DE69118324T2

DE69118324T2 - Luftdurchflussmesser

Info

Publication number: DE69118324T2
Application number: DE69118324T
Authority: DE
Inventors: Shinya Igarashi; Minoru Takahashi; Mitsukuni Tsutsui
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2011-11-22
Also published as: DE69118324D1; KR100226618B1; EP0487346B1; US5325712A; EP0487346A2; EP0487346A3; JPH04186123A; KR920010266A; JP2856542B2

Description

Allgemeiner Stand der Technik

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftdurchflußmesser zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine und genauer einen Luftdurchflußmesser mit einem den Durchfluß messenden, wärmeempfindlichen Widerstand, der sich in einem Nebendurchgang befindet, der wiederum in einem Hauptdurchgang angeordnet ist, der einen Ansaugluftdurchgang bildet.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein bekanntes Hitzdrahtanemometer für eine Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel gemäß der Offenbarung in dem U.S. Patent US-A- 4.887.577, umfaßt folgendes: ein Gehäuse, das einen Hauptdurchgang bildet, der einen Ansaugluftdurchgang einer Brennkraftmaschine definiert; ein Element, das einen Nebendurchgang bildet, der sich in dem Hauptdurchgang befindet, und das einen Nebendurchgang bildet, der in die axiale Richtung des Hauptdurchgangs einen Längsdurchgang aufweist, der zu Querdurchgängen führt, die in die radiale Richtung des Hauptdurchgangs ausgebildet sind; und einen wärmeempfindlichen Widerstand, der in dem Längsdurchgang des Nebendurchgangs angeordnet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu messen. Der Widerstand befindet sich in einer radialen Halteeinrichtung über den Hauptdurchgang, wobei die Einrichtung transversal dicker sein muß, um den Widerstand quer über den Luftströmungsdurchgang anzupassen. Damit über den Hauptdurchgang eine symmetrische Konstruktion vorgesehen wird, ist das den Nebendurchgang bildende Element an der entgegengesetzten Seite der Halteeinrichtung des wärmeempfindlichen Widerstands transversal über den Längsdurchgang dicker gestaltet, wie dies in Figur 4 des genannten U.S. Patents dargestellt ist, um dadurch das den Nebendurchgang definierende Teilstück zu stützen.
In JP-A-61-53518 (1986) und JP-A-64-10127 (1989) wird eine Konstruktion der Halteeinrichtung des wärmeempfindlichen Widerstands offenbart, bei der sich ein Schutzelement für den genannten wärmeempfindlichen Widerstand um den wärmeempfindlichen Widerstand befindet.
Bei dem den Nebendurchgang bildenden Element ist es erforderlich, daß dessen innere Form und Größe gemäß den spezifischen Luftströmungsanforderungen des Nebendurchgangs ermittelt werden, und da die Außenwand einen Teil des Hauptdurchgangs bildet, üben die äußere Form und Größe des Elements großen Einfluß auf die Luftströmung des Hauptdurchgangs aus. Wenn die äußere Form nicht korrekt ist, tritt eine Verstärkung des Druckverlusts ein, und in dem Luftstrom werden Wirbel erzeugt. Daraus ergibt sich, daß die Ausgabe des Hitzdrahtanemometers schwankt (hierin als "Ausgaberauschen" bezeichnet), was zu einer Verringerung der Genauigkeit der dadurch geregelten Kraftstoffeinspritzeinheit führt.
Bei den dem Stand der Technik entsprechenden Beschreibungen wurde es vermieden, die Notwendigkeit einer gleichmäßigen bzw. einheitlichen Dicke sowie eine Verkleinerung der Dicke des den Nebendurchgang bildenden Elements zu berücksichtigen, wobei jedoch die inneren und äußeren Formen und Größen der oben angegebenen erforderlichen Spezifikationen des Nebendurchgangs und des Hauptdurchgangs bestimmt wurden. Daraus ergibt sich, daß das den Nebendurchgang bildende Element dazu neigte, ein dickes Teilstück aufzuweisen, das sich trasnversal zu dem Hauptdurchgang erstreckt, wodurch das Problem der Erhöhung des Produktgewichts erzeugt wurde. Da das Gehäuse und das den Nebendurchgang bildende Element integral ausgebildet sind, kann ein weiteres Problem entstehen, wenn das den Nebendurchgang bildende Element fest und axial und transversal zu dem Hauptdurchgang verhältnismäßig dick ist und wenn es aus einem Kunstharz gestaltet ist, nämlich daß die gewünschte Form und Größe nicht erzielt werden können, was zu einer geringeren Genauigkeit führt (siehe Figur 5, die nachstehend im Text beschrieben wird). Wenn das den Nebendurchgang bildende Element aus Metall, wie zum Beispiel aus Aluminium gestaltet ist, kann ein ähnliches, jedoch weniger ernsthaftes Problem auftreten, als bei der Verwendung von Kunstharz.
