DE10028632B4

DE10028632B4 - Druckerkennungsvorrichtung und Einbauanordnung hierfür

Info

Publication number: DE10028632B4
Application number: DE10028632A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Nishio Kawabe; Tokio Nishio Kohama; Kiyohiko Nishio Watanabe; Yukihiro Kariya Kato; Yoshifumi Kariya Watanabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: FR2795176B1; DE10028632A1; FR2795176A1; US6604424B1

Abstract

Eine Druckerkennungsvorrichtung (1) mit einer Druckeinlaßleitung ist in einem Ansaug-Druckausgleichsbehälter (100) zur Erkennung des Innendrucks des Druckausgleichsbehälters angeordnet. Der Druckausgleichsbehälter weist einen Drosseldurchlaß (20) mit einer Drossel (22) auf, welche in dem Druckausgleichsbehälter entlang einer Strömungsrichtung des Gases zur Erhöhung einer Strömungsgeschwindigkeit des Gases angeordnet ist. Ein Druckeinlaß an einem vorderen Ende der Druckeinlaßleitung ist im Nahbereich der Drossel angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckerkennungsvorrichtung, welche eine Druckeinbringleitung hat, die an Rohr- oder Leitungsbauteilen für Ansaug- und Abgassysteme von Brennkraftmaschinen, beispielsweise einem Ansaug-Druckausgleichsbehälter und einer Abgasleitung angeordnet ist, um einen Druck in den Ansaug- und Abgassystemen zu erkennen, sowie eine Einbauanordnung für eine derartige Druckerkennungsvorrichtung an oder in den Rohr- oder Leitungsbauteilen.
Eine bekannte Einbauanordnung für eine Druckerkennungsvorrichtung J1 ist in den 23A und 23B gezeigt. Bei Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge ist die Erkennung eines Innendrucks in einem Ansaug-Druckausgleichsbehälter (Rohrbauteil) 100 eines Motors EN hauptsächlich aus Gründen der Kraftstoffeinspritzsteuerung notwendig. Von daher wird gemäß 23A die Druckerkennungsvorrichtung J1 an dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 in luftdichter Verbindung angeordnet. Ein Drossel-(Luftdrosselklappen-)gehäuse 101, eine Ansaugleitung 102, ein Luftfilter 103 und der Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 bilden das Ansaugsystem.
23B zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung J1, welche an dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 angeordnet ist. Die Druckerkennungsvorrichtung J1 weist eine Druckkammer 11 auf, an deren Innenwand ein Druckerkennungselement 10 angeordnet ist. Die Druckkammer 11 steht mit einem Innenraum 100a des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 über einen Durchlaß 12a einer Druckeinlaßleitung 12 in Verbindung. Ein abdichtendes Bauteil 13, beispielsweise ein O-Ring, ist dafür vorgesehen, eine luftdichte Verbindung der Druckerken nungsvorrichtung J1 mit dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 herzustellen.
Die Druckerkennungsvorrichtung J1 ist mit dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 durch Schrauben oder eine Verklebung verbunden. Mit dem obigen Aufbau wird Druck in dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 von dem Durchlaß 12a der Druckeinlaßleitung 12 in die Druckkammer 11 eingeführt und hier von dem Erkennungselement 10 erkannt.
Eine Einführleitung 104 für Blow-by-Gas ist bei Brennkraftmaschinen für gewöhnlich mit dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 verbunden. Dies deshalb, um sogenanntes Blow-by-Gas nicht an die Atmosphäre abzuführen, welches im Verbrennungsraum über einen Spalt zwischen Zylinderwand und Kolbenring austritt, wenn eine Kraftstoffmischung in der Brennkammer verbrannt wird, sondern um dieses Gas für eine erneute Verbrennung oder Nachverbrennung in das Ansaugsystem zurückzuführen. In 24A ist eine teilweise auseinandergezogene aufgeschnittene Darstellung des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 dargestellt, wo zu erkennen ist, wie die Einführleitung 104 für das Blow-by-Gas mit der Innenseite des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 in Verbindung steht. Das Blow-by-Gas enthält einen Anteil an Emissionen 105 in Form von Schmutzmaterial, beispielsweise Feuchtigkeit oder Öl.
Das Schmutzmaterial fließt nicht nur in einem gasförmigen Zustand in das Innere des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100, sondern schlägt sich auch im flüssigen Zustand an den Innenwänden des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 nieder. Mit anderen Worten, der Innenraum des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 füllt sich mit dem Schmutzmaterial.
In einem EGR-System (EGR = Exhaust Gas Recirculation = Abgasrückführung), bei welchem ein Teil des Abgases mit der Kraftstoffmischung gemischt wird, um eine Verbrennungstem peratur in der Brennkammer zu verringern, so daß die Ausbildung von NO_x, also Stickoxiden, verringert werden kann, ist eine EGR-Einführleitung ebenfalls mit dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 verbunden, um den Teil des Abgases in den Druckausgleichsbehälter 100 zurückzuführen. Ähnlich wie dies durch die Einführleitung für das Blow-by-Gas erfolgt, wird auch hierdurch Schmutzmaterial in den Druckausgleichsbehälter 100 eingebracht, bewegt sich in diesem bzw. schlägt sich in ihm nieder.
Eine Öffnungs- und Schließbewegung eines Ansaugventils in Abhängigkeit vom Betrieb der Brennkraftmaschine bewirkt, daß Ansaugluft fließt bzw. in seinem Fluß unterbrochen wird, so daß Luftvibrationen oder Druckschwankungen in kurzen Zykluszeiten, d. h., eine Druckpulsation in dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 bzw. der Ansaugleitung auftreten kann. Wie in 24B gezeigt, welche ein Meßergebnis des Innendrucks im Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 zeigt, wenn ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 90 km/h fährt, kann eine Druckpulsation in einem Zyklus von 15 ms und einer Amplitude von 6,7 kPa (Druckschwankung) beobachtet werden.
Die Druckerkennungsvorrichtung J1 steht in luftdichter Verbindung mit dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100, wie in 23B gezeigt. Wenn die Druckpulsation in dem Druckausgleichsbehälter 100 auftritt und sich der Druck von einem niederen Punkt 110 zu einem hohen Punkt 111 ändert, wie in 24B gezeigt, findet eine Luftströmung K1 in Richtung der Druckkammer 11 von dem Innenraum 100a durch den Durchlaß 12a praktisch schlagartig statt, wie in 24C gezeigt.
Dies deshalb, weil, selbst wenn der Druck schlagartig oder sofort von dem niedrigen Punkt 110 zu dem hohen Punkt 111 geändert wird und der gesamte Druck in dem Innenraum 100a des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 hoch wird, dann eine Zeitverzögerung vorhanden ist, bevor der Innendruck in der Druckkammer 11 hoch wird, und in der Druckkammer 11 verbleibt für eine sehr kurze Zeitdauer niedriger Druck, da der Durchlaß 12a zwischen der Druckkammer 11 und dem Druckausgleichsbehälter 100 eng ist. Von daher tritt eine Luftströmung K1 vom Innenraum 100a des Druckausgleichsbehälters 100 mit hohem Druck zu der Druckkammer 11 mit niedrigem Druck über.
Wenn danach der Druck in der Druckkammer 11 hoch geworden ist, erfolgt, wenn der Druck im Innenraum 100a des Druckausgleichsbehälters 100 sich zu einem Punkt 112 gemäß 24B ändert, im Gegensatz zu dem gerade oben diskutierten Phänomen eine Luftströmung K2 in Richtung des Innenraums 100a von der Druckkammer 11 durch den Durchlaß 12a, wie in 24C gezeigt. Gas wird zwischen dem Innenraum 100a und der Druckkammer 11 durch die Luftströmungen K1 und K2 ausgetauscht, welche abwechselnd auftreten.
Gasförmiges Schmutzmaterial 105 und flüssiges Schmutzmaterial 106 im Innenraum 100a des Ansaug-Druckausgleichsbehälters 100 treten durch den Durchlaß 12a der Druckeinlaßleitung 12 ein und schlagen sich an den Innenwänden des Durchlasses 12a und der Druckkammer 11 nieder, haften dort an und sammeln sich. Wenn ein flüssiges Material mit hoher Viskosität, beispielsweise Öl an einer Oberfläche des Druckerkennungselementes 10 anhaftet, wird das Ansprechverhalten des Erkennungselementes 10 langsam, so daß eine genaue Druckerkennung nicht stattfinden kann.
Um dem Eintritt von Schmutzmaterial zu begegnen, sind bereits verschiedene Verfahren und Vorgehensweisen vorgeschlagen worden, so beispielsweise eine Druckerkennungsvorrichtung in Verbindung mit einem Bypassdurchlaß, der so angeordnet ist, daß Ansaugluft nicht von dem Drosselklappen-Hauptdurchlaß zugeführt wird, oder die Druckerkennungsvorrichtung steht mit einem Bypass-Kanal in Verbindung, der so angeordnet ist, daß Ansaugluft für die Leerlaufverbrennung geführt wird, wie in den Veröffentlichungen JP-A-63-229341 , JP-A-2-124440 , JP-A-3-277935 , JP-A-6-129935 und JP-A-6-137984 gezeigt.
Bei diesen bekannten Verfahren muß jedoch nicht nur eine komplizierte Leitungsführung vorgesehen werden, sondern auch das Kraftstoffmischungsverhältnis muß unter Berücksichtigung eines Luftströmungsvolumens in dem Bypass-Kanal gesteuert werden, welches abhängig vom Innendruck in dem Ansang-Druckausgleichsbehälter schwankend ist. Wenn sich weiterhin Schmutzmaterial in dem Bypass-Kanal ansammelt, derart, daß das Luftströmungsvolumen hierin verringert wird, wird die Steuerung des Kraftstoffmischungsverhältnisses noch komplizierter. Es kann der Fall auftreten, daß das Luftströmungsvolumen in dem Bypass-Kanal separat durch eine Luftströmungs-Erkennungsvorrichtung erfaßt werden muß.
