[发明专利]气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机用电气零件，具体涉及一种气体传感器。

背景技术

气体传感器，如氧传感器是发动机管理系统中的重要部件，其安装在 内燃机的排气系统中，用于感知废气中氧气的浓度，实现对污染物的排放 控制。氧传感器安装在发动机的排气系统中，工作环境比较恶劣，寿命期 内所承受的温度和机械应力都比较高，因此，稳定可靠的机械设计成为氧 传感器的设计能否成功的关键。

现有的Nernst原电池型氧传感器，在内电极需要提供一个标准的参考 腔，一般为大气。参考腔内的标准参考气体的氧分压必须始终保持一致， 对于大气来说，就是要保证大气清洁并能够与新鲜空气发生气体交换，否 则，将导致传感器的信号偏移。常用的做法是将该参考腔密封，并通过导 线连接到比较清洁的区域，通过气体的热胀冷缩实现与外界的气体交换。 在传感器内部形成一个密封腔，必须解决密封腔与废气的密封问题。常用 的做法是采用耐高温的无机非金属材料，并通过一定的结构将其压实，从 而实现密封。如图1所示，施加在保护套251上的轴向力，通过陶瓷衬套 252可传递给耐高温密封材料254。被压紧的密封材料254可有效防止废气 泄漏到密封腔。为了保证该密封的有效性，必须保证氧传感器的密封材料 254在寿命期内都能保证密封。因此，在所施加的轴向力撤销后，也必须保 证密封材料254仍处于压缩状态。一般在传感器座253外表面设置一定的 凹槽，通过铆压保护套251，在保护套251内表面形成凸起，实现将保护套 251固定在传感器座253上，从而保证被压紧的密封材料254不会变松，满 足寿命期内对密封性的要求。

然而这种实现形式需要保护套251，而且为了保证密封材料254在寿命 期内都处于压缩状态，对保护套251的铆压工艺的控制比较复杂，对传感 器座253的尺寸精度要求也比较高。

由于氧传感器中用于感知氧气浓度的陶瓷体需要在高温下工作，如何 将高温陶瓷与金属端子之间实现可靠的连接成为氧传感器的设计过程中必 须解决的问题。

美国专利说明书US006082175A(公开日2000年7月4日)公开了一种 气体传感器，如图2所示，高温陶瓷150通过金属端子153与导线152实 现电气和机械连接。高温陶瓷150上的电极151与金属端子153实现连接， 带有凹槽的两个陶瓷件154可以将金属端子153盖住，从而实现金属端子 153与固定件155绝缘。固定件155有一个U型结构，可以将两个陶瓷件 154夹住。金属端子153与高温陶瓷150上的电极151连接时，需要采用专 用工装将具有U型结构的固定件155的口部撑开，使得两个陶瓷件154彼 此可以分开一定的距离，然后才能顺利将高温陶瓷150上的电极151置于 金属端子153之间，完成上述动作后，使专用工装退出固定件155的口部， 固定件155将两个陶瓷件154牢牢夹注，固定于两个陶瓷件154上的金属 端子153紧紧地压在高温陶瓷150的电极151上，实现电气和机械连接。

这种结构的气体传感器，一方面安装制造成本比较高，另一方面零件 比较多，无法实现尺寸结构的小型化。

目前中国的摩托车年产量超过2000万辆，而大部分仍采用化油器结构， 其对环境造成的污染不容忽视，对摩托车的排放进行控制势在必行。氧传 感器作为发动机管理系统中的一个关键零件，对于摩托车管理系统也是必 需的。由于摩托车行业对价格的敏感性且具有其自身独有的特点，专门为 摩托车开发出一款氧传感器成为市场的强烈需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种气体传感器，它可满足小型化要 求，并且成本低。

为解决上述技术问题，本发明气体传感器的技术解决方案为：

包括短传感器、弹簧卡箍、线束组件；

短传感器至少包括金属传感器座、陶瓷传感元；传感元置于传感器座 的中央；

线束组件至少包括金属保护套、陶瓷弹簧座、接触弹簧；保护套内设 有若干对接触弹簧，接触弹簧固定于弹簧座上，每对接触弹簧彼此相对固 定；

传感元底端的接触盘置于所述接触弹簧之间，接触盘与接触弹簧直接 接触，实现电气连接；

弹簧卡箍置于线束组件内，用于固定弹簧座。

所述传感器座与参考侧衬套相配合的内壁上设有不少于两个凸点，用 于固定参考侧衬套。

本发明可以达到的技术效果是：