Wenn die Dicke des den Nebendurchgang bildenden Elements einheitlich bzw. gleichmäßig ist (wie dies in der nachstehend beschriebenen Figur 6 dargestellt ist), ist die äußere Form nicht korrekt, was zu dem weiteren Problem des bereits erwähnten Druckverlusts sowie zu dem Auftreten von Ausgaberauschen führt, da das Element eine flache führende Oberfläche aufweist.
Desweiteren beziehen sich die dem Stand der Technik entsprechenden Techniken, wie zum Beispiel gemäß den Offenbarungen in JP-A-61-53518 (1986) und JP-A-64-10127 (1989), auf das Schutzelement für den wärmebeständigen Widerstand, wobei keinem der dem Stand der Technik entsprechenden Patentee die Aufgabe der Verbesserung der Form- und Größengenauigkeit des den Nebendurchgang bildenden Elements zugrunde liegt.
Bei der vorliegenden Erfindung sollen die vorstehend genannten Nachteile überwunden werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Luftdurchflußmesser, der folgendes umfaßt: ein Gehäuse, das einen Hauptdurchgang bildet, der einen Ansaugluftdurchgang einer Brennkraftmaschine definiert; eine einen Nebendurchgang definierende Einrichtung, die in dem Hauptdurchgang angeordnet ist, um in der axialen Richtung des Hauptdurchgangs einen Längsdurchgang vorzusehen, mit einer Einrichtung, die sich an der hinteren Position des Längsdurchgangs befindet, um mindestens einen Querdurchgang in die radiale Richtung des Hauptdurchgangs vorzusehen; wobei die den Nebendurchgang definierende Einrichtung sich radial erstreckende Teilstücke an entgegengesetzten Seiten des Längsdurchgangs aufweist, wobei sich jedes der sich radial erstreckenden Teilstücke von einer entsprechenden Wand des Längsdurchgangs zu einer Innenwand des Hauptdurchgangs erstreckt; und mit einem wärmeempfindlichen Widerstand, der in dem Längsdurchgang der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung angeordnet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu messen, wobei eines der sich radial erstreckenden Teilstücke ein geformtes Tragelement aufweist, das die Zuleitungen für den Widerstand trägt, und wobei das Tragelement an dessen Innenende den Widerstand in dem Längsdurchgang trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen, und wobei das andere der sich radial erstreckenden Teilstücke als hohles Gehäuse ausgebildet ist, und wobei sich an der Verbindungsstelle des genannten anderen sich radial erstreckenden Teilstücks mit dem Längsdurchgang entweder eine Öffnung in der Wand des Längsdurchgangs befindet, wobei die Öffnung fast vollständig oder vollständig durch ein Bolzenelement verschlossen wird, oder wobei das Innenende des hohlen Gehäuses durch einen Teil der Wand des Längsdurchgangs verschlossen wird.
In vorteilhafter Weise wird die den Nebendurchgang definierende Einrichtung aus einem Kunstharz gestaltet und das Gehäuse und die den Nebendurchgang definierende Einrichtung werden integral aus einem Kunstharz geformt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgibt das Nebenelement den wärmeempfindlichen Widerstand und weist darin eine Öffnung auf, die einen Teil des Längsdurchgangs bildet.
In vorteilhafter Weise befinden sich Verschlußeinrichtungen zwischen dem Nebenelement und dem Teilstück der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung, in dem sich der Hohlraum befindet, um zwischen dem Hohlraum und dem Längsdurchgang einen gasdichten Verschluß vorzusehen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dem Nebenelement ein Durchgang mit geringer Querschnittsfläche vorgesehen, um den Hohlraum mit dem Längsdurchgang zu verbinden.
Alternativ dazu ist zwischen dem Nebenelement und dem Hohlraum ein ringförmiger Durchgang vorgesehen.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Nebenelement integral mit der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung geformt, so daß ein Teilstück des Längsdurchgangs gebildet wird.
Vorzugsweise ist das Nebenelement oberhalb des wärmeempfindlichen Widerstands mit einem Durchflußmengenregelgitter quer zu dem Nebenluftdurchgang ausgebildet.
In vorteilhafter Weise sind die Durchflußmengenregelgitter oberhalb und unterhalb des wärmeempfindlichen Widerstands integral mit dem Nebenelement ausgebildet.
Das Nebenelement ist aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gestaltet, um Kapazitätsprobleme zu verringern.
Das Gehäuse ist integral mit einem Drosselgehäuse ausgebildet, in dem sich ein Drosselventil zur Regelung der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine befindet, so daß eine integrierte Einheit gebildet wird.