In der JP-A-63-295940 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein flüssiges Material (in diesem Falle Wasser), welches eintritt, durch eine elektrische Heizung verdampft und damit beseitigt wird. Bei diesem Verfahren muß demnach eine Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Heizung und ein Schaltkreis hierfür in der Druckerkennungsvorrichtung für die Ansaugleitung vorgesehen werden, was zu einer komplizierten Konstruktion und höheren Kosten führt.
In der JP-U-57-138037 und der JP-U-62-35244 werden Verfahren vorgeschlagen, bei denen eingetretenes Schmutzmaterial in einem Raum oder einer Kammer gesammelt wird, welche separat vorgesehen ist, bevor es in die Druckerkennungsvorrichtung eintreten kann. Die Aufnahmekapazität dieser Kammer hat jedoch einen bestimmten oberen Grenzwert und wenn das angesammelte Volumen von eingetretenem Schmutzmaterial diesen Grenzwert überschreitet, tritt das Schmutzmaterial dennoch in die Druckerkennungsvorrichtung ein.
In der DE 35 04 870 A1 wird eine Vorrichtung zur Druckmessung in von Gas-Festkörpern durchflossenen Rohrleitungen beschrieben. Dabei fließt das komplette Gas-Festkörper Gemisch durch einen Strömungskanal.
In der US 4969354 wird Frischluft vor der Drosselklappe aufgenommen, durch einen geleitet und über Lufteinlässe in die Mischkammer eingeleitet. Dadurch wird verhindert, dass sich Verunreinigungen aus dem Verbrennungsmotor, die aufgrund von Druckschwankungen in das Ansaugrohr gelangen können, in der Druckkammer ansammeln und das Druckmessteil verunreinigen.
In der US 4489595 wird ein Verfahren zur Messung des Druckes im Lufteinlass eines Motors beschrieben. Hierbei wird die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Luftansaugkanal und dem Druck im Lufteinlass des Motors bei geschlossener Drosselklappe gemessen. Hierzu muss über einen Bypass die Rohleitung vor und hinter der Drosselklappe miteinander verbunden werden.
DE 3823449 A1 beschreibt eine Messeinrichtung zur Erfassung des Druckes und der Temperatur eines strömenden Mediums. Hierzu wird eine Messanordnung seitlich an ein Rohr angebracht. Hierbei ist der Einlass bündig mit der Innenwand des Rohres und der Auslass ragt in das Rohr hinein. Durch die so entstandene Engstelle am Auslass wird aufgrund des Strahlpumpeneffekts eine Teilströmung senkrecht zur Hauptströmung abgezweigt und daran Druck und Temperatur gemessen.
JP 60093328 beschreibt ein Messverfahren zur Messung des Druckes der angesaugten Luft in einem Verbrennungsmotor. Hierzu wird eine Detektionsröhre senkrecht in eine Düse zwischen Drosselklappe und Auffangbehälter gesteckt. Mit der Detektionsröhre wird der dynamische Druck der einströmenden Luft in statischen Druck übergeführt, der dann mit einem Drucksensor gemessen wird.
Die oben erwähnten verschiedenen Probleme, so beispielsweise die Notwendigkeit komplizierter Kanäle und Leitungen und die separate Anordnung von Vorrichtung und Schaltkreis für die Luftflußsteuerung treffen auch auf eine Abgas-Druckerkennungsvorrichtung zu, welche an den Leitungsteilen im Abgassystem von Brennkraftmaschinen eingebaut ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Druckerkennungsvorrichtung umfasst, bei der Schmutzpartikel, die in dem Gas (Ansaugluft oder Abgas) enthalten sind, das in dem Ansaug- oder Abgassystem strömt, nicht zu der Druckerkennungsvorrichtung gelangen können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Druckerkennungsanordnung nach Anspruch 1 bzw. 10 bzw. 20, sowie durch eine Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 22. Die jeweiligen Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen zum Inhalt haben.
Durch die Drossel wird ein Teilstrom abgezweigt. Die Form der Drossel sorgt für eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases unmittelbar vor dem Druckeinlass, so dass Schmutzpartikel, welche in dem Gas enthalten sind, sich nicht anlagern können. Im Ergebnis kann das Eindringen des Schmutzmaterials in die Druckerkennungsvorrichtung und eine Anhaftung hiervon unterbunden werden.
Es ist bevorzugt, dass der Druckeinlass auf einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung bezüglich der Drossel gesehen angeordnet ist, besonders bevorzugt 3 bis 50 mm entfernt von der Drossel in Strömungsrichtung des Gases gesehen angeordnet ist, so dass aufgrund der erhöhten Gasströmungsgeschwindigkeit der Eintritt von Schmutz in den Druckeinlass verhindert wird.
Um die erhöhte Gasströmungsgeschwindigkeit zu erreichen, ist die Querschnittsfläche der Gasströmung am Auslass des Drosseldurchlasses größer als die Querschnittsfläche der Drossel, jedoch kleiner als Querschnittsfläche des Einlasses. Genauer gesagt, ein Verhältnis der Querschnittsflächen der Gasströmungen zwischen Drossel, Auslass und Einlass liegt in einem Bereich von 1:5:10 bis 1:50:70. Weiterhin ist bevorzugt, dass eine Länge des Drosseldurchlasses vom Einlass zum Auslass zwischen 10 mm und 100 mm und ein Innendurchmesser der Drossel zwischen 1 mm und 10 mm liegt.
Wenn die Druckeinlassleitung einen vorspringenden Abschnitt hat, der von der Innenwand des Drosseldurchlasses in Richtung einer Innenseite des Drosseldurchlasses zur Positionierung des Druckeinlasses im Inneren des Drosseldurchlasses vorsteht, ist das Eindringen von Schmutzmaterial, welches entlang der Innenwand des Drosseldurchlasses gefördert wird, in den Druckeinlass so gut wie unmöglich.
Bevorzugt beträgt eine Länge des vorspringenden Abschnittes 3 mm bis 15 mm und ein Spalt zwischen dem Druckeinlass und der Drossel in Vorsprungsrichtung der Druckeinlassleitung in den Drosseldurchlass beträgt zwischen 1 mm und 5 mm.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 10 wird eine Druckerkennungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, welche in einem Leitungsbauteil im Ansaug- oder Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordnet ist, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt.
Das Leitungsbauteil kann mit einem Drosseldurchlaß versehen sein. In diesem Fall kann der vorstehende Abschnitt der Druckeinlaßleitung zu einer Innenseite des Drosseldurchlasses vorstehen.
Mit der oben erwähnten zweiten Anordnung oder dem zweiten Aspekt der Erfindung kann der vorstehende Abschnitt der Druckeinlassleitung die Gasströmung aufgrund des abgeschrägten oder schräg verlaufenden Abschnittes, der um einen bestimmten Winkel geneigt ist, sanft zurückhalten oder ablenken. Da weiterhin der Druckeinlass in Richtung stromab der Gasströmung geöffnet ist, ist zusätzlich zu dem schrägen Abschnitt der Eintritt des Gasflusses in den Druckeinlass wirksam eingeschränkt. Der bestimmte Winkel beträgt bevorzugt 10° bis 70°.
Um eine noch weichere (im Sinne von verwirbelungsfrei oder glatt strömend) Ab- oder Umlenkung bzw. Zurückhaltung der Gasströmung zu erhalten, ist es bevorzugt, dass der vorstehende Abschnitt an der stromaufwärtigen Seite der Gasströmung konvex geformt ist, um einen spritzwinkligen Abschnitt mit einem Winkel von 10° bis 70° in Querschnittsrichtung senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlassleitung in das Leitungsbauteil oder den Drosseldurchlass zu bilden.
Ein Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlassleitung in das Leitungsbauteil gesehen, kann auch die Form einer Ellipse mit der langen Achse in Strömungsrichtung des Gases haben. Bevorzugt hat die Ellipse eine Stromlinienform, deren Fläche an der stromabwärtigen Seite der Gasströmung enger ist.
Bevorzugt ist eine Gasströmungsfläche oder ein Gasströmungsquerschnitt an einem Öffnungsabschnitt des Druckeinlasses nicht größer als an irgendeinem anderen Abschnitt der Druckeinlassleitung. Mit anderen Worten, die Gasströmungsfläche an einem Öffnungsabschnitt des Druckeinlasses kann gleich 4/5 bis 1/10 der Gasströmungsquerschnittsfläche der Druckeinlassleitung sein.
Ein Filterelement mit Ventilationsöffnungen kann zum Zurückhalten von Schmutzmaterial innerhalb der Druckeinlassleitung zwischen dem Druckeinlass und dem Druckauslass angeordnet sein.
Wenn wenigstens entweder eine Blow-by-Gas-Einlassleitung oder eine EGR-Einlassleitung mit dem Leitungsbauteil verbunden ist, ist es bevorzugt, dass die Druckeinlassleitung mit dem Leitungsbauteil an einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung bezüglich wenigstens entweder der Blow-by-Gas-Einlassleitung oder der EGR-Einlassleitung verbunden ist.
Gemäß einem weiteren, dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 20 wird eine Druckerkennungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, welche in einem Leitungsbauteil im Ansaug- oder Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt.
Mit dem obigen Aufbau wird der Eintritt der Gasströmung in den Druckeinlass wirksam verhindert, da der Druckeinlass eine lange enge Schlitzform entlang der vorstehenden Richtung oder Vorsprungsrichtung des Vorsprungsabschnittes in das Leitungsbauteil hat.
Gemäß einem weiteren, eigenständigen Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 22 wird eine Druckerkennungsvorrichtung zum Einbau in ein Leitungsbauteil eines Ansaug- oder Abgassystems einer Brennkraftmaschine geschaffen, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt.
