugkanal am stromabwärts gelegenen Ende des Körpers des Luftströmungsmessers 10.

Der Luftströmungsmesser 10 umfaßt eine Trommel, die aus einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt 200, einem Zwischenabschnitt oder einem Mittelabschnitt 100 und einem stromabwärts gelegenen Abschnitt 300 besteht, die nacheinander und koaxial miteinander verbunden sind. Die stromaufwärts gelegene Trommel 200, die Zwischentrommel 100 und die stromabwärts gelegene Trommel 300 definieren durch ihr Inneres einen Luftkanal.

Der Luftströmungsmesser 10 umfaßt ein ovales bzw. eiförmiges Mittelteil 14, das koaxial im Luftkanal angebracht ist. Wie später deutlich gemacht werden wird, besitzt der Luftströmungsmesser 10 im Innern einen Luftkanal, der in einen Hauptluftkanal und einen Teilluftkanal (Nebenluftkanal) unterteilt ist. Der Hauptluftkanal wird dadurch definiert, das er zwischen dem Mittelteil 14 und der äußeren Hülle des Luftströmungsmessers 10 liegt. Der Teilluftkanal, d. h. der Nebenluftkanal, erstreckt sich im Mittelteil 14. Der Mittelteil 14 besitzt ein Gehäuse aus einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt 400, einem Zwischenabschnitt 160 und einem stromabwärts gelegenen Abschnitt 360, die nacheinander und koaxial miteinander verbunden sind.

Die Mitteltrommel 100 besteht, zum Beispiel, aus Kunstharz. Ein Behälter 110 ist mit einem äußeren Bereich der Mitteltrommel 100 fest verbunden. Im Behälter 110 ist ein Steuerungs- bzw. Regelungsschaltkreis 114 für ein Glühdrahtsensorteil 500 untergebracht, das später beschrieben werden wird. Der Schaltkreisbehälter 110 ist mit einem Deckel (kein Bezugszeichen) ausgestattet.

Die Mitteltrommel 100 besitzt zylindrische Innenoberflächen. Die Mitteltrommel 100 besitzt eine Vielzahl von Rippen einschließlich der Rippen 140 und 150. Diese Rippen sind fest mit dem Hauptteil der Mitteltrommel 100 verbunden. Die Rippen (einschließlich der Rippen 140 und 150) erstrecken sich von den Innenoberflächen der Mitteltrommel 100 ausgehend radial nach innen. Es ist günstig, wenn die Rippen rundum angeordnet sind. Das Zwischengehäuse 160 des Mittelteils 14 ist fest mit den inneren Enden der Rippen (einschließlich der Rippen 140 und 150) verbunden, so daß der Mittelteil 14 durch die Rippen auf der Mitteltrommel 100 gehaltert ist.

Das stromaufwärts gelegene Gehäuse 400 des Mittelteils 14 besitzt die Form einer Kugel. Das stromaufwärts gelegene Gehäuse 400 besteht, zum Beispiel, aus Kunstharz. Das stromaufwärts gelegene Gehäuse 400 paßt in das Zwischengehäuse 160 des Mittelteils 14 und ist folglich an diesem befestigt. Ein zentraler Teil eines vorderen Ende des stromaufwärts gelegenen Gehäuses 400 besitzt eine Eintrittsöffnung 410, auf die sofort eine Zwischenwandvorrichtung 15 folgt. Die Eintrittsöffnung 410 bildet ein stromaufwärts gelegenes Ende des Nebenluftkanals. Die Zwischenwandvorrichtung 15 bildet mit dem stromaufwärts gelegenen Gehäuse 400 eine Einheit. Die Zwischenwandvorrichtung 15 dient sowohl als Wärmetauscher als auch als Durchflußregler. Die Zwischenwandvorrichtung 15 wird auch als Wärmetauscherteil 15 bezeichnet.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Zwischenwandvorrichtung 15 umfaßt einen zum stromaufwärts gelegenen Gehäuse 400 koaxialen zylindrischen Teil 15a. Die Zwischenwandvorrichtung 15 umfaßt ebenfalls ebene Zwischenwände 15b, die sich parallel zur Achse des stromaufwärts gelegenen Gehäuses 400 erstrecken. Die Zwischenwände 15b erstrecken sich radial und einwärts vom zylindrischen Teil 15a und treffen sich um die Achse des zylindrischen Teils 15a. Die Zwischenwände 15b sind in gleichen Winkelabständen, zum Beispiel 90 Grad, angeordnet. Mit anderen Worten, jeweils zwei benachbarte Zwischenwände 15b stehen aufeinander senkrecht. Folglich definieren der zylindrische Teil 15a und die Zwischenwände 15b sich radial erstreckende Durchgangslöcher 15c, die, zum Beispiel, einen Querschnitt in Form eines Viertelkreises besitzen. Die Durchgangslöcher 15c gehen von der Eintrittsöffnung 410 aus und bilden einen Teil des Nebenluftkanals. Die Durchgangslöcher 15c sind ungefähr in Richtung eines Heizkörpers 570 und eines Thermometers 580 ausgerichtet. Genau gesagt sind die sich radial erstreckenden Oberflächen der Zwischenwandvorrichtung 15, die die Durchgangslöcher 15c definieren, ungefähr in Richtung des Heizkörpers 570 und des Thermometers 580 ausgerichtet.