Zur Verwirklichung der ersten spezifischen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung einen Hohlraum in der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung vor, der von dem longitudinalen Nebendurchgang getrennt ist.
Zur Verwirklichung der zweiten spezifischen Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ist der Hohlraum durch ein Nebenelement von dem longitudinalen Nebendurchgang getrennt, das den wärmeempfindlichen Widerstand umgibt und einen Teil des Längsdurchgangs bildet.
Zur Verwirklichung der dritten spezifischen Aufgabe, sieht die vorliegende Erfindung einen Durchgang mit einer kleinen Querschnittsfläche zwischen dem Hohlraum und dem Längsdurchgang vor.
Zur Verwirklichung der vierten spezifischen Aufgabe, sieht die vorliegende Erfindung ein Nebenelement mit einem integralen Durchflußmengenregelgitter zur Stabilisierung des Luftstroms durch den Längsdurchgang vor.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das den Nebendurchgang definierende Element so gestaltet, daß es darin einen Hohlraum erzeugt, und wobei der Hohlraum im wesentlichen von dem Nebendurchgang getrennt ist, so daß das feste und dicke Teilstück des den Nebendurchgang definierenden Elements, das in dem U.S. Patent US-A-4.887.577, Figur 4, erforderlich ist, weggelassen wird, ohne dabei die Formen und Größen des Hauptdurchgangs und des Nebendurchgangs zu beeinflussen. Dadurch ergibt sich, daß das Gewicht des den Nebendurchgang definierenden Elements verringert werden kann, und daß es nicht mehr so schrumpfanfällig ist, wenn es aus einem Kunstharz oder dergleichen gestaltet ist.
Der Hohlraum ist von dem Längsdurchgang durch das Nebenelement getrennt, das den wärmeempfindlichen Widerstand umgibt, und das einen Teil des Längsdurchgangs bildet. Da sich der an einem Schaltkreismodul angebrachte wärmeempfindliche Widerstand in dem Nebenelement befindet, kann vermieden werden, daß dieser beschädigt wird, bevor das Schaltkreismodul in dem Gehäuse angebracht wird, das den Luftdurchgang bildet.
Wahrend dem Laufzustand des Motors bei nahezu vollständig geöffnetem Drosselventil, wird die Ansaugluft mit dem Öffnungsbzw. Schließvorgang des Ansaugventils des Motors synchronisiert, um einen pulsierenden Strom zu erzeugen. Diese Ansaugpulsationen können auch in dem Hauptdurchgang des Hitzdrahtanemometers erzeugt werden. Die Pulsationen werden auch in dem Nebendurchgang erzeugt, wobei die Amplitude der Impulse dabei geringer ist als in dem Hauptdurchgang, da sie durch den Nebendurchgang abgeschwächt wird. Diese Pulsationen leiten Fehler an den Ausgang des Hitzdrahtanemometers, wie dies im Fach allgemein bekannt ist. Durch die Gestaltung eines Durchgangs mit geringer Querschnittsfläche zur Zwischenverbindung zwischen dem obengenannten Hohlraum und den longitudinalen Nebendurchgang, kann der Hohlraum als Luftbehälter bzw. Dämpfer dienen, um die Ansaugpulsationen an dem wärmeempfindlichen Widerstand zu reduzieren und um demgemäß die Ausgabefehler des Hitzdrahtanemometers aufgrund von Ansaugpulsationen der Brennkraftmaschine zu verringern. Desweiteren wird die Genauigkeit durch den Hohlraum aufgrund der geringen Querschnittsfläche des Durchgangs nur geringfügig beeinflußt, wenn ein stationärer Ansaugluftstrom gegenwärtig ist.
Durch die Funktion des Durchflußmengenregelgitters, das integral mit dem Nebenelement gestaltet werden kann, können die Schwankungen des auf dem wärmeempfindlichen Widerstand auftreffenden Luftstroms reduziert werden, so daß das Ausgaberauschen ebenso verringert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend in bezug auf die beigefügten Zeichnungen durch Beispiele beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht von oben, teilweise im Aufriß, eines Hitzdrahtanemometers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine Längsquerschnittsansicht entlang der Doppelpfeillinie II-II aus Figur 1;
Figur 3 eine Unteransicht des Luftdurchflußmessers aus Figur 1;
Figur 4 eine Querschnittsansicht entlang der Doppelpfeillinie IV-IV aus Figur 3;
die Figuren 5 und 6 der Figur 4 entsprechende Ansichten, wobei jedoch dem Stand der Technik entsprechende Querschnittsansichten dargestellt sind;
Figur 7 einen der Figur 2 entsprechenden Längsaufriß, wobei jedoch ein Hitzdrahtanemometer gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
die Figure 8 bis 11 Längsquerschnittsansichten eines Nebendurchgangsteilstücks des Hitzdrahtanemometers gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Figur 12 eine Querschnittsansicht entlang der Doppelpfeillinie XII-XII aus Figur 11;