Durch den Gegenstand der erfindungsgemäßen Druckerkennungsvorrichtung ist es möglich, Schmutzmaterial, welches in einem Gas enthalten ist, welches in dem Ansaug- oder Abgassystem strömt, an einem Eindringen in eine Erkennungskammer zu hindern.
Bevorzugt ist der Gaseinlass an einer stromaufwärtigen Seite der Gasströmung und ist der Gasauslass an einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung in dem Leitungsbauteil angeordnet, um eine größere Druckdifferenz zwischen Gasein- und -auslass zu erhalten.
Eine Querschnittsfläche der Gasströmung des ersten Durchlasses ist bevorzugt größer als diejenige des zweiten Durchlasses. Genauer gesagt, bevorzugt liegt die Querschnittsfläche der Gasströmung im ersten Durchlaß in einem Bereich von 5 bis 320 mm² und eine Gesamtlänge hiervon liegt in einem Bereich von 5 bis 100 mm und die Querschnittsfläche der Gasströmung im zweiten Durchlaß liegt in einem Bereich von 5 bis 320 mm² und eine Gesamtlänge hiervon in einem Bereich von 1 bis 100 mm.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1A eine Querschnittsansicht einer Einbauanordnung für eine Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B eine Schnittansicht entlang Linie IB-IB in 1A;
2 eine Querschnittsdarstellung durch eine Abwandlung eines Drosseldurchlasses in 1B;
3 eine Querschnittsdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Querschnittsdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A eine Querschnittsdarstellung einer ersten Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5B eine Schnittansicht entlang Linie VB-VB in 5A;
6A eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6B eine Ansicht einer Druckeinlaßleitung in Richtung des Pfeiles D von 6A gesehen;
7A eine Querschnittsdarstellung einer dritten Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7B eine Querschnittsdarstellung entlang Linie VIIB-VIIB in 7A;
8 eine Querschnittsdarstellung durch eine abgewandelte Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9A eine Querschnittsdarstellung einer Basis- oder Grundmodell-Druckeinlaßleitung gemäß der vierten Ausführungsform für einen Simulationstest;
9B eine Ansicht der Druckeinlaßleitung aus Richtung des Pfeiles S1 in 9A;
9C eine Ansicht der Druckeinlaßleitung in Richtung des Pfeiles S2 in 9A;
10A eine Querschnittsdarstellung durch eine Druckeinlaßleitung des Ellipsenmodells gemäß der vierten Ausführungsform für einen Simulationstest;
10B eine Ansicht auf die Druckeinlaßleitung in Richtung eines Pfeiles S1 in 10A;
10C eine Ansicht auf die Druckeinlaßleitung in Richtung eines Pfeiles S2 in 10A;
11A eine Querschnittsdarstellung eines Stromlinienmodells einer Druckeinlaßleitung gemäß der vierten Ausführungsform für einen Simulationstest;
11B eine Ansicht auf die Druckeinlaßleitung in Richtung des Pfeiles S1 in 11A;
11C eine Ansicht auf die Druckeinlaßleitung in Richtung des Pfeiles S2 in 11A;
12A eine Ansicht auf eine Gasströmung als Simulationstestergebnis in der Druckeinlaßleitung ohne abgeschrägten Abschnitt;
12B eine Ansicht auf eine Gasströmung als Simulationstestergebnis in der Druckeinlaßleitung mit abgeschrägtem Abschnitt;
12C eine Ansicht auf die Gasströmung als Simulationstestergebnis an der Druckeinlaßleitung des Basismodells;
12D eine Ansicht auf die Gasströmung als Simulationstestergebnis an der Druckeinlaßleitung des Ellipsenmodells;
12E eine Ansicht auf die Gasströmung als Simulationstestergebnis an der Druckeinlaßleitung des Stromlinienmodells;
13A eine perspektivische Ansicht einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform;
13B eine Querschnittsdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung in Richtung des Pfeiles G oder H in 12A;
14 eine perspektivische Ansicht einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform;
15 eine Querschnittsdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung von 14 in Richtung des Pfeiles I;
16A eine Querschnittsdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16B eine Schnittdarstellung entlang Linie XVIB-XVIB in 16A;
17A eine Querschnittsdarstellung entlang Linie XVIIA-XVIIA in 16B;
17B eine Querschnittsdarstellung entlang Linie XVIIB-XVIIB in 16B;
18 eine Querschnittsdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19A eine Querschnittsdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19B eine Schnittdarstellung entlang Linie XIXB-XIXB in 19A;
20A eine Schnittdarstellung entlang Linie XXA-XXA in 19B;
20B eine Schnittdarstellung entlang Linie XXB-XXB in 19B;
21A eine Schnittdarstellung durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21B eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIB-XXIB in 21A;
22A eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIIA-XXIIA in 21B;
22B eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIIB-XXIIB in 21B;
23A eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß des Standes der Technik;
23B eine Schnittdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung in 23A;
24A eine teilweise auseinandergezogene Darstellung des Inneren eines Ansaug-Druckausgleichsbehälters;
24B eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Druckpulsationen innerhalb des Ansaug-Druckausgleichsbehälters; und
24C eine Schnittdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung zur Veranschaulichung des Gasaustauschs.
1A zeigt eine Schnittdarstellung (Längsschnitt) durch eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 1B zeigt eine Schnittdarstellung entlang Linie IB-IB in 1A. Die Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist in einem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 angeordnet, der ein Leitungsbauteil eines Ansaugsystems einer Brennkraftmaschine EN bildet, d. h., ähnlich wie die Druckerkennungsvorrichtung J1, welche wie in den 23A und 23B dargestellt eingebaut ist. Die Druckerkennungsvorrichtung 1 erhält Druck von der Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 über eine Druckeinlaßleitung 12, welche mit dem Druckausgleichsbehälter 100 verbunden ist.
Gemäß 1A ist ein Drosselgehäuse 101 mit einem Drosselventil 101a (Drosselklappe) ohne Freiraum oder Spalt durch Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben oder dergleichen, mit dem Druckausgleichsbehälter 100 verbunden. Abhängig vom Öffnungsgrad des Drosselventils 101a entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine EN fließt Luft (Ansaugluft), welche für die Verbrennung notwendig ist, in Richtung des Pfeiles Y1.
Der Druckausgleichsbehälter 100 ist in seinem Inneren mit einem Drosseldurchlaß 20 versehen, der sich entlang der Flußrichtung oder Strömungsrichtung Y1 der Ansaugluft erstreckt, d. h., von einer Seite des Drosselventils 101a in Richtung des Druckausgleichsbehälters 100. Ein Teil der Ansaugluft strömt durch den Drosseldurchlaß 20 von einem Einlaß 21 hiervon, wie durch den Pfeil Y2 gezeigt, und fließt aus dem Drosseldurchlaß 20 aus einem Auslaß 23 heraus, wie durch den Pfeil Y3 gezeigt.
Eine Innenwand 24 des Drosseldurchlasses 20, welche aus einem Metall (beispielsweise Aluminium) gefertigt ist, ist einstückig an einer Innenwand des Druckausgleichsbehälters 100 ausgebildet. Ein Abschnitt, wo ein Innendurchmesser des Drosseldurchlasses 20 am kleinsten ist (engste Querschnittsfläche des Drosseldurchlasses 20), ist als eine Drossel 22 ausgebildet. Eine Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft, wie durch die Pfeile Y2 und Y3 gezeigt, erhöht sich aufgrund der Drossel 22 (Bernoullisches hydrodynamisches Theorem).
Ein Druckerkennungselement 10 ist in einer Druckkammer 11 der Druckerkennungsvorrichtung 1 zur Erkennung des Druckes im Druckausgleichsbehälter 100 angeordnet, wobei der Druck über die Druckeinlaßleitung 12 in die Druckkammer 11 geführt wird. Ein Ende der Druckeinlaßleitung 12, welches die Innenwand des Druckausgleichsbehälters 100 durchtritt und einen Druckeinlaß 14 bildet, öffnet sich zur Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 und das andere Ende der Druckeinlaßleitung 12 öffnet sich zu der Druckkammer 11 hin. Die Druckkammer 11 steht mit dem Inneren des Druckausgleichsbehälters 100 über einen Durchlaß 12a der Druckeinlaßleitung 12 in Verbindung. Die Druckkammer 11 und die Druckeinlaßleitung 12 können beispielsweise durch ein Kunststoffgießverfahren gebildet werden.
Die Druckeinlaßleitung 12 ist in die Wand des Druckausgleichsbehälters 100 unter Zuhilfenahme eines Dichtteiles, beispielsweise eines O-Rings (in den 1A und 1B nicht gezeigt) eingesetzt. Die Druckerkennungsvorrichtung 1 ist durch Klebstoffe und Schrauben mit dem Druckausgleichsbehälter 100 im Nahbereich des Drosseldurchlasses 20 in Verbindung und hieran angebaut. Der Druckeinlaß 14 öffnet sich zur Innenseite des Drosseldurchlasses 20 im Nahbereich der Drossel 22 derart, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft unmittelbar vor dem Druckeinlaß 14 ansteigen kann. Der Drosseldurchlaß 20 ist genau unterhalb der Druckerkennungsvorrichtung angeordnet, wenn er von einer Seite des Einlasses 21 her betrachtet wird, wie in 1B gezeigt.
Mit der Einbauanordnung der Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß obigem Aufbau wird der Druck im Druckausgleichsbehälter 100 vom Druckeinlaß 14 über den Durchlaß 12a der Druckeinlaßleitung 12 der Druckkammer 11 zugeführt und hier von dem Druckerkennungselement 10 erfaßt.