Das stromaufwärts gelegene Gehäuse 400 umfaßt eine zylindrische Röhre 420, die koaxial auf die Zwischenwandvorrichtung 15 in Richtung einer Luftströmung folgt. Die zylindrische Röhre 420 besitzt im Innern einen Kanal, der mit den Durchgangslöchern 15c in der Zwischenwandvorrichtung 15 in Verbindung steht und der einen Teil des Nebenluftkanals bildet. Die zylindrische Röhre 420 bildet mit der Zwischenwandvorrichtung 15 eine Einheit.

Eine zylindrische Meßröhre 430 paßt koaxial in ein stromabwärts gelegenes Ende der Nebenkanalröhre 420. Die Meßröhre 430 besitzt im Innern einen Kanal, der einen Teil des Nebenluftkanals bildet. Die inneren Oberflächen des Zwischengehäuses 160 sind mit sich radial erstreckenden Plattenrippen, einschließlich der Rippen 167 und 169, versehen. Diese Rippen sind in gleichen Winkelabständen, zum Beispiel 90 Grad, angeordnet. Ein stromabwärts gelegenes Ende der Meßröhre 430 steht in Kontakt mit stromaufwärts gelegenen Bereichen der Rippen (einschließlich der Rippen 167 und 169), so daß es durch die Rippen auf dem Zwischengehäuse 160 gehaltert ist. Es ist günstig, wenn die stromabwärts gelegene Kante der Nebenkanalröhre 420 gegen die stromaufwärts gelegenen Kanten der Rippen (einschließlich der Rippen 167 und 169) stößt. Die Rippen (einschließlich der Rippen 167 und 169) sorgen für vorgegebene Abstände zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Meßröhre 430 und einem zylindrischen Wandteil 163 des Zwischengehäuses 160. Diese Abstände bilden einen Teil des Nebenluftkanals und erstrecken sich zwischen dem stromabwärts gelegenen Ende der Meßröhre 430 und einer Auslaßöffnung (oder Auslaßöffnungen) 440, die in den Wänden des Zwischengehäuses 160 angebracht ist (sind). Die Auslaßöffnungen 440 bilden ein stromabwärts gelegenes Ende des Nebenluftkanals.

Die Auslaßöffnungen 440 stehen in Verbindung mit einem Raum zwischen dem Zwischengehäuse 160 und der Zwischentrommel 100, die einen Teil des Hauptluftkanals bildet. Das stromabwärts gelegene Ende des Nebenluftkanals ist somit mit dem Hauptluftkanal über die Auslaßöffnungen 440 verbunden.