Figur 13 eine der Figur 2 entsprechende Längsquerschnittsansicht, jedoch eines Hitzdrahtanemometers gemäß eines wiederum anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Figur 14 eine Längsquerschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem das Hitzdrahtanemometer aus Figur 2 in einem Drosselgehäuse integriert ist; und
Figur 15 eine Längsquerschnittsansicht eines zusätzlichen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen übereinstimmende Bezugsziffern die gleichen Teile.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Hitzdrahtanemometer umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem internen Hauptdurchgang 2, der einen Ansaugluftdurchgang einer Brennkraftmaschine bildet. In dem Hauptdurchgang 2 befindet sich ein einen Nebendurchgang definierendes Element 20. Das den Nebendurchgang definierende Element 20 umfaßt einen Nebendurchgang 3, der sich aus einem Längsdurchgang 4, der in die axiale Richtung des Hauptdurchgangs 2 ausgebildet ist, sowie aus den Querdurchgängen 5 und 6 zusammensetzt, die in die radiale Richtung des Hauptdurchgangs 2 ausgebildet sind. Die stromabwärtsliegenden Wände der Querdurchgänge 5 und 6 werden durch eine Abdeckung 8 gebildet, die durch Schrauben 7 an dem Gehäuse 1 angebracht wird.
In dem Längsdurchgang 4 befinden sich ein wärmeempfindlicher Widerstand 9 zum Messen der Luftströmungsgeschwindigkeit sowie ein wärmeempfindlicher Widerstand 10 zum Messen der Lufttemperatur, wobei hiermit jedoch festgestellt wird, daß nur ein wärmeempfindlicher Widerstand erforderlich ist, wobei für eine verbesserte Genauigkeit jedoch zwei Widerstände bevorzugt werden. Bei den Widerständen kann es sich um sogenannte Widerstände vom Typ Hitzdraht oder Dünnfilm handeln.
An die Außenseite des Gehäuses 1 ist ein Schaltmodul 11 zur Regelung des Luftdurchflußmessers geschraubt.
Das Hitzdrahtanemometer des vorliegenden Ausführungsbeispiels mißt die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine durch Zufuhr eines Heizstroms an den wärmeempfindlichen Widerstand 9, wobei der Wert des Stroms so verändert wird, daß die Temperatur des wärmeempfindlichen Widerstands 9 so geregelt wird, daß sie deutlich höher ist als die Temperatur des wärmeempfindlichen Widerstands 10. Die Geschwindigkeit des auf dem wärmeempfindlichen Widerstand 9 auftreffenden Lufstroms in dem Nebendurchgang 3 wird aus dem Wert des Heizstroms ermittelt, der somit die Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit des Hauptdurchgangs 2 anzeigt, da die Luftströmungsgeschwindigkeit in dem Nebendurchgang 3 im konstanten Verhältnis zu der Strömungsgeschwindigkeit in dem Hauptdurchgang steht.
Das Schaltmodul 11 umfaßt eine Basis 12 aus Metall, die Tragstifte 13 und 14 aus elektrischen Leitern für die wärmeempfindlichen Widerstände 9 und 10, eine Halteeinrichtung 17 aus Kunstharz, die integral mit den an die Tragstifte 13 und 14 geschweißten Anschlüssen 15 und 16 geformt ist, ein Gehäuse 27 und eine Abdeckung 28, die gemeinsam eine Gehäuseeinrichtung bilden, und eine Regelkreiseinheit 30, die über einen Aluminiumdraht 29 mit den Anschlüssen 15 und 16 verbunden ist.
Die wärmeempfindlichen Widerstände 9 und 10 werden entsprechend an die Tragstifte 13 und 14 geschweißt.
Außerhalb des Teilstücks der Halteeinrichtung 17 aus Kunstharz, die sich in dem Gehäuse 1 befindet, ist eine Schutzeinrichtung 19 angebracht, wobei ein radial inneres Ende dieser die wärmeempfindlichen Widerstände 9 und 10 umgibt, so daß ein Nebenelement gebildet wird, das einen Teil des Längsdurchgangs 4 des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 begrenzt. Die Schutzeinrichtung 19 wird an die Halteeinrichtung 17 geklebt.
Das den Nebendurchgang definierende Element 20 des Gehäuses 1 ist mit einem rohrförmigen Teilstück mit im wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke versehen, das sich von der Innenwand des Gehäuses 1 erstreckt, um eine Öffnung 21 mit kreisförmigem Querschnitt zu definieren, die an deren radial inneren Ende durch die Einführung des radial inneren, führenden Endstücks der Schutzeinrichtung 19 verschlossen wird, das als das obengenannte Nebenelement dient. Folglich weist das führende bzw. vordere Endstück (radial innere Endstück) der Schutzeinrichtung 19 eine Öffnung auf, die im wesentlichen die gleiche Form und Größe wie der Innendurchmesser des Langsdurchgangs 4 aufweist, um einen Teil des Längsdurchgangs 4 zu bilden.