Eine Einlaß- oder Einführleitung 104 für Blow-by-Gas ist mit dem Druckausgleichsbehälter 100 in Verbindung, wie bereits eingangs erwähnt. Nicht nur gasförmiges Schmutzgas 105, welches Schmutzmaterial 106 beispielsweise in Form von Feuchtigkeit und/oder Öl enthält und welches von der Einführleitung 104 für das Blow-by-Gas eingebracht wird, gerät in den Druckausgleichsbehälter 100, sondern auch flüssiges oder feuchtes Schmutzmaterial 106, beispielsweise Feuchtigkeit und/oder Öl, welches sich an der Innenwand des Druckausgleichsbehälters 100 niederschlägt und hier anhaftet. Dieses Phänomen tritt auch im Falle einer EGR-Einführleitung 104 auf.
Wenn bei der ersten Ausführungsform ein Teil der Ansaugluft, in den Drosseldurchlaß 20 fließt, wie durch den Pfeil Y2 gezeigt, und aus dem Drosseldurchlaß 20 heraus fließt, wie durch den Pfeil Y3 gezeigt, wird Schmutzgas 105 und Schmutzmaterial 106, welches sich in dem Druckausgleichsbehälter 100 befindet, ausgeblasen, bevor es in die Druckerkennungsvorrichtung von dem Druckeinlaß 14 der Druckeinlaßleitung 12 her eintritt, da die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft im Bereich der Drossel 22 schneller wird. Im Ergebnis wird ein Eintritt von Schmutzmaterial in die Druckerkennungsvorrichtung 1 beschränkt oder unterbunden, so daß die Zuverlässigkeit der Druckerkennungsvorrichtung 1 verbessert werden kann.
Da die Drossel 22 in der Nähe des Druckeinlasses 14 stromabwärts des Drosselventiles 101a angeordnet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit der Luft (Ansaugluft) zu erhö hen, welche von dem Drosselventil 101a her kommt, muß das Schmutzmaterial durch den Druckeinlaß 14 mit höherer Strömungsgeschwindigkeit fließen. Die Struktur ist so kompakt und wirksam, daß der Eintritt des Schmutzmaterials in die Druckerkennungsvorrichtung verhindert werden kann, ohne daß komplizierte Bypassleitungen oder separat angeordnete Erkennungsvorrichtungen vorgesehen werden müssen.
Obgleich der Druckeinlaß 14 der Druckerkennungsvorrichtung 1 beliebig an der stromabwärtigen oder stromaufwärtigen Seite der Drossel 22 angeordnet sein kann, wenn die Positionen nur im Nahbereich der Drossel sind, ist es, da die Drossel 22 eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bewirkt, so daß Schmutzmaterial der Drossel 22 nicht nahe kommen kann, bevorzugt, daß der Druckeinlaß 14, der sich in den Drosseldurchlaß 20 öffnet, an einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft bezüglich der Drossel 22 angeordnet ist (auf Seiten des Auslasses 23). Genauer gesagt, eine Mittelachse der Druckeinlaßleitung 12 ist bevorzugt an einer Stelle etwas entfernt von der Drossel 22 an einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft, beispielsweise 3 bis 50 mm entfernt von der Drossel 22 entsprechend einer Länge L1 gemäß 1A angeordnet.
Um die Strömungsgeschwindigkeit noch wirksamer zu erhöhen, ist es weiterhin bevorzugt, daß die Querschnittsfläche der Gasströmung (Innendurchmesser) des Auslasses 23 größer als diejenige der Drossel 22, jedoch kleiner als des Einlasses 21 ist. Ein Verhältnis der Gasströmungsquerschnittsflächen von Drossel 22, Auslaß 23 und Einlaß 21 liegt bevorzugt in einem Bereich von 1:5:10 bis 1:50:70. Weiterhin ist es bevorzugt, daß eine Länge des Durchlasses 20 vom Einlaß 21 bis zum Auslaß 23 zwischen 10 mm und 100 mm und ein Innendurchmesser des Drosseldurchlasses 20 an der Drossel 22 zwischen 1 mm und 10 mm liegt.
Der Bereich der Abmessungswerte gemäß obiger Erläuterung wird angesichts einer wirksamen Verhinderung des Eintrittes von Schmutzmaterial in die Druckerkennungsvorrichtung bei einem normalen Betrieb oder einer normalen Anwendung der verschiedenen Arten von Brennkraftmaschinen EN und zum Erhalt einer kompakten Einbaustruktur der Druckerkennungsvorrichtung definiert.
Nachfolgend wird eine Abwandlung des Drosseldurchlasses 20 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Querschnittsfläche der Gasströmung des Drosseldurchlasses 20 gemäß 2 hat eine Ellipsenform anstelle der Kreisform von 1B. In dem elliptisch geformten Drosseldurchlaß 20 ist eine Durchlaßwand 24 verlängert oder vergrößert, um die Querschnittsfläche der Gasströmung im Drosseldurchlaß 20 zu erhöhen, so daß das Strömungsvolumen der Ansaugluft zum Ausblasen von Schmutzmaterial noch weiter erhöht werden kann.
Obgleich die obige Ausführungsform als ein Beispiel zum Erkennen des Drucks in einem Ansang-Druckausgleichsbehälter 100 beschrieben worden ist, der ein Leitungsbauteil im Ansaugsystem (Ansaugkrümmer) einer Brennkraftmaschine EN bildet, ist die Einbauanordnung für die Druckerkennungsvorrichtung 1 zur Verhinderung, daß Schmutzmaterial eindringt, indem die Luftströmungsgeschwindigkeit erhöht wird, auch im Falle des Erkennens eines Druckes in einem Leitungsbauteil eines Abgassystems (Abgasleitungen) für die Brennkraftmaschine EN anwendbar.
3 zeigt eine Schnittdarstellung (Längsschnitt) einer Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist im wesentlichen eine Modifikation oder Abwandlung der ersten Ausführungsform. Die Durchlaßwand 24 des Drosseldurchlasses 20 erstreckt sich nur von dem Einlaß 21 zur Drossel 22 und die Drossel 22 bildet in sich gleichzeitig den Auslaß, wie in 3 gezeigt. Der Druckeinlaß 14 zum Einbringen des Druckes in einem Nahbereich der Drossel 22 an einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft und die Luftströmungsgeschwindigkeit unmittelbar vor dem Druckeinlaß 14 können so erhöht werden. Im Ergebnis hat die gleiche Ausführungsform die gleichen funktionellen Effekte wie die erste Ausführungsform, jedoch den Vorteil einer noch kompakteren Struktur zur Vereinfachung der Herstellung.
4 ist eine Schnittdarstellung (Längsschnitt) einer Einbauanordnung für eine Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist wiederum im wesentlichen eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform. Die Druckeinlaßleitung 12 der Druckerkennungsvorrichtung 1 hat einen vorspringenden Abschnitt, der sich von einer inneren Wand des Drosseldurchlasses 20 in Richtung einer Innenseite des Drosseldurchlasses 20 erstreckt, um den Druckeinlaß 14 in der Innenseite des Drosseldurchlasses 20 anzuordnen. Bevorzugt beträgt eine Länge L2 des vorspringenden Abschnittes 3 mm bis 15 mm und ein Spalt L3 zwischen dem Druckeinlaß 14 und der Drossel 22 in Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Drosseldurchlaß 20 beträgt 1 mm bis 5 mm, um eine kompakte Einbauanordnung zu erhalten, mit der wirksam der Eintritt von Schmutzmaterial verhindert werden kann, indem die Luftströmungsgeschwindigkeit erhöht wird.
Bei der dritten Ausführungsform ergibt sich zusätzlich zu dem gleichen Effekt wie in der ersten Ausführungsform der Vorteil, daß es unwahrscheinlich ist, daß Schmutzmaterial entlang der Innenwand des Drosseldurchlasses 20 gefördert und in den Druckeinlaß 14 eingebracht wird. Schmutzgas 105a, welches entlang der Innenwand gefördert oder bewegt wird, kann, obgleich das Schmutzgas 105a von einer stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles 101a relativ wenig vorhanden ist, daran gehindert werden, in den Druckeinlaß 14 einzutreten, was durch den vorspringenden Abschnitt der Druckeinlaßleitung 12 erfolgt.
Die Einbauanordnung der Druckerkennungsvorrichtung von 4 dient dazu, den Eintritt von Schmutzmaterial bis zu einem gewissen Betrag zu verhindern, obgleich der Drosseldurchlaß 20 nicht in dem Druckausgleichsbehälter 100 vorhanden ist und die Druckeinlaßleitung 12 direkt zur Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 vorsteht. Diese Einbauanordnung ohne den Drosseldurchlaß 20 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sehr schwierig wäre, den Drosseldurchlaß in dem Druckausgleichsbehälter 100 auszubilden oder anzuordnen.
Die 5A bis 7B zeigen verschiedene Einbauanordnungen für Druckerkennungsvorrichtungen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vierten Ausführungsform ist der Drosseldurchlaß 20 nicht in dem Druckausgleichsbehälter 100 angeordnet. Die Druckeinlaßleitung 12 steht direkt zur Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 vor und der Druckeinlaß 14 öffnet sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung. Weiterhin sind die Druckeinlaßleitung 12 und/oder der Druckeinlaß 14 derart geformt, daß der Eintritt von Schmutzmaterial in die Druckeinlaßleitung 12 der Druckerkennungsvorrichtung 1 wirksam begrenzt oder verhindert werden kann.
Bei einem ersten Beispiel ist eine Querschnittsansicht einer Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung wie in 5A ausgebildet. 5B zeigt eine Schnittdarstellung entlang Linie VB-VB von 5A. Ein vorspringender Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite der Ansaugluftströmung, der zur Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 vorsteht, ist mit einem geneigten oder schräg verlaufenden Abschnitt 15 versehen, der um einen bestimmten Winkel θ1 (bevorzugt 10° bis 70°) bezüglich der Vorsprungs richtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 geneigt ist. Der Druckeinlaß 14 ist in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluftströmung geöffnet, wie in den 5A und 5B zu sehen ist.