Das zylindrische Wandteil 163 des Zwischengehäuses 160 besitzt eine axiale Bohrung 165, in der ein zylindrischer Kunstharzsockel 510 des Glühdrahtsensorteils 500 fest angebracht ist. Der Glühdrahtsensorteil 500 umfaßt Haltestifte 520, 530, 540 und 550, die auf dem Kunstharzsockel 510 befestigt sind. Die Haltestifte 520, 530, 540 und 550 erstrecken sich axial durch den Kunstharzsockel 510 hindurch und stehen sowohl von den stromaufwärts gelegenen als auch stromabwärts gelegenen Enden des Kunstharzsockels 510 hervor. Die Haltestifte 520 und 530 besitzen längere, von dem stromaufwärts gelegenem Ende des Kunstharzsockels 510 hervorstehende Teile, während die Haltestifte 540 und 550 kürzere, von dem stromaufwärts gelegenem Ende des Kunstharzsockels 510 hervorstehende Teile besitzen. Der Heizkörper 570 ist elektrisch verbunden und mechanisch gehaltert zwischen Enden der längeren Stifte 520 und 530. Der Heizkörper 570 stellt einen Widerstand (Glühdrahtwiderstand) zum Messen einer Luftströmungsgeschwindigkeit dar. Das Thermometer 580 ist elektrisch verbunden und mechanisch gehaltert zwischen Enden der kürzeren Stifte 540 und 550.

Der Heizkörper 570 umfaßt einen keramischen Spulenkörper, einen auf dem Spulenkörper aufgewickelten Platindraht und ein Paar von auf dem Spulenkörper bereitgestellten elektrischen Leitungen. Die Enden des Platindrahts sind mit den elektrischen Leitungen zum Verbinden mit den Haltestiften 520 und 530 elektrisch verbunden. Der Platindraht im Heizkörper 570 stellt einen auf Temperatur reagierenden Widerstand mit vorbestimmten Kenndaten (Temperatur-Response-Kenndaten) dar. In ähnlicher Weise umfaßt das Thermometer 580 einen keramischen Spulenkörper, einen auf dem Spulenkörper aufgewickelten Platindraht und ein Paar von auf dem Spulenkörper bereitgestellten elektrischen Leitungen. Die Enden des Platindrahts sind mit den elektrischen Leitungen zum Verbinden mit den Haltestiften 540 und 550 elektrisch verbunden. Der Platindraht im Thermometer 580 stellt einen auf Temperatur reagierenden Widerstand mit vorbestimmten Kenndaten (Temperatur-Response-Kenndaten) dar. Es ist günstig, wenn die Kenndaten des auf Temperatur reagierenden Widerstands im Heizkörper 570 dieselben sind wie die Kenndaten des auf Temperatur reagierenden Widerstands im Thermometer 580.

Elektrische Leiter (nicht gezeigt) erstrecken sich zwischen dem Schaltkreisbehälter 110 und einem Raum, der zwischen dem Zwischengehäuse 160 und dem stromabwärts gelegenen Gehäuse 360 definiert ist. Die elektrischen Leiter führen-durch die Wände der Rippe 140 hindurch. Die ersten Enden der elektrischen Leiter sind mit dem Steuerungsschaltkreis 114 innerhalb des Schaltkreisbehälters 110 verbunden. Die zweiten Enden der elektrischen Leiter sind über ein flexibles Verdrahtungsbauteil (nicht gezeigt) mit den Enden der Haltestifte 520, 530, 540 und 550 verbunden, die von dem stromabwärts gelegenem Ende des Kunstharzsockels 510 des Glühdrahtsensorteils 500 hervorstehen. Der Steuerungsschaltkreis 114 innerhalb des Schaltkreisbehälters 110 ist daher mit dem Heizkörper 570 und dem Thermometer 580 elektrisch verbunden.

Der Luftströmungsmesser 10 arbeitet wie folgt. Luft strömt entlang der Richtung "A" von Fig. 1 und tritt in den Luftströmungsmesser 10 ein. Ein Teil der Luft strömt über die Eintrittsöffnung 410 in den sich im Mittelteil 14 erstreckenden Nebenluftkanal. Ein verbleibender Teil der Luft strömt in den Hauptluftkanal, der sich zwischen dem Mittelteil 14 und der äußeren Hülle des Luftströmungsmessers 10 erstreckt.

Im Nebenluftkanal strömt die Luft, nachdem sie durch die Eintrittsöffnung 410 hindurchgetreten ist, durch das Wärmetauscherteil 15. In den Fällen, wo die Luft eine Störung in der Strömungsgeschwindigkeit aufweist, wird die Störung beim Durchfluß der Luft durch die Löcher 15c im Wärmetauscherteil 15 verringert und unterdrückt. Die Luftströmung im Nebenluftkanal wird somit durch das Wärmetauscherteil 15 reguliert.