Das Gehäuse 1 wird integral mit dem Nebendurchgang gebildet, wobei dabei ein Thermoplastharz verwendet wird, wie zum Beispiel ein mit einem Verstärkungsmaterial, wie etwa Glasfasern oder dergleichen, gemischtes Polyesterharz. Die Öffnung 21 wird zum Zeitpunkt des Formens des Gehäuses 1 integral gebildet, und zwar durch Extraktion eines Formstifts in Richtung der Befestigungsfläche des Schaltmoduls 11.
An dem Außenumfang der Halteeinrichtung 17 wird ein O-Ring 22 angebracht, um zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schaltmodul 11 einen gasdichten Sitz zu gewährleisten.
Ein wabenartiges Durchflußmengenregelgitter 23 wird in dem Eingang bzw. Einlaß des Hauptdurchgangs 2 des Gehäuses 1 angebracht, um den Luftstrom zu glätten, d.h. um Störungen in dem Hauptdurchgang 2 zu entfernen.
Die in den Einlaß des Hauptdurchgangs 2 eingeführte Ansaugluft wird teilweise in den Längsdurchgang 4 abgeleitet, wie dies durch die Pfeile 24 angezeigt wird, und folglich in die Querdurchgänge 5 und 6, wie dies durch die Pfeile 25 dargestellt wird, bis die Luft durch die Öffnungen in den die Querdurchgänge 5 und 6 definierenden Wänden wieder in den Hauptdurchgang zurückgeführt wird, wie dies durch die Pfeile 26 dargestellt wird.
Als nächstes wird die Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels genau beschrieben.
Gemäß dem stand der technik und wie dies in figur 5 dargestellt ist, handelt es sich bei dem den Nebendurchgang definierenden Element 20 um ein festes Element über den Längsdurchgang 4, und zwar symmetrisch zu und auf der der Halteeinrichtung 17 gegenüberliegenden Seite. Folglich können die erforderliche Form und Größe aufgrund der ungleichmäßigen Wanddicke nicht aufrechterhalten werden, wobei zum Zeitpunkt des Formgußes bzw. des Formens eine ungleichmäßige Schrumpfung verursacht wird, wie dies durch die durchgezogene Linie 32 angezeigt wird, und zwar selbst dann, wenn die Form und Größe der Gußform an die erforderliche Form und Größe angepaßt werden, wie dies durch die gestrichelte Linie 31 dargestellt wird. Das dickere Teilstück führt auch zu dem Problem des erhöhten Gewichts. Wenn, wie dies im Fach ebenfalls bekannt und in Figur 6 dargestellt ist, die Wände des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 gleichmäßig bzw. einheitlich sind, so ist die Form und Größe der vorderen bzw. führenden Seite (d.h. auf der Seite des Hauptdurchgangs 2) des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 flach und nicht abgerundet, wie dies in Figur 5 dargestellt ist, und sie weist quer über den Hauptdurchgang eine größere Breite auf als die Tiefe entlang der Länge des Hauptdurchgangs, so daß sie nicht symmetrisch zu der Halteeinrichtung 17 ist, wobei die in dem Hauptdurchgang 2 fließende Luftströmung, die auf die oberhalb liegende Fläche des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 auftrifft, an den oberhalb liegenden Flächen und Seitenflächen des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 viele Wirbel 33 und 34 erzeugt. Diese Wirbel 33 und 34 reduzieren die Wirkungsfläche des Hauptdurchgangs 2, wodurch das Problem der Erhöhung des Druckverlusts auftritt. Noch nachteiliger ist es, daß die Wirbel in dem Auslaß des Querdurchgangs 5 Druckschwankungen verursachen, so daß Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit des Nebendurchgangs 3 induziert werden, durch die das Ausgaberauschen noch verstärkt wird.
Im Gegensatz dazu ist das den Nebendurchgang definierende Element 20 bei der vorliegenden Erfindung aufgrund der darin gestalteten Öffnungen 21 nicht fest, so daß die Wände eine einheitlichere Dicke aufweisen, und wobei die Form und Größe des den Nebendurchgang definierenden Elements 20 auf der Seite des Hauptdurchgangs 2 leistungsoptimiert werden. Folglich kommt es zu dem Effekt, daß die gewünschte Form und Größe erzielt werden können. Ein anderer Effekt ist es, daß das Gewicht in einem Ausmaß reduziert werden kann, das dem Volumen der Öffnung 21 entspricht.
Ein weiterer Effekt ist es, daß die Schutzeinrichtung 19 in Verbindung mit der Halteeinrichtung 17 einen Teilzusammenbau bilden kann, der es verhindert, daß der wärmeempfindliche Widerstand 9 vor der Einführung in die Öffnung beschädigt wird, die durch den vorstehend genannten Formstift erzeugt worden ist.
In Figur 7 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die gleichen Elemente wie in dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 3 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, während die Elemente, deren Formen und Größen verändert wurden, die gleichen Bezugsziffern mit dem Zusatz A aufweisen.