Wenn bei dem ersten Beispiel das Schmutzgas 105a von seiten des Drosselventiles 101a her eingebracht wird, ist es unwahrscheinlich, daß das Schmutzgas 105a in den Druckeinlaß 14 eintritt, da das Schmutzgas 105a entlang des schräg verlaufenden Abschnittes 15 der Druckeinlaßleitung 12 ab- oder umgelenkt wird, wie durch den Pfeil Y4 in 5A gezeigt.
Als zweites Beispiel der vierten Ausführungsform sei nachfolgend die Schnittdarstellung der Einbauanordnung für eine Druckerkennungsvorrichtung gemäß 6A betrachtet. 6B zeigt eine Ansicht der Druckeinlaßleitung in Richtung des Pfeiles D von 6A gesehen.
Beim zweiten Beispiel wird zusätzlich zu dem schräg verlaufenden oder geneigten Abschnitt 15 mit dem Neigungswinkel θ1, wie er im ersten Beispiel gezeigt ist, der vorspringende Abschnitt 15 an der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluftströmung konvex ausgebildet, um einen Abschnitt 16 mit spitzem Winkel zu bilden, der einen Winkel θ2 von 10° bis 70° im Querschnitt bildet (horizontale Fläche in diesem Beispiel), wobei dieser Querschnitt senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 ist. Die Ansaugluft wird ebenfalls in Flächenrichtung (in diesem Beispiel horizontale Fläche) senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 ab- oder umgelenkt, wie durch den Pfeil Y5 in 6B gezeigt. Mit diesem Aufbau ist es noch unwahrscheinlicher, daß das Schmutzgas 105a in den Druckeinlaß 14 im Vergleich zu der Anordnung des ersten Beispiels eintreten kann.
Als drittes Beispiel sei die Schnittdarstellung der Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß 7A betrachtet. 7B zeigt eine Schnittdarstellung entlang Linie VIIB-VIIB in 7A. Die Druckeinlaßleitung 12 hat einen vorspringenden Abschnitt, der teilweise zur Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 vorsteht, um den Druckeinlaß 14 in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluftströmung zu öffnen. Der Druckeinlaß 14 ist nicht in runder Form ausgebildet, sondern in einer langen engen Schlitzform entlang der Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100, so daß die Ansaugluft, welche um die Druckeinlaßleitung 12 herum geführt wird, noch wirksamer daran gehindert wird, in den Druckeinlaß 14 einzutreten.
Die Druckeinlaßleitung 12 bei der vierten Ausführungsform kann sich in den Druckausgleichsbehälter 100 auf einer Seite gegenüberliegend dem Drosselventil 101a bezüglich der Einführleitung 104 für das Blow-by-Gas oder das EGR-Ventil öffnen, wie in 8 gezeigt. In diesem Fall dient die Druckeinlaßleitung 12, wie sie in den ersten und dritten Beispielen gezeigt worden ist, auch dafür, zu verhindern, daß Schmutzmaterial in den Druckeinlaß 14 eintreten kann.
Um den Effekt zu untermauern, der dadurch hervorgerufen wird, daß sich der Druckeinlaß 14 in Richtung der stromabwärtigen Seite der Ansaugluftströmung öffnet, wobei der Winkel θ1 (z. B. 45°) des schräg verlaufenden Abschnittes 15 der Druckeinlaßleitung 12 vorhanden ist, wurden Experimente zum Vergleich der Einbauanordnung gemäß des ersten Beispiels der vierten Ausführungsform gemäß den 5A und 5B mit einer Einbauanordnung gemacht, welche den Drosseldurchlaß 20 gemäß der dritten Ausführungsform, wie in 4 nicht hatten.
Jede der Druckerkennungsvorrichungen 1 mit den jeweiligen Anordnungen wurde in den Ansang-Druckausgleichsbehälter 100 eines Vierzylinder-Direkteinspritzer-Motors mit 2200 ccm eingebaut und beim öffnen und Schließen des Drosselventiles 101a wurde dem Druckausgleichsbehälter 100 Pulver zugeführt. Wenn das Drosselventil 101a voll offen ist, um die Motordrehzahl bei 2000 UpM zu halten, wurde das Pulver zugeführt. Wenn das Drosselventil 101a geschlossen wurde, wurde die Zufuhr von Pulver unterbrochen. Das öffnen und Schließen des Drosselventiles 101a wurde abwechselnd mit einem 10-sekündigen Intervall 3-mal pro Zyklus wiederholt. Nach dem Abschluß von 20 Zyklen wurde die Pulvermenge, welche in die Druckerkennungsvorrichtung eingetreten war, untersucht. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, daß die Eindringmenge des Pulvers in der vierten Ausführungsform ungefähr 1/10 von derjenigen der dritten Ausführungsform betrug.
Um den Effekt der Querschnittsform des vorspringenden Abschnittes der Druckeinlaßleitung 12 zu beweisen, wurde ein Simulationstest an Druckerkennungsvorrichtungen 1 mit den vereinfachten Modellen gemäß den 9A bis 11C durchgeführt. Der Simulationstest war zur Untersuchung, wie jedes Modell wirksam die Ansaugluft umleitet, um die Luftströmung glatt, d. h. möglichst verwirbelungsfrei zu machen.
9A, 10A oder 11A zeigt jeweils eine Schnittdarstellung durch eine Druckeinlaßleitung 12 gemäß des ersten Beispiels der vierten Ausführungsform. 9B, 10B oder 11B zeigt jeweils eine Ansicht in Richtung eines Pfeiles S1 in 9A, 10A oder 11A. 9C, 10C oder 11C ist jeweils eine Ansicht in Richtung eines Pfeiles S2 in den 9A, 10A oder 11A.
Die 9A bis 9C zeigen ein Basismodell einer Druckeinlaßleitung 12 mit kreisförmigem Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100. Die 10A bis 10C zeigen eine Druckeinlaßleitung 12 des elliptischen Modells, bei der der Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 die Form einer Ellipse hat, deren lange Achse oder lange Hauptachse sich in Strömungsrichtung der Ansaugluft erstreckt. Die 11A bis 11C zeigen eine Druckeinlaßleitung 12 des Stromlinienmodells, dessen Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 eine Stromlinien- oder Flügelform hat, deren Fläche an einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluftströmung schmäler oder geringer ist.
Eine Länge L2 eines jeden vorspringenden Abschnittes gemäß 9A beträgt 10 mm und die Luftströmungsgeschwindigkeit beträgt 60 m/s, wenn die Motordrehzahl in einem 2200-ccm-Motor 2000 UpM beträgt, wobei der Druck im Ansaugkrümmer 48 kPa beträgt und das Drosselventil um 5° geöffnet ist.
Der Simulationstest wurde auch an dem Basismodell, dem elliptischen Modell oder dem Stromlinienmodell der Druckeinlaßleitung 12 ohne den geneigten oder schräg verlaufenden Abschnitt 15 mit θ1 durchgeführt.
Die Ergebnisse des Simulationstests sind in den 12A bis 12E gezeigt, wo dargestellt ist, wie die Luftströmung in Richtung des Druckeinlasses 14 an der stromabwärtigen Seite der Luftströmung fließt, nachdem die Luft den vorspringenden Abschnitt getroffen hat. 12A zeigt, wie die Luft unter der Druckeinlaßleitung ohne den schräg verlaufenden Abschnitt 15 fließt, und 12B zeigt, wie die Luft unter der Druckeinlaßleitung mit einem schräg verlaufenden Abschnitt 15 fließt. Dieses Ergebnis des Simulationstests zeigt, daß der schräg verlaufende Abschnitt 15 mit dem Winkel θ1 dazu dient, daß die Luftströmung glatter, d. h. verwirbelungsfreier wird.
Was die Luftströmung senkrecht zu der Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung 12 in den Druckausgleichsbehälter 100 betrifft, so sind die Ergebnisse der Simulationstests der verschiedenen Druckeinlaßleitungen 12 mit dem um θ1 schräg verlaufenden Abschnitt 15 oder ohne den um θ1 schräg verlaufenden Abschnitt 15 in den 12C, 12D und 12E gezeigt. Was diese Testergebnisse betrifft, ist angesichts der geringsten Verwirbelungen in der Luftströmung in Richtung des Druckeinlasses 14 das Stromlinienmodell von 12C das beste und das elliptische Modell von 12D und das Grundmodell gemäß 12E folgen in dieser Reihenfolge.
Wie oben erwähnt, macht das elliptische Modell die Luftströmung glatter, so daß der Eintritt von Schmutzmaterial in den Druckeinlaß wirksamer eingeschränkt wird, wenn das Basis- oder Grundmodell zum Vergleich herangezogen wird. Das Stromlinienmodell macht die Luftströmung noch glatter, so daß der Eintritt von Schmutzmaterial in den Druckeinlaß noch mehr wirksamer eingeschränkt wird, wenn das Ellipsenmodell als Vergleich herangezogen wird.
Wenn die Druckeinlaßleitung 12 des Stromlinienmodells den um θ1 schräg verlaufenden Abschnitt 15 hat, wird die Luft am wirksamsten um den vorspringenden Abschnitt herum geleitet, so daß es höchst unwahrscheinlich ist, daß Schmutzmaterial in den Druckeinlaß 14 eindringen kann.
Obgleich die Druckeinlaßleitung 12 bei der vierten Ausführungsform direkt in den Druckausgleichsbehälter 100 vorsteht und der Drosseldurchlaß 20 nicht vorhanden ist, kann die verschiedenartig geformte Druckeinlaßleitung 12 in den Ansang-Druckausgleichsbehälter 100 vorstehen, der einen derartigen Drosseldurchlaß 20 hat, wobei dies im Nahbereich der Drossel 22 erfolgt, wie in der zweiten Ausführungsform gezeigt, oder kann in den Drosseldurchlaß 20 vorstehen, der in dem Druckausgleichsbehälter 100 und im Nahbereich der Drossel 22 angeordnet ist, wie in den ersten und dritten Ausführungsformen gezeigt.