Es besteht die Tendenz, daß die Luft, die in den Nebenluftkanal strömt, einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung ausgesetzt wird, die von Faktoren wie zum Beispiel einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung des Luftreinigers hervorgerufen wird. Solch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Luft könnte eine Temperaturdifferenz zwischen dem Heizkörper 570 und dem Thermometer 580 hervorrufen, die einen Fehler bei der Ermittlung einer Luftströmungsgeschwindigkeit durch den Luftströmungsmesser 10 zur Folge hätte. Solch eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Luft wird, wie unten beschrieben werden wird, durch das Wärmetauscherteil 15 verringert und unterdrückt.

Im Wärmetauscherteil 15 sind die Durchgangslöcher 15c zwischen dem zylindrischen Teil 15a und den Zwischenwänden 15b definiert. Der zylindrische Teil 15a und die Zwischenwände 15b bilden mit dem Hauptteil des stromaufwärts gelegenen Gehäuses 400 eine Einheit, so daß sie sich in einer im wesentlichen gleichförmigen Temperaturverteilung befinden. Die Luft in den Durchgangslöchern 15c steht mit dem zylindrischen Teil 15a und den Zwischenwänden 15b über große Flächen in Berührung, so daß ein wirkungsvoller Wärmeaustausch zwischen der Luft in den Durchgangslöchern 15c und den Wänden des Wärmetauscherteils 15 stattfinden kann. Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Luft kann somit beim Durchfluß der Luft durch den Wärmetauscherteil 15 verringert und unterdrückt werden.

Die Durchgangslöcher 15c im Wärmetauscherteil 15 sind ungefähr in Richtung des Heizkörpers 570 und des Thermometers 580 ausgerichtet, so daß die Luft von dem Wärmetauscherteil 15 in Richtungen auf den Heizkörper 570 und das Thermometer 580 austreten wird. Die Luft geht nach dem Austreten aus dem Wärmetauscherteil 15 nacheinander durch die Nebenkanalröhre 420 und die Meßröhre 430 hindurch. Die Luft trifft auf den Heizkörper 570 und das Thermometer 580, wenn sie in die Meßröhre 430 strömt.

Es ist günstig, wenn die effektive Querschnittsfläche des Nebenluftkanals in der Meßröhre 430 kleiner ist als die effektive Querschnittsfläche des Nebenluftkanals in der Nebenkanalröhre 420. In diesem Fall wird die Luftströmung im Nebenluftkanal desweiteren durch die Meßröhre 430 reguliert. Teile der Luft, die mit dem Heizkörper 570 und dem Thermometer 580 zusammentreffen, besitzen als Folge der Arbeitsweise des Wärmetauscherteils 15 im wesentlichen die gleiche Temperatur. Die effektive Querschnittsfläche des Nebenluftkanals in der Meßröhre 430 wird am besten so gewählt, daß sie sogar dann eine für Messungen hinreichende Luftströmungsgeschwindigkeit liefert, wenn der Motor unter Bedingungen läuft, die nur eine kleine Luftversorgungsgeschwindigkeit erfordern.

Der Heizkörper 570 wird durch den Steuerungsschaltkreis 114 auf eine bezüglich der Temperatur der Luft in der Meßröhre 430 vorgegebene Temperatur aufgeheizt. Der Heizkörper 570, das Thermometer 580 und der Steuerungsschaltkreis 114 arbeiten zusammen, um die Durchflußmenge (Geschwindigkeit) der Luftströmung in der Meßröhre 430 zu messen. Der Steuerungsschaltkreis 114 gibt ein elektrisches Signal aus, das die gemessene Luftströmungsgeschwindigkeit repräsentiert. Das Ausgangssignal der Steuerungs- bzw. Regelungseinheit 114 wird in eine Kraftstoffeinspritzungssteuerungs- bzw. Regelungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingespeist, und die gemessene Luftströmungsgeschwindigkeit wird zur Bestimmung eines Sollwertes für die Kraftstoffeinspritzungsgeschwindigkeit verwendet.

Nachdem die Luft aus der Meßröhre 430 ausgetreten ist, stößt sie auf das Wandteil 163 des Zwischengehäuses 160 und auf den Kunstharzsockel 510 des Glühdrahtsensorteils 500, so daß die Richtung der Luftströmung von der axialen Richtung zur radialen Richtung wechselt. Die Luft strömt dann in Richtung der Auslaßöffnung 440 und in diese hinein.

