[发明专利]气体传感器保护罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体传感器用双保护罩，属于气体传感器设备技术领域。

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电气零件，其安装在发动机的排气系统中，根据空燃比的变化，输出信号给中央控制模块（ECU），实现对发动机的闭环控制。发动机排放闭环控制搭配合适的催化器，被证明是减少尾气中有害成分的有效方法。

车辆在实际使用过程中，排气管内可能会有少量积水。在发动机刚开始工作时，积存的水会冲击到氧传感器的被加热的陶瓷感应元上，而导致陶瓷感应元产生裂纹或微裂纹，这些裂纹或微裂纹会引起传感器的功能失效。为了避免这种失效模式的发生，实际使用过程中，往往不对传感器进行全功率加热，而是采用相对比较低的加热功率，使传感器的温度处于一个即使遭受水冲击也不会产生裂纹的温度，以保护传感器，等到确信排气管中没有水后，才对传感器进行全功率加热。目前这个温度一般在300℃左右，然而在该温度下传感器还不能有效工作。对发动机的排放研究表明，发动机刚开始工作阶段排放的有害成分HC、CO、NOx的量是最大的。如何使得氧传感器在一开始阶段就处于工作状态，以减少初始阶段有害废气的排放，成为氧传感器设计中必须考虑的问题。

如图1所示的双保护罩，为公知的一种设计结构。通过激光焊接结构A10将内保护罩A1和外保护罩A2同时焊接到传感器座A5上。由于采用了双层保护，可有效降低陶瓷感应元A6遭受水冲击的风险。然而在实际制造过程中，由于要焊透两层金属，才能进一步将保护罩与传感器座焊接在一起，需要的焊接设备的功率比较大，这增加了设备的投入和使用过程中的能源消耗。陶瓷感应元的一端A61置于废气中，用于感知废气中氧浓度的变化的另一端A62必须置于清洁的环境中提供参考气氛，因而传感器设计中必须解决传感器废气侧与参考侧密封的问题。一种公知的方法是采用滑石作为密封填料，两端采用陶瓷衬套A4、陶瓷衬套A7作为边界，进行密封。滑石填料必须被压实才能提供可靠的密封，因而在装配过程中陶瓷衬套A4、陶瓷衬套A7会受到一个比较大的轴向力。靠近废气侧的陶瓷衬套A4如果直接与传感器座内台阶接触，该陶瓷衬套容易碎裂，增加产品失效的潜在风险。一般的方法是在传感器座台阶上设置硬度比较小的金属垫圈A3，用以减小陶瓷衬套碎裂的风险。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种气体传感器保护罩。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

气体传感器保护罩，包括外保护罩和内保护罩，特点是：所述外保护罩通过焊接与传感器座连接固定，内保护罩尾端的扩口结构由陶瓷衬套压持而固定于传感器座内，内保护罩前端从传感器座中伸出，内保护罩前端伸出部分与外保护罩头部之间相互接触配合。

进一步地，上述的气体传感器保护罩，其中，所述内保护罩尾端与传感器座之间为过盈配合，内保护罩前端伸出部分与外保护罩头部之间为过渡配合。

更进一步地，上述的气体传感器保护罩，其中，所述内保护罩前端伸出部分与外保护罩头部之间的配合面是圆柱面或圆面。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明新型结构的双保护罩，只需要将外保护罩焊接到传感器座上，因而可采用功率比较低的焊接设备，降低制造过程中对激光焊接设备功率的要求；同时内保护罩从传感器座伸出，阻挡其继续伸出的扩口结构，被内部的陶瓷衬套所压持，避免了陶瓷衬套的碎裂，同时实现对内保护罩的有效固定。不但制造工艺简单，而且结构更可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：现有技术中气体传感器保护罩的结构示意图；

图2：本发明气体传感器保护罩的结构示意图；

图3：本发明气体传感器保护罩的另一种结构的示意图。

具体实施方式

如图2所示，气体传感器保护罩，包括外保护罩B2和内保护罩B1，外保护罩B2通过激光焊接与传感器座B5连接固定，形成焊缝B201，内保护罩尾端的扩口结构B101由陶瓷衬套B4压持而固定于传感器座B5内，内保护罩前端从传感器座中伸出，内保护罩前端伸出部分B103与外保护罩头部B202之间相互接触配合。内外保护罩主体部分通过装配配合而形成气体的交换流通通路。

其中，内保护罩尾端与传感器座B5之间为过盈配合，以满足装配过程的需要，内保护罩前端伸出部分B103与外保护罩头部B202之间为过渡配合；内保护罩前端伸出部分B103与外保护罩头部B202之间的配合面是相对较长的圆柱面或金属壁厚的圆面。