Die 13A und 13B zeigen eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der fünften Ausführungsform ist die Druckerkennungsvorrichtung 1 der vierten Ausführungsform dafür vorgesehen, Druck in einer Abgasleitung (beispielsweise aus rostfreiem Metall) zu erkennen, d. h. in einem Leitungsbauteil, welches Teil eines Abgassystems der Brennkraftmaschine ist. 13A ist eine perspektivische Ansicht auf eine Druckerkennungsvorrichtung, die in der Abgasleitung angeordnet ist. 13B ist eine Schnittdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung, gesehen in Richtung eines Pfeiles G oder H in 13A.
Gemäß 13A ist die Druckerkennungsvorrichtung 1 luftdicht in einer Abgasleitung 200 nahe der Brennkraftmaschine EN oder in einer Abgasleitung 210 weiter entfernt von der Brennkraftmaschine EN angeordnet.
Abgas fließt in Richtung eines Pfeiles Y in der Abgasleitung 200 oder 210. Eine Druckeinlaßleitung 12 der Druckerkennungsvorrichtung 1 steht teilweise von einer Innenwand der Abgasleitung 200 oder 210 vor und ein Druckeinlaß 14 hiervon öffnet sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Abgasströmung (steht mit dem Rücken zur Abgasströmungsrichtung). Die Einbauanordnung gemäß der obigen Beschreibung dient dazu, den Eintritt von Schmutzmaterial, beispielsweise Feuchtigkeit und Kohlenstoffen, im Abgas 201 in den Druckeinlaß 14 einzuschränken oder zu unterbinden, so daß der Druck in der Abgasleitung 200 oder 210 genau erkannt werden kann. Da eine Temperatur des Abgases 201, welches in der Abgasleitung 210 an einer stromabwärtigen Seite des Abgas(flusses) fließt, geringer ist als in der Abgasleitung 200 an einer stromaufwärtigen Seite des Abgases, ist es bevorzugt, die Druckerkennungsvorrichtung 1 in der Abgasleitung 210 an der stromabwärtigen Seite des Abgases anzuordnen, um ein Überhitzen der Druckerkennungsvorrichtung 1 zu vermeiden.
13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform. 14 ist eine Schnittdarstellung durch die Druckerkennungsvorrichtung, gesehen in Richtung eines Pfeiles I in 13. Die sechste Ausführungsform ist eine Abwandlung der fünften Ausführungsform insofern, als ein Ventiliergasfiler (Filterelement) in einem Zwischenabschnitt der Druckeinlaßleitung 12 angeordnet ist.
Gemäß 14 ist die Druckerkennungsvorrichtung 1 an der Brennkraftmaschine EN durch eine Halterung 2, beispielsweise einen Einbaustab, angeordnet. Ein Gasfilter 30 und ein Schlauch 40 sind in einem mittleren Abschnitt der Druckeinlaßleitung 12 angeordnet, welche mit der Abgasleitung 200 in Verbindung steht. Wie in 15 gezeigt, ist der Gasfilter 30 mit durchlässigen Filterabschnitten 31 bis 34 und einem Gehäuse 35 versehen, welches die Filterabschnitte 31 bis 34 enthält.
Die Filterabschnitte bestehen aus einem Metallfilter 31 und einem Tuchfilter 32, welche übereinander liegen, sowie Befestigungsplatten 33 und 34 mit jeweils einer Durchgangsöffnung, durch welche die Abgase hindurchtreten und mit welchen der Metallfilter 31 und der Tuchfilter 32 befestigt sind. Die Druckeinlaßleitung 12 der Druckerkennungsvorrichtung 1 besteht aus einer Druckeinlaßleitung 12b auf Seiten des Druckeinlasses 14, dem Gehäuse 35, dem Schlauch 40 und einer Druckeinlaßleitung 12c auf Seiten der Druckkammer 11.
Der Aufbau gemäß der sechsten Ausführungsform bringt nicht nur die gleichen Vorteile wie die fünfte Ausführungsform, sondern auch den vorteilhaften Effekt, daß der Eintritt von Schmutzmaterial aufgrund des Gasfilters 30, der Kohlenstoffe oder dergleichen zurückhält, welche zusammen mit dem Abgas 201 in Richtung eines Pfeiles Y6 fließen, beschränkt. Weiterhin dient das Zwischenschalten des Gasfilters 30 dazu, ein Überhitzen der Druckerkennungsvorrichtung 1 zu vermeiden.
Selbst wenn der Gasfilter 30 nicht in dem Gehäuse 35 angeordnet ist und das Gehäuse 35 in der Anordnung gemäß 15 leer ist, kann der Eintritt von Schmutzmaterial aufgrund der Konstruktion der Druckeinlaßleitung 12 mit dem schräg verlaufenden Abschnitt 15 und dem Druckeinlaß 14, der sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Abgasströmungsrichtung in Richtung des Pfeiles Y6 öffnet, verhindert werden.
Die 16A bis 17B zeigen eine Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform. 16A ist eine Schnittdarstellung durch die Einbauanordnung der Druckerkennungsvorrichtung. 16B ist eine Schnittdarstellung entlang einer Linie XVIB-XVIB in 16A. 17A ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XVIIA-XVIIA in 16B und 17B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XVIIB-XVIIB in 16B.
Die siebte Ausführungsform ist im wesentlichen eine Abwandlung der ersten Ausführungsform. Die Druckeinlaßleitung 12 wird gebildet durch einen Verbindungspfad 50, der aufgebaut ist aus einem U-förmigen ersten Durchlaß 53 mit einem Einlaß 51 und einem Auslaß 52, welche als Druckeinlaß 14 mit einer Innenseite des Druckausgleichsbehälters 100 in Verbindung stehen, sowie einem zweiten Durchlaß 53a, dessen eines Ende mit einer Druckkammer 11 und dessen anderes Ende mit einem Abschnitt 55 im mittleren Bereich des U-förmigen ersten Durchlasses 53 in Verbindung steht. Der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 100 wird vom Einlaß 51 oder Auslaß 52 über die ersten und zweiten Durchlässe 53 und 12a der Druckkammer 11 der Druckerkennungsvorrichtung 1 zugeführt und dort von dem Druckerkennungselement 10 erkannt. Die Druckeinlaßleitung 12 oder der Verbindungspfad 50 können einstückig beispielsweise durch Spritzguß hergestellt werden.
Der Einlaß 51 und der Auslaß 52 sind an einander gegenüberliegenden Enden des U-förmigen ersten Durchlasses 53 ausgebildet und öffnen sich zur Innenseite des Drosseldurchlasses 20 in dem Druckausgleichsbehälter 100, und zwar jeweils voneinander entfernt. Der Verbindungspfad 50 ist in luftdichter Verbindung mit einer Wand des Druckausgleichsbehälter 100.
Zumindest der Einlaß 51 ist im Nahbereich der Drossel 22 ähnlich wie in der ersten Ausführungsform angeordnet und der Einlaß 51 und der Auslaß 52 sind parallel zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft angeordnet, welche von seiten des Drosselventiles 101a her strömt. Der Einlaß 51 und der Auslaß 52 können senkrecht zur Strömungsrichtung der Ansaugluft (Richtung von oben nach unten in 16A) angeordnet sein. Der Eintritt von Schmutzmaterial in den Einlaß 51 aufgrund des Drosseldurchlasses 20 kann somit eingeschränkt werden, nämlich ähnlich wie in der ersten Ausführungsform.
Da eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaß 51 und dem Auslaß 52 vorhanden ist, wird ein Teil der Ansaugluft über den Einlaß 51 von dem Druckausgleichsbehälter 100 angesaugt und läuft dann durch den ersten Durchlaß 53 und schließlich wird dieser Teil über den Auslaß 52 wieder in den Druckausgleichsbehälter 100 ausgeblasen. Selbst wenn daher Schmutzmaterial vom Einlaß 51 her in den ersten Durchlaß 53 eintritt, wird das Schmutzmaterial von dem Auslaß 52 ausgestoßen, so daß das Schmutzmaterial höchst unwahrscheinlich in die Druckkammer eintreten kann, in der das Druckerkennungselement 10 angeordnet ist.
Gemäß 17A fließt die Ansaugluft in einer Richtung gemäß des Pfeiles Y7 in den Druckausgleichsbehälter 100. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen einer Position P1 an einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung Y7 und einer Position P2 an einer stromabwärtigen Seite der Luftströmung Y7, welche in dem Moment auftritt, wenn die Luftströmung Y7 abrupt beginnt und wieder anhält, strömt Luft in einer Richtung gemäß des Pfeiles Y8 in dem Verbindungspfad 50. Selbst wenn daher Schmutzmaterial 106, beispielsweise Öl oder dergleichen, in den Verbindungspfad 50 vom Einlaß 51 her eintritt, d. h., zusammen mit der Luft 105a von seiten des Drosselventiles 101a her, tritt das Schmutzmaterial zusammen mit der Luft 105a aus dem Auslaß 52 wieder aus.
Wie oben erwähnt, steht der Verbindungspfad 50 mit der Druckkammer 11 über den zweiten Durchlaß 53a in Verbindung, der sich von der Mitte des zweiten Durchlasses 53 aus erstreckt, um den Druck innerhalb des Druckausgleichsbehälters 100 zu erfassen. Das Schmutzmaterial wird jedoch entlang des zweiten Durchlasses 53 gefördert, und es ist unwahrscheinlich, daß es in den zweiten Durchlaß 53a und in die Druckkammer 11 eintreten kann. Im Ergebnis ist es unwahrscheinlich, daß das Schmutzmaterial 106 sich an der Innenseite der Druckkammer 11 anhaftet, so daß der Druck stets genau erkannt werden kann.