Das Ausführungsbeispiel aus Figur 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 bis 3 dadurch, daß sich der Einlaß des Längsdurchgangs 4 des letzteren allgemein in der Mitte des Hauptdurchgangs 2 befindet, und daß der Querdurchgang in zwei Querdurchgänge 4 und 5 unterteilt ist. Im Gegensatz dazu ist der Längsdurchgang 4A in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 7 von der Mitte des Hauptdurchgangs 2 versetzt, und es ist nur ein Querdurchgang 5A ausgebildet. Die restliche Konstruktion ist identisch, so daß die gleichen Funktionen und Effekte wie in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 verwirklicht werden können.
In Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Endstück einer Schutzeinrichtung 19B, die sich in der Öffnung 21 befindet, mit einer externen, umfänglichen Rille ausgebildet, in der ein O-Ring 36 angebracht wird, um die Gasdichte zwischen der Öffnung 21 und dem Längsdurchgang 4 zu verbessern. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Einfluß der Öffnung 21 auf die Luftströmung in dem Nebendurchgang 3 beseitigt werden, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, und zwar insbesondere in dem Bereich niedriger Strömungsgeschwindigkeiten.
In Figur 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Anschlußstück der Schutzeinrichtung 19C in der Öffnung 21 ist mit einem Loch 37 mit geringer Querschnittsfläche ausgebildet, durch das die Öffnung 21 in der Umgebung des wärmeempfindlichen Widerstands 9 mit dem Längsdurchgang 4 verbunden wird.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 9 dient die durch das kleine Loch 37 in Verbindung stehende Öffnung 21 als Luftbehälter bzw. Dämpfer auf die Luftströmungspulsationen des Langsdurchgangs 4, die auf die Ansaugpulsationen der Brennkraftmaschine zurückgeführt werden können, so daß die Pulsationen des Luftstroms reduziert werden können, die in Kontakt mit dem wärmeempfindlichen Widerstand 9 gelangen. Dadurch werden die Ausgabefehler des Hitzdrahtanemometers aufgrund von Ansaugpulsationen der Brennkraftmaschine verringert. Da das Loch 37 ferner eine kleine wirksame Querschnittsfläche aufweist, üben die Öffnung 21 und das Loch 37 nur geringen Einfluß auf die Ausgabegenauigkeit des Messers aus, wenn ein stationärer Luftstrom gegeben ist.
In Figur 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Anschlußstück der Schutzeinrichtung 19D in der Öffnung 21 mit einem Außendurchmesser versehen ist, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Öffnung 21, so daß ein Ringspalt 38 verbleibt, wobei die gleichen Effekte wie in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 9 erzielt werden können.
In den Figuren 11 und 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei eine Schutzeinrichtung 19E vorzugsweise integral mit wabenartigen Durchflußmengenregelgittern 39 und 40 ausgebildet ist. Durch dieses Hilfsmittel können die Störungen der Luftströmung in dem Nebendurchgang 3 durch die Durchflußmengenregelgitter 39 und 40 stabilisiert werden, so daß dem wärmeempfindlichen Widerstand 9 ein Luftstrom mit wenig Störungen zugeführt wird. Als Folge daraus kann das Ausgaberauschen reduziert werden. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Durchflußmengenregelgitter oberhalb und unterhalb des wärmeempfindlichen Widerstands 9. Dabei kann jedoch auch nur ein Durchflußmengenregelgitter, d.h. das oberhalb liegende, verwendet werden, wobei dabei jedoch der Effekt der Verringerung des Ausgaberauschens abgeschwächt werden kann. Ein Gitter bzw. die Gitter, die sich in dem Nebendurchgang befinden, sind wesentlich kleiner als die bzw. das Gitter in dem Hauptdurchgang, wobei die Gitter in dem Nebendurchgang den gleichen wünschenswerten Effekt haben, die dabei aufgrund ihrer geringeren Größe im Vergleich zu dem Gitter in dem Hauptdurchgang jedoch weniger kosten.