Die Luft geht durch die Auslaßöffnung 440 hindurch und tritt in den Hauptluftkanal ein, der sich zwischen dem Mittelteil 14 und der äußeren Hülle des Luftströmungsmessers 10 erstreckt.

Die Zwischenwandvorrichtung 15 wird weiter beschrieben werden. Stromabwärts gelegene Kanten der Zwischenwände 15b besitzen stufenförmige Konstruktionen (siehe Fig. 1). Ein äußerer Bereich einer jeden der Zwischenwände 15b besitzt eine größere axiale Länge (axiale Abmessung) als einer ihrer inneren Bereiche. Mit anderen Worten, der äußere Bereich einer jeden der Zwischenwände 15b besitzt eine größere Abmessung entlang der Richtung der Luftströmung als ihr innerer Bereich. Die Luftströmung entlang der inneren Bereiche der Zwischenwände 15b und die Luftströmung entlang der äußeren Bereiche der Zwischenwände 15b sind somit verschieden voneinander in bezug auf den Übergangspunkt der Strömungsgeschwindigkeit, bei dem eine laminare Strömung in eine turbulente Strömung umschlägt. Diese Gestaltungsform liefert einen breiteren Übergangsbereich der Strömungsgeschwindigkeit. Als Folge davon wirkt sich eine abrupte Änderung in einem Luftströmungswiderstand kaum auf den vom Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 10 repräsentierten Wert aus. Zusätzlich wird der vom Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 10 repräsentierte Wert daran gehindert, sich diskontinuierlich als eine Funktion der Luftströmungsgeschwindigkeit zu ändern. Mit anderen Worten, das Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 10 und die Luftströmungsgeschwindigkeit stehen in glatter Relation zueinander.

Experimente wurden mit dem Luftströmungsmesser 10 und einem Referenzluftströmungsmesser durchgeführt. Der Referenzluftströmungsmesser war ähnlich zum Luftströmungsmesser 10 aufgebaut, außer daß die stromabwärts gelegenen Kanten der Zwischenwände 15b einer Zwischenwandvorrichtung 15 ohne Stufen waren. Während der Experimente wurde vom Luftströmungsmesser 10 und vom Referenzluftströmungsmesser eine gemessene Abweichung (Meßfehler) aufgenommen und für verschiedene Punkte einer Luftströmungsgeschwindigkeit mit dem Plotter aufgezeichnet. Fig. 3 zeigt die experimentell erhaltene Relation zwischen der Meßabweichung bzw. dem Meßfehler und der Luftströmungsgeschwindigkeit für den Luftströmungsmesser 10 und für den Referenzluftströmungsmesser. Wie in Fig. 3 gezeigt, war der Luftströmungsmesser 10 besser als der Referenzluftströmungsmesser was die Relation zwischen der gemessenen Abweichung und der Luftströmungsgeschwindigkeit angeht.

Zweite Ausführungsform

Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung, die ähnlich zu der Ausführungsform der Fig. 1- 3 aufgebaut ist, außer daß die Zwischenwandvorrichtung 15 der Fig. 1 und 2 in eine Zwischenwandvorrichtung 15A abgeändert ist.

Ein Querschnitt einer jeden Zwischenwand der Zwischenwandvorrichtung 15A, der entlang einer ebenen Ebene parallel zu der Richtung einer Luftströmung genommen wird, besitzt eine stromlinienförmige Form. Die stromlinienförmige Form ermöglicht es sogar einer Luftströmung mit höherer Geschwindigkeit, sich entlang der Zwischenwand zu bewegen. Der Wärmeaustausch zwischen der Luft und der Zwischenwand kann somit wirkungsvoller vollzogen werden.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 kann die Zwischenwandvorrichtung 15A einen hinreichenden Wärmeaustausch in einem weiten Bereich der Luftströmungsgeschwindigkeit vollziehen.

Dritte Ausführungsform

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung, die ähnlich zu der Ausführungsform der Fig. 1- 3 aufgebaut ist, außer daß die Zwischenwandvorrichtung 15 der Fig. 1 und 2 in eine Zwischenwandvorrichtung 15B abgeändert ist.

