CN103558277A - 内燃机用氧传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机用氧传感器，传感器外筒的导线出口端内设置有筒形的PTFE薄膜和弹性组合体，PTFE薄膜套于弹性组合体外，传感器导线穿过弹性组合体并至少有一处与弹性组合体的橡胶件接触，弹性组合体的中间区域设置有组合体透气孔，组合体透气孔与传感器的参考腔连通；导线出口端的侧壁开有至少一个透气孔，透气孔的每一侧至少有一道铆压痕迹，铆压痕迹位于透气孔的两侧。通过一次铆压实现对导线出口端的密封和设置防水透气薄膜的功能，相比现有技术，减少了零件数量，降低了零件精度，简化了封装工艺，推动了氧传感器封装工艺的发展。铆压形成两道铆压痕迹，通过一次铆压实现，也可两次铆压，分别形成两道铆压痕迹。

Description

内燃机用氧传感器

技术领域

本发明涉及一种内燃机用氧传感器。

背景技术

氧传感器用于发动机闭环控制，从而确保车辆在寿命期内HC、CO以及NOx的排放满足法规要求。这对降低车辆的污染物排放，减少对环境的污染，都起到了至关重要的作用。氧化锆氧传感器利用了氧化锆的固体电解质特性，即氧化锆在高温下对氧离子具有导电性，这样当氧化锆两侧的氧气浓度，即氧分压不同时，就会发生氧离子从一侧迁移到另一侧的效应，从而产生出一个电压信号。具体来说，氧化锆的这种氧离子导电特性可用能斯特方程来表示：                                               

其中，R为理想气体常数；F为法拉利常数；T为绝对温度；PO″为测量废气的氧分压，PO′为标准参考气体的氧分压。

从工作原理看，需要给氧传感器提供一个氧气浓度确定的标准参考气体，一般来说采用清洁的空气。

对于依靠清洁的空气作为参考氧分压工作的氧传感器，必须保证参考腔空气的清洁。然而由于氧传感器设计的原因或由于参考腔存在污染物，参考腔的空气容易受到污染，而表现为氧分压下降，导致氧传感器的信号失真，废气有害物质排放超标。

为了避免此缺陷，一种公知的结构是：传感器的外筒外面设置有PTFE薄膜，PTFE薄膜外设置有金属护套，外筒和金属护套上都设置有透气孔，通过在透气孔的两侧形成两道铆压痕迹，可以封闭透气薄膜与内外金属护套之间的间隙，这样只留下内外金属护套的透气孔和PTFE薄膜的通道，由于PTFE薄膜防水透气，在参考腔受到污染后，通过PTFE薄膜的呼吸功能将参考腔空气与新鲜大气进行交换，从而可保证参考腔的氧分压始终保持与大气一致，同时可以避免水及其他液体侵入参考腔。该方法需要精确控制对金属套的铆压，铆压力过大容易压坏PTFE薄膜，铆压力过小，又不能满足封闭参考腔的要求，同时该方法需要两层金属套，实现成本高。对导线的出口端，一般通过设置橡胶件，并再次对外筒进行铆压的方法实现对导线出口端的密封。由此可见，该设计方案既复杂又难以实现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种内燃机用氧传感器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

内燃机用氧传感器，特点是：传感器的外筒的导线出口端内设置有筒形的PTFE薄膜和弹性组合体，PTFE薄膜套于弹性组合体外，传感器导线穿过弹性组合体并至少有一处与弹性组合体的橡胶件接触，弹性组合体的中间区域设置有组合体透气孔，所述组合体透气孔与传感器的参考腔连通构成换气通道；传感器外筒导线出口端的侧壁开有至少一个透气孔，所述透气孔的每一侧至少有一道铆压痕迹，铆压痕迹位于透气孔的两侧。

进一步地，上述的内燃机用氧传感器，所述弹性组合体包括支撑部件和上橡胶件、下橡胶件，上橡胶件套在支撑部件的外侧，支撑部件内设置有连通传感器的参考腔和组合体透气孔的通道，PTFE薄膜置于上橡胶件和下橡胶件的外侧，传感器导线穿过下橡胶件与下橡胶件相接触。