In Figur 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei eine Schutzeinrichtung 19F aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gestaltet wird, wie zum Beispiel aus Metall oder aus einem leitfähigen Kunstharz, und wobei das radial äußere Endstück 41 der Schutzeinrichtung elektrisch mit der Basis 12 verbunden ist, die ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gestaltet ist. Dabei wird das leitfähige Kunstharz der Schutzeinrichtung 19F durch das Mischen von Metallpulver oder Metallfasern in ein Kunstharz geformt. Dadurch wird die Basis 12 in Anbetracht von hohen Frequenzen elektrisch mit dem Erdpotentialabschnitt der Regelkreiseinheit 30 (wie dies in Figur 2 dargestellt ist) verbunden, die sich in dem Schaltmodul 11 befindet. Da die Schutzeinrichtung 19F aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gestaltet ist, der den wärmeempfindlichen Widerstand 9 bedeckt, wird der wärmeempfindliche Widerstand 9 gegen externes elektrisches Rauschen abgeschirmt, wie zum Beispiel gegen elektrische Wellen. Dadurch kann verhindert werden, daß das Hitzdrahtanemometer versehentlich durch elektrische Wellen außerhalb der Meßvorrichtung betrieben wird.
In Figur 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, in dem das Hitzdrahtanemometer aus den Figuren 1 bis 3 in einem Drosselgehäuse 42 integriert ist, das mit einem Drosselventil 43 zur Regelung der Durchflußgeschwindigkeit der Ansaugluft der Brennkraftmaschine versehen ist. Die restliche Konstruktion entspricht der des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 bis 3. Dieses Ausführungsbeispiel bringt den zusätzlichen Effekt mit sich, daß das Ansaugsystem leicht und kompakt gestaltet werden kann. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 14 werden das Gehäuse 1 des Hitzdrahtanemometers und das Drosselgehäuse 42 aus einem Teil gestaltet, wobei es auch möglich ist, diese Elemente getrennt zu gestalten und zum Beispiel durch Schrauben zusammenzufügen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel aus Figur 15 entspricht die Halteeinrichtung 17 dem Stand der Technik, wobei sie keine Schutzeinrichtung 19 aufweist, die die Widerstände 9, 10 abdeckt, so daß die Widerstände bei einem Teilzusammenbau nicht geschützt werden. Die Öffnung 21 wird anstatt von der Schaltmodulseite des Gehäuses von der entgegengesetzten Seite erzeugt, wobei ein radialer, innerer Verschluß durch ein Nebenelement 191 mit integraler Wand gebildet wird. Die Öffnung kann eine äußere Abdeckung (nicht abgebildet) aufweisen, um ein Eintreten von Wasser zu verhindern. Eine derartige Konstruktion sieht zwar keinen Schutz der Widerstände 9, 10 vor, doch bringt sie den Vorteil mit sich, daß keine Schutzeinrichtung 19 verwendet werden muß, wobei es möglich ist, daß die den Nebendurchgang definierende Einrichtung eine ungefähr einheitliche Wanddicke aufweisen kann.
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Nebendurchgang integral mit dem Gehäuse 1 geformt, wobei der Nebendurchgang alternativ jedoch auch getrennt von dem Gehäuse 1 geformt und in diesem angepaßt werden kann.
Zwar werden zwei wärmeempfindliche Widerstände bevorzugt, die aus Draht oder Dünnfilm hergestellt werden, jedoch ist für den Betrieb der Meßvorrichtung nur ein wärmeempfindlicher Widerstand erforderlich.
Durch die vorstehend beschriebene Konstruktion kann die vorliegende Erfindung die folgenden Effekte bewirken.
Aufgrund des Hohlraums in dem den Nebendurchgang definierenden Element, der von dem Nebendurchgang getrennt ist, kann das den Nebendurchgang definierende Element mit im wesentlichen einheitlicher bzw. gleichmäßiger Wanddicke gestaltet werden, ohne dabei die Formen des Hauptdurchgangs und des Nebendurchgangs zu beeinflussen. Daraus ergibt sich, daß das Gewicht des den Nebendurchgang definierenden Elements reduziert werden kann, und daß das Element auch wenn es aus Kunstharz erzeugt wird, mit der gewünschten Form und Größe hergestellt werden kann.
Da das um den Außenumfang des wärmeempfindlichen Widerstands angeordnete Nebenelement 19 den in dem den Nebendurchgang definierenden Element ausgebildeten Hohlraum von dem Nebendurchgang trennt und einen Teil des Nebendurchgangs bildet, wird der wärmeempfindliche Widerstand ferner abgedeckt, und es wird verhindert, daß dieser vor der Einführung in die Meßvorrichtung getroffen und beschädigt wird.
Wenn der durch das Nebenelement gestaltete, vorstehend genannte Trennabschnitt mit einem Durchgang mit geringer Querschnittsfläche versehen ist, kann der obengenannte Hohlraum als Dämpfer wirken, um die Ansaugluftpulsationen in dem Bereich des wärmeempfindlichen Widerstands zu reduzieren, und wobei demgemäß die Ausgabefehler des Hitzdrahtanemometers aufgrund von Ansaugluftpulsationen der Brennkraftmaschine verringert werden.
Wenn das Durchflußmengenregelgitter ferner integral mit dem Nebenelement ausgebildet ist, dient es zur Reduzierung von Schwankungen der Luftströmung, die in Kontakt mit dem wärmeempfindlichen Widerstand gelangt, wodurch das Ausgaberauschen reduziert wird.