Die stromabwärts gelegene Kante einer jeden der Zwischenwände in der Zwischenwandvorrichtung 15B besitzt zwei Stufen. Ein äußerer Bereich einer jeden Zwischenwand besitzt eine größere axiale Länge (axiale Abmessung) als einer ihrer Zwischenbereiche. Der Zwischenbereich jeder Zwischenwand besitzt eine größere axiale Länge (axiale Abmessung) als einer ihrer inneren Bereiche.

Vierte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung, die ähnlich zu der Ausführungsform der Fig. 1- 3 aufgebaut ist, außer daß die Zwischenwandvorrichtung 15 der Fig. 1 und 2 in eine Zwischenwandvorrichtung 15C abgeändert ist.

Stromabwärts gelegene Kanten von Zwischenwänden in der Zwischenwandvorrichtung 15C besitzen stufenförmige Konstruktionen. Ein äußerer Bereich jeder Zwischenwand besitzt eine kleinere axiale Länge (axiale Abmessung) als einer ihrer inneren Bereiche.

Claims (6)

1. Strömungsmesser mit:
einem röhrenförmigen Bauteil, das einen Hauptkanal be­ sitzt, in dem ein Fluid strömt;
einem Nebenkanalbauteil, das im Hauptkanal angebracht ist und einen Nebenkanal besitzt, in dem das Fluid strömt;
einer Halterung, die das Nebenkanalbauteil und eine Wand des röhrenförmigen Bauteils verbindet und die das Nebenkanalbauteil innerhalb des Hauptkanals haltert;
einer Zwischenwandvorrichtung, die im Nebenkanal ange­ bracht ist und den Nebenkanal in eine Vielzahl von Sub- bzw. Teilkanälen, die sich entlang einer Strömung des Fluids erstrecken, unterteilt;
einem Durchflußmengen- bzw. Strömungsgeschwindigkeits­ meßwiderstand, der in einem Bereich des Nebenkanals strom­ abwärts der Zwischenwandvorrichtung angebracht ist, um eine Geschwindigkeit einer Fluidströmung im Nebenkanal zu messen;
einem Steuerungs- bzw. Regelungsschaltkreis, der elek­ trisch mit dem Durchflußmengenmeßwiderstand verbunden ist, um aus einem Ausgangssignal des Durchflußmengen­ meßwiderstand einen Meßwert zu berechnen; und
eine Auslaßöffnung, die im Nebenkanalbauteil ange­ bracht ist, um den Nebenkanal mit dem Hauptkanal zu verbin­ den und um so dem Fluid zu ermöglichen, nachdem das Fluid auf den Durchflußmengenmeßwiderstand getroffen ist, sich vom Nebenkanal in den Hauptkanal zu bewegen,
wobei die Zwischenwandvorrichtung eine Zwischenwand umfaßt und eine Länge eines Teils der Zwischenwand, entlang einer Richtung der Fluidströmung gemessen, von einer Position des Teils abhängt.

2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand an ihrem stromabwärts gelegenem Ende eine Stufe besitzt, und das stromabwärts gelegene Ende einen hervorstehenden Teil und einen ausgesparten Teil besitzt.

3. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Teil und der ausgesparte Teil von rechteckiger Wellenform sind.

4. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnitt der Zwischenwand, der entlang einer ebenen Ebene parallel zu der Richtung der Fluid- bzw. Luftströmung genommen wird, eine stromlinienförmige Form besitzt.

5. Glühdrahtluftströmungsmesser zum Messen der Geschwindigkeit einer Luftströmung, mit:
einer Einrichtung, um den Luftkanal in einen Haupt­ kanal und einen Sub- bzw. Teilkanal aufzuteilen;
einer Zwischenwandvorrichtung, die im Teilkanal ange­ bracht ist und den Teilkanal in eine Vielzahl von Kanälen unterteilt; und
einem Glühdrahtsensor, der in einem Bereich des Teil­ kanals stromabwärts der Zwischenwandvorrichtung angebracht ist,
wobei die Zwischenwandvorrichtung eine Zwischenwand umfaßt und eine Länge eines Teils der Zwischenwand, entlang einer Richtung der Fluidströmung gemessen, mit der Position des Teils von einem äußeren Bereich des Teilkanals in Rich­ tung zur Mitte des Teilkanals variert.

6. Glühdrahtluftströmungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand an ihrem stromabwärts gelegenem Ende eine Stufe besitzt.