更进一步地，上述的内燃机用氧传感器，所述外筒的导线出口端设置有收口结构。

再进一步地，上述的内燃机用氧传感器，所述支撑部件为陶瓷或PTFT塑胶。

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：

本发明通过一次铆压，可以实现对导线出口端的密封和设置防水透气薄膜的功能，相比现有技术，减少了零件数量，降低了零件精度，简化了封装工艺，有力地推动了氧传感器封装工艺的发展。该铆压形成两道铆压痕迹，一般通过一次铆压实现，当然也可以进行两次铆压，分别形成两道铆压痕迹。

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：本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，新型封装结构的内燃机用氧传感器，传感器的外筒10的导线出口端101内设置有筒形的防水透气的PTFE薄膜20和弹性组合体30，PTFE薄膜20套于弹性组合体30外，传感器导线40穿过弹性组合体30，并至少有一处与弹性组合体30的橡胶件接触，弹性组合体30的中间区域设置有组合体透气孔303，组合体透气孔303与传感器的参考腔50连通构成换气通道，导线出口端101侧壁开有至少一个透气孔101A，透气孔101A的每一侧至少有一道铆压痕迹101B，铆压痕迹101B位于透气孔101A的两侧，通过在透气孔101A的每一侧至少设置一道铆压痕迹101B实现对区域I、区域II、区域III的密封。

其中，弹性组合体30包括支撑部件301和上橡胶件302、下橡胶件304，上橡胶件302包裹在支撑部件301的外侧，一般为过盈配合，支撑部件301为陶瓷或PTFT塑胶，支撑部件301为非弹性件，在压力作用下不会变形；支撑部件301内设置有连通传感器的参考腔和组合体透气孔303的通道， PTFE薄膜20置于上橡胶件3021和下橡胶件304的外侧，传感器导线穿过下橡胶件304与下橡胶件304相接触。

外筒10的导线出口端101设置为收口结构102，收口结构102可以通过铆压凸点或在端面进行二次加工实现。

支撑部件301连通传感器的参考腔和弹性组合体透气孔303，传感器导线40与支撑部件301之间设置间隙，两个橡胶件之间设置有间隙。支撑部件301在承受轴向力时结构不会发生变形，传感器导线40与支撑部件301之间的间隙不会由于铆压而消除，可保证通道的畅通。在两道铆压痕迹101B处橡胶件与PTFE薄膜接触，在轴向铆压力的作用下，可以保证橡胶件、PTFE薄膜和金属外筒三者之间的密封。在导线的出口端，导线与橡胶件接触，这样在轴向铆压力的作用下，可以密封导线与橡胶件之间的间隙。

本发明通过一次铆压，可以实现对导线出口端的密封和设置防水透气薄膜的功能，相比现有技术，减少了零件数量，降低了零件精度，简化了封装工艺，有力地推动了氧传感器封装工艺的发展。该铆压形成两道铆压痕迹，一般通过一次铆压实现，当然也可以进行两次铆压，分别形成两道铆压痕迹。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.内燃机用氧传感器，其特征在于：传感器的外筒（10）的导线出口端（101）内设置有筒形的PTFE薄膜（20）和弹性组合体（30），PTFE薄膜（20）套于弹性组合体（30）外，传感器导线（40）穿过弹性组合体（30）并至少有一处与弹性组合体（30）的橡胶件接触，弹性组合体（30）的中间区域设置有组合体透气孔（303），所述组合体透气孔（303）与传感器的参考腔连通构成换气通道；传感器外筒导线出口端（101）的侧壁开有至少一个透气孔（101A），所述透气孔（101A）的每一侧至少有一道铆压痕迹（101B），铆压痕迹（101B）位于透气孔（101A）的两侧。

2.根据权利要求1所述的内燃机用氧传感器，其特征在于：所述弹性组合体（30）包括支撑部件（301）和上橡胶件（302）、下橡胶件（304），上橡胶件（302）套在支撑部件（301）的外侧，支撑部件（301）内设置有连通传感器的参考腔和组合体透气孔（303）的通道，PTFE薄膜（20）置于上橡胶件（302）和下橡胶件（304）的外侧，传感器导线（40）穿过下橡胶件（304）与下橡胶件（304）相接触。

3.根据权利要求1所述的内燃机用氧传感器，其特征在于：所述外筒（10）的导线出口端（101）设置有收口结构（102）。

4.根据权利要求1所述的内燃机用氧传感器，其特征在于：所述支撑部件（301）为陶瓷或PTFT塑胶。