Claims

1. Luftdurchflußmesser, der folgendes umfaßt: ein Gehäuse (1), das einen Hauptdurchgang (2) bildet, der einen Ansaugluftdurchgang einer Brennkraftmaschine definiert; eine einen Nebendurchgang (3) definierende Einrichtung, die in dem Hauptdurchgang angeordnet ist, um in der axialen Richtung des Hauptdurchgangs (2) einen Längsdurchgang (4) vorzusehen, mit einer Einrichtung (8), die sich an der hinteren Position des Längsdurchgangs (20) befindet, um mindestens einen Querdurchgang (5, 6; 5A) in die radiale Richtung des Hauptdurchgangs (2) vorzusehen; wobei die den Nebendurchgang (3) definierende Einrichtung sich radial erstreckende Teilstücke (20) an entgegengesetzten Seiten des Längsdurchgangs aufweist, wobei sich jedes der sich radial erstreckenden Teilstücke (20) von einer entsprechenden Wand des Längsdurchgangs (4) zu einer Innenwand des Hauptdurchgangs erstreckt; und mit einem wärmeempfindlichen Widerstand (9), der in dem Längsdurchgang (4) der den Nebendurchgang (3) definierenden Einrichtung angeordnet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft zu messen, wobei eines der sich radial erstreckenden Teilstücke (20) ein geformtes Tragelement (17) aufweist, das die Zuleitungen für den Widerstand (9) trägt, und wobei das Tragelement an dessen Innenende den Widerstand (9) in dem Längsdurchgang (4) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der den Nebendurchgang (3) definierenden Einrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen, und wobei das andere der sich radial erstreckenden Teilstücke (20) als hohles Gehäuse ausgebildet ist, und wobei sich an der Verbindungsstelle des genannten anderen sich radial erstreckenden Teilstücks (20) mit dem Längsdurchgang (3) entweder eine Öffnung in der Wand des Längsdurchgangs befindet, wobei die Öffnung fast vollständig oder vollständig durch ein Bolzenelement verschlossen wird, oder wobei das Innenende des hohlen Gehäuses durch einen Teil der Wand des Längsdurchgangs (3) verschlossen wird.

2. Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, wobei die den Nebendurchgang definierende Einrichtung aus einem Kunstharz gestaltet ist.

3. Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) und die den Nebendurchgang (3) definierende Einrichtung integral aus einem Kunstharz geformt sind.

4. Luftdurchflußmesser nach Anspruch 1, wobei das Nebenelement (19) den wärmeempfindlichen Widerstand (9) umgibt und darin eine Öffnung aufweist, die einen Teil des Längsdurchgangs (4) bildet.

5. Luftdurchflußmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich zwischen dem Nebenelement (198) und dem genannten Teilstück (20) der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung Verschlußeinrichtungen (36) befinden, wobei der Hohlraum so positioniert ist, daß er einen gasdichten Verschluß zwischen dem Hohlraum und dem Längsdurchgang (4) vorsieht.

6. Luftdurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich in dem Nebenelement (19) ein Durchgang (37) mit geringer Querschnittsfläche befindet, um den Hohlraum (21) mit dem Längsdurchgang (4) zu verbinden.

7. Luftdurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen dem Nebenelement (19) und dem Hohlraum (21) ein ringförmiger Durchgang (38) vorgesehen ist.

8. Luftdurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Nebenelement (19) integral mit der den Nebendurchgang definierenden Einrichtung geformt ist, um ein Teilstück des Längsdurchgangs (4) zu bilden.

9. Luftdurchflußmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Nebenelement (19) oberhalb des wärmeempfindlichen Widerstands (9) mit einem Durchflußmengenregelgitter (39) quer zu dem Nebenluftdurchgang ausgebildet ist, um den Luftstrom durch den Längsdurchgang (4) zu stabilisieren.

10. Luftdurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Durchflußmengenregelgitter (39, 40) oberhalb und unterhalb des wärmeempfindlichen Widerstands (9) integral mit dem Nebenelement (19) ausgebildet sind.

11. Luftdurchflußmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Nebenelement (19) aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gestaltet ist.

12. Luftdurchflußmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) integral mit einem Drosselgehäuse (42) ausgebildet ist, in dem sich ein Drosselventil (43) zur Regelung der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine befindet.