Bevorzugt ist der Einlaß 51 an einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung, welche durch den Betrieb der Brennkraftmaschine EN hervorgerufen wird, angeordnet und der Auslaß 52 ist an einer stromabwärtigen Seite hiervon angeordnet, um eine höhere Druckdifferenz zwischen dem Einlaß 51 und dem Auslaß 52 zu erzeugen, was noch wirksamer ist dahingehend, den Eintritt von Schmutzmaterial zu unterbinden.
Wenn weiterhin der Einlaß 51 und der Auslaß 52 seitlich in einer Richtung von oben nach unten angeordnet sind, wie weiter oben erwähnt, ist es bevorzugt, die Position 55, an der der zweite Durchlaß 53a angeschlossen ist, an dem oberen Durchlaß des U-förmigen ersten Durchlasses 53 anzuordnen, da das Schmutzmaterial wahrscheinlich aufgrund von Schwerkrafteinflüssen an dem unteren Durchlaß des ersten U-förmigen Durchlasses 53a verharrt und in die Druckkammer 11 eintreten kann.
Um den Eintritt von Schmutzmaterial optimal zu unterbinden, ist es bevorzugt, daß die Querschnittsfläche der Luftströmung im Verbindungspfad 50 in einem Bereich von 5 bis 320 mm² liegt. Eine Querschnittsfläche der Luftströmung am Einlaß 51 beträgt bevorzugt gleich oder weniger der Fläche am Auslaß 52. Wenn die Querschnittsfläche der Luftströmung am Auslaß 52 kleiner als die entsprechende Fläche am Einlaß 51 ist, bewirkt vom Einlaß 51 her eintretendes Schmutzmaterial 106 gemäß 17A einen Rückdruck oder- stau am Auslaß 52, so daß das Schmutzmaterial ohne vorher aus dem Auslaß 52 austreten zu können, in den ersten Durchlaß 53 zurückgezogen wird.
Die Länge des ersten Durchlasses 53 beträgt bevorzugt 5 bis 100 mm. Weiterhin ist es bevorzugt, daß eine Querschnittsfläche der Luftströmung des zweiten Durchlasses 53a in einem Bereich von 5 bis 320 mm² liegt und eine Länge (siehe 16B) des zweiten Durchlasses 53a 1 bis 100 mm beträgt. Weiterhin ist die Querschnittsfläche der Luftströmung des ersten Durchlasses 53 stets größer als diejenige des zweiten Durchlasses 53a. Wenn der zweite Durchlaß 53a enger gemacht wird, wird die Eintrittswahrscheinlichkeit von Schmutzmaterial 106 in die Druckkammer 11 verringert.
Um weiterhin den Eintritt von Schmutzmaterial, welches entlang der Wand des Druckausgleichsbehälters 100 gefördert wird, in den ersten Durchlaß 53 zu beschränken, ist es bevorzugt, daß die beiden Enden des ersten Durchlasses 53 (Einlaß 51 und Auslaß 52) zur Innenseite des Druckaus gleichsbehälters 100 vorstehen, wobei die Länge des Vor- oder Überstandes gemäß 16B zwischen 1 und 15 mm beträgt.
Eine achte Ausführungsform, welche eine Abwandlung der siebten Ausführungsform ist, ist in 18 gezeigt. Bei der achten Ausführungsform ist der Drosseldurchlaß 20 nicht in dem Druckausgleichsbehälter 100 vorgesehen und der Einlaß 51 und der Auslaß 52 öffnen sich direkt in den Druckausgleichsbehälter 100, jedoch nicht in den Drosseldurchlaß 20. Der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 100 wird der Druckkammer 11 der Druckerkennungsvorrichtung 1 über den Verbindungspfad 50 zugeführt, der die Druckeinlaßleitung 12 gemäß den 16A bis 17B bildet. Der Querschnitt der Druckerkennungsvorrichtung 1 bei der achten Ausführungsform ist der gleiche wie in den 16B, 17A und 17B. Bei der achten Ausführungsform sind eine komplizierte Vorrichtung und ein separater Kreis für die Luftströmungssteuerung nicht notwendig. Weiterhin kann ohne Verwendung des Drosseldurchlasses 20 der Eintritt von Schmutzmaterial in dem Gas im Druckausgleichsbehälter unterbunden oder eingeschränkt werden.
Bei der Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform ist es weiterhin bevorzugt, daß der Einlaß 51 an einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung und der Auslaß 52 an einer stromabwärtigen Seite hiervon angeordnet ist, wie bereits in der siebten Ausführungsform beschrieben, um die höhere Druckdifferenz zwischen Einlaß 51 und Auslaß 52 zu erzeugen. Die bevorzugten Abmessungsbeschränkungen, welche in der siebten Ausführungsform beschrieben worden sind, sind auch bei der achten Ausführungsform anwendbar.
Die 19A bis 20B zeigen eine neunte Ausführungsform, welche eine Abwandlung der achten Ausführungsform ist. Bei der neunten Ausführungsform ist der U-förmige er ste Durchlaß 53 nicht durch einstückiges Spritzgießen mit dem zweiten Durchlaß 53a ausgebildet, sondern durch einen flexiblen Gummischlauch, der separat von dem zweiten Durchlaß 53a ist. 19A ist eine Schnittdarstellung der Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform. 19B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XIXB-XIXB in 19A, 20A ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XXA-XXA in 19B und 20B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XXB-XXB in 19B.
Die Druckerkennungsvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform ist insbesondere dann anwendbar, wenn der Einbau eines Verbindungspfades 50 (erster Durchlaß 53) in dem Druckausgleichsbehälter 100 in Form eines Kunststoffbauteiles schwierig ist oder wenn eine herkömmliche Druckerkennungsvorrichtung, welche den Verbindungspfad 50 nicht hat, abgewandelt werden soll, um die gleichen Effekte wie in der achten Ausführungsform zu erzielen. Der erste Durchlaß 53 kann mit dem zweiten Durchlaß 53a beispielsweise durch ein nicht gezeigtes Verbindungsbauteil verbunden werden.
Die 21A bis 22B zeigen eine zehnte Ausführungsform, welche eine weitere Abwandlung der achten Ausführungsform darstellt. 21A ist eine Schnittdarstellung der Einbauanordnung einer Druckerkennungsvorrichtung. 21B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIB-XXIB in 21A. 22A ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIIA-XXIIA in 21B. 22B ist eine Schnittdarstellung entlang Linie XXIIB-XXIIB in 21B.
Bei der zehnten Ausführungsform ist der erste Durchlaß 53 des Verbindungspfades 50 durch eine Leitung oder Röhre gebildet, bei der eine Innenseite hiervon unterteilt ist, um einen U-förmigen Durchlaß zu bilden. Die zehnte Ausführungsform hat eine kompaktere Anordnung des Verbindungspfa des 50, jedoch die gleichen wirksamen Effekte wie die achte Ausführungsform.
Die Einbauanordnung für die Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß der neunten oder zehnten Ausführungsform kann wie in der siebten Ausführungsform gezeigt den Drosseldurchlaß 20 in dem Druckausgleichsbehälter 100 haben.
Weiterhin kann in den ersten bis zehnten Ausführungsformen die Einbauanordnung der Druckerkennungsvorrichtung 1 oder die Druckerkennungsvorrichtung 1 selbst nicht nur bei dem Ansaug-Druckausgleichsbehälter 100 angewendet werden, sondern auch bei dem Abgassystem 200 oder 210. Mit anderen Worten, die Druckerkennungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann an sämtlichen Leitungsbauteilen angeordnet werden, welche das Ansaug- oder Abgassystem von Brennkraftmaschinen bilden oder ein Teil hiervon sind.
Beschrieben wurde eine Druckerkennungsvorrichtung mit einer Druckeinlaßleitung, welche in einem Ansaug-Druckausgleichsbehälter zur Erkennung des Innendrucks des Druckausgleichsbehälters angeordnet ist. Der Druckausgleichsbehälter weist einen Drosseldurchlaß mit einer Drossel auf, welche in dem Druckausgleichsbehälter entlang einer Strömungsrichtung des Gases zur Erhöhung einer Strömungsgeschwindigkeit des Gases angeordnet ist. Ein Druckeinlaß an einem vorderen Ende der Druckeinlaßleitung ist im Nahbereich der Drossel angeordnet.

Claims

Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine, mit: einem Leitungsbauteil (100, 200, 210) im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt, einem Drosselventil (101a), das im Leitungsbauteil (100, 200, 210) angeordnet ist und die Menge der Gasströmung, die durch das Ansaugsystem fließt, kontrolliert, einem Drosseldurchlass (20), der in dem Leitungsbauteil (100, 200, 210) auf der stromabwertigen Seite des Drosselventils (101a) angeordnet ist, so dass ein Teil des Gases nach dem Passieren durch das Drosselventil (101a) durch den Drosseldurchlass (20) fließt, wobei der Drosseldurchlass (20) mit einer Innenwand (24) versehen ist, welche sich entlang einer Strömungsrichtung des Gases erstreckt, um eine Drossel (22) zum Erhöhen einer Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu bilden, und einer Druckerkennungsvorrichtung (1) mit einer Druckkammer (11), einem Druckerkennungselement (10), welches in der Druckkammer (11) angeordnet ist, und einer Druckeinlassleitung (12), um ein Teil des Gases, welches durch das Leitungsbauteil (100, 200, 210) strömt, in die Druckkammer (11) einzuführen, wobei ein Druckeinlass (14) der Druckeinlassleitung (12) im Nahbereich der Drossel (22) angeordnet ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Druckeinlaß (14) auf einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung bezüglich der Drossel (22) gesehen angeordnet ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, wobei der Druckeinlaß (14) 3 bis 50 mm entfernt von der Drossel (22) in Strömungsrichtung des Gases gesehen angeordnet ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drosseldurchlaß (20) einen Einlaß (21) und einen Auslaß (23) derart aufweist, daß die Drossel (22) zwischen dem Einlaß und dem Auslaß in dem Drosseldurchlaß angeordnet ist, wobei eine Querschnittsfläche der Gasströmung im Auslaß größer als derjenige der Drossel, jedoch kleiner als derjenige des Einlasses ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, wobei ein Verhältnis der Querschnittsflächen der Gasströmung zwischen Drossel (22), Auslaß (23) und Einlaß (21) in einem Bereich von 1:5:10 bis 1:50:70 liegt.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Länge des Drosseldurchlasses (20) vom Einlaß (21) zum Auslaß (23) zwischen 10 mm und 100 mm und ein Innendurchmesser der Drossel (22) zwischen 1 mm und 10 mm liegt.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Druckeinlaßleitung (12) einen vorspringenden Abschnitt hat, der von der Innenwand (24) in Richtung einer Innenseite des Drosseldurchlasses (20) zur Positionierung des Druckeinlasses (14) im Inneren des Drosseldurchlasses vorsteht.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, wobei eine Länge des vorspringenden Abschnittes 3 mm bis 15 mm beträgt und ein Spalt zwischen dem Druckeinlaß (14) und der Drossel (22) in Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung (12) in den Drosseldurchlaß (20) zwischen 1 mm und 5 mm beträgt.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Druckeinlaß (14) sich in Stromabwärtsrichtung der Gasströmung öffnet.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine, mit: einem Leitungsbauteil (100, 200, 210) im Ansaug- oder Abgassystem der Brennkraftmaschine, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt, und einer Druckerkennungsvorrichtung (1) mit einer Druckkammer (11), einem Druckerkennungselement (10), welches in der Druckkammer (11) angeordnet ist, und einer Druckeinlassleitung (12) mit einem Druckeinlass (14) und einem Druckauslass, wobei die Druckeinlassleitung (12) auf Seiten des Druckeinlasses (14) mit dem Leitungsbauteil (100, 200, 210) und auf Seiten des Druckauslasses mit der Druckkammer (11) verbunden ist, so dass ein Innendruck des Leitungsbauteiles in das Druckerkennungselement (10) eingeführt und dort erkannt werden kann, wobei die Druckeinlassleitung (12) einen vorspringenden Abschnitt hat, der teilweise zu einer Innenseite des Leitungsbauteiles (100, 200, 210) vorsteht, und der Druckeinlass (14) am vorspringenden Abschnitt so geformt ist, dass der Druckeinlass (14) sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung öffnet, und wobei der vorspringende Abschnitt an der stromaufwärtigen Seite der Gasströmung mit einem schräg verlaufenden Abschnitt (15) versehen ist, der um einen bestimmten Winkel (θ1) bezüglich der Vorsprungsrichtung der Druckeinlassleitung (12) in das Leitungsbauteil (100, 200, 210) geneigt ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, wobei der bestimmte Winkel (θ1) zwischen 10 und 70 Grad liegt.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, wobei der vorstehende Abschnitt an der stromaufwärtigen Seite der Gasströmung konvex geformt ist, um einen spitzwinkligen Abschnitt (16) mit einem Winkel (θ2) von 10 bis 70 Grad in Querschnittsrichtung senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung (12) in das Leitungsbauteil (100; 200; 210) zu bilden.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung in das Leitungsbauteil (100; 200; 210) gesehen die Form einer Ellipse mit der langen Achse in Strömungsrichtung des Gases hat.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, wobei die Ellipse eine Stromlinienform hat, deren Fläche an der stromabwärtigen Seite der Gasströmung enger ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, wobei ein Querschnitt des vorspringenden Abschnittes senkrecht zur Vorsprungsrichtung der Druckeinlaßleitung in den Drosseldurchlaß (20) gesehen die Form einer Ellipse hat, deren lange Achse in Strömungsrichtung des Gases verläuft.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei eine Gasströmungsfläche in einem Öffnungsabschnitt des Druckeinlasses (14) nicht größer als irgendein anderer Abschnitt der Druckeinlaßleitung (12) ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei wenigstens entweder eine Blow-by-Gas-Einlaßleitung oder eine EGR-Einlaßleitung (104) mit dem Leitungsbauteil (100) zum Zurückführen zumindest eines Teiles des Gases verbunden ist, wobei weiterhin die Druckeinlaßleitung (12) mit dem Leitungsbauteil an einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung bezüglich wenigstens entweder der Blow-by-Gas-Einlaßleitung oder der EGR-Einlaßleitung verbunden ist.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, weiterhin mit: einem Filterelement (30) mit Ventilationsöffnungen innerhalb der Druckeinlaßleitung (12) zwischen dem Druckeinlaß (14) und dem Druckauslaß.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Druckeinlaßleitung (12) einen ersten Durchlaß (53) mit einem Gaseinlaß (51) und einem Gasauslaß (52) an einander entgegengesetzten Enden hiervon und einen zweiten Durchlaß (53a) aufweist, der an einem Ende mit dem ersten Durchlaß zwischen dem Gaseinlaß und dem Gasauslaß und mit dem anderen Ende mit der Druckerkennungsvorrichtung verbunden ist, so daß der Gaseinlaß und der Gasauslaß des ersten Durchlasses den Druckeinlaß (14) bilden und das andere Ende der zweiten Leitung den Druckauslaß bildet, wobei weiterhin ein Teil des in dem Leitungsbauteil (100; 200; 210) strömenden Gases an dem ersten Durchlaß vorbei geführt wird und von dem Gaseinlaß zu dem Gasauslaß aufgrund einer Druckdifferenz zwischen Gaseinlaß und Gasauslaß strömt.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine, mit: einem Leitungsbauteil (100, 200, 210) im Ansaug- oder Abgassystem der Brennkraftmaschine, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt, und einer Druckerkennungsvorrichtung (1) mit einer Druckkammer (11), einem Druckerkennungselement (10), welches in der Druckkammer (11) angeordnet ist, und einer Druckeinlassleitung (12) mit einem Druckeinlass (14) und einem Druckauslass, wobei die Druckeinlassleitung (12) auf Seiten des Druckeinlasses (14) mit dem Leitungsbauteil (100, 200, 210) und auf Seiten des Druckauslasses mit der Druckkammer (11) verbunden ist, so dass ein Innendruck des Leitungsbauteiles in das Druckerkennungselement (10) eingeführt und dort erkannt werden kann, wobei die Druckeinlassleitung (12) einen vorspringenden Abschnitt hat, der teilweise zu einer Innenseite des Leitungsbauteiles (100, 200, 210) vorsteht, und der Druckeinlass (14) am vorspringenden Abschnitt so geformt ist, dass der Druckeinlass (14) sich in Richtung einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung öffnet, und wobei der Druckeinlass (14) eine lange enge Schlitzform entlang der Vorsprungsrichtung des vorspringenden Abschnittes in das Leitungsbauteil (100, 200, 210) bildet.
Druckerkennungsanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, wobei wenigstes entweder eine Blow-by-Gas-Einlaßleitung oder eine EGR-Einlaßleitung (104) mit dem Leitungsbauteil (100) zum Zurückführen zumindest eines Teiles des Gases verbunden ist, wobei weiterhin die Druckeinlaßleitung (12) mit dem Leitungsbauteil an einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung bezüglich wenigstens entweder der Blow-by-Gas-Einlaßleitung oder der EGR-Einlaßleitung verbunden ist.
Druckerkennungsvorrichtung (1) zum Einbau in ein Leitungsbauteil (100, 200, 210) eines Ansaug- oder Abgassystems einer Brennkraftmaschine, in welchem ein Gas abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine strömt, mit: einer Druckkammer (11), einem Druckerkennungselement (10), welches in der Druckkammer (11) angeordnet ist, einem ersten Durchlass (53) mit einem Gaseinlass (51) an einem Ende davon und einem Gasauslass (52) am anderen Ende davon, wobei sich der Gaseinlass (51) und der Gasauslass (52) zu einer Innenseite des Leitungsbauteiles (100, 200, 210) hin öffnen, und einem zweiten Durchlass (53a), der mit einem Ende mit dem ersten Durchlass (53) zwischen dem Gaseinlass (51) und dem Gasauslass (52) verbunden ist, und der mit dem anderen Ende mit der Druckkammer (11) verbunden ist, so dass ein Teil des in dem Leitungsbauteil (100, 200, 210) strömenden Gases von dem Gaseinlass (51) zu dem Gasauslass (52) aufgrund einer Druckdifferenz zwischen Gaseinlass (51) und Gasauslass (52) strömt, wobei ein Innendruck des Leitungsbauteiles (100, 200, 210) in das Druckerkennungselement (10) eingeführt und dort erkannt werden kann.
Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Gaseinlaß (51) an einer stromaufwärtigen Seite der Gasströmung und der Gasauslaß (52) an einer stromabwärtigen Seite der Gasströmung in dem Leitungsbauteil (100; 200; 210) angeordnet ist.
Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei eine Querschnittsfläche der Gasströmung des ersten Durchlasses (53) größer als diejenige des zweiten Durchlasses (53a) ist.
Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei eine Querschnittsfläche der Gasströmung im ersten Durchlaß (53) in einem Bereich von 5 bis 320 mm² und eine Gesamtlänge hiervon in einem Bereich von 5 bis 100 mm liegt und wobei die Querschnittsfläche der Gasströmung im zweiten Durchlaß (53a) in einem Bereich von 5 bis 320 mm² und eine Gesamtlänge hiervon in einem Bereich von 1 bis 100 mm liegt.