CN104374803A

CN104374803A - 一种车用氧传感器

Info

Publication number: CN104374803A
Application number: CN201410556804.XA
Authority: CN
Inventors: 左艳波; 王铁; 吴鑫娣
Original assignee: HANGZHOU NANAO TECH Ltd
Current assignee: HANGZHOU NANAO TECH Ltd
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-02-25

Abstract

本发明公开了一种车用氧传感器，它包括:外保护罩、内保护罩、铜垫圈、六角基座、前陶瓷体、密封体、后陶瓷体、平面型测量元件、端子固定陶瓷、弹性端子、穿线橡胶、以及套筒。后陶瓷体的导热系数至少低于氧化铝陶瓷的导热系数，有效的保证在氧传感器正常使用时，在端子固定陶瓷和弹性端子上的工作温度不超过250^oC。为了更好的减低工作温度，将后陶瓷体分成后陶瓷体和端子接插陶瓷，而且在后陶瓷体和端子接插陶瓷间留有空气空间，达到更好的隔热效果，减低电连接处工作温度，保证了氧传感器的高可靠性电连接，提高了氧传感器的寿命。

Description

一种车用氧传感器

技术领域

本发明涉及一种氧传感器，尤其是机动车内燃机氧传感器，本发明减低氧传感器电连接处工作温度，保证了氧传感器的高可靠性电连接，提高了氧传感器的寿命。

背景技术

在内燃机，特别是汽车，控制系统中，氧传感器，三元催化与电子控制供油是内燃机控制的核心。氧传感器是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器通过检测发动机尾气排放中的含氧量，根据传感器两侧氧的百分比含量不同，在传感器两端产生电压变化，并向电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)输送相应的电压信号，反映空气、燃油混合气中氧百分比含量的高低，ECU会相应控制喷油量和进气量，使发动机运行在最佳空气燃油混合比的状态，从而为后端的三元催化器的尾气处理创造理想的条件。

传统的氧传感器中，通常使用的绝缘陶瓷材料为氧化铝，而氧化铝是热的良导体，这样尾气的热量容易传导到氧传感器片芯和线束的电连接部位，造成电连接处的工作温度过高，容易导致弹性端子老化失去弹性和氧化失去导电能力，缩短了氧传感器的寿命。

发明内容

本发明减低氧传感器电连接处工作温度，保证了氧传感器的高可靠性电连接，提高了氧传感器的可靠性。

根据本发明的一个方面，提供了一种氧传感器，可用来测量机动车内燃机废气中氧气的的浓度，所述氧传感器包括：外保护罩、内保护罩、铜垫圈、六角基座、前陶瓷体、密封体、后陶瓷体、平面型测量元件、端子固定陶瓷、弹性端子、穿线橡胶、以及套筒。后陶瓷体的导热系数至少低于氧化铝陶瓷的导热系数，有效的保证在氧传感器正常使用时，在端子固定陶瓷和弹性端子上的工作温度不超过250 ^oC。后陶瓷体材料可以采用滑石陶瓷，硅铝酸盐，钛酸钡，四氧化三铁，氧化锌，氧化镁，二氧化硅，钛酸锶，二氧化钛以及氧化锆中的一种或混合的几种；也可以采用氧化铝同以上氧化物的混合。为了更好的减低工作温度，将后陶瓷体分成后陶瓷体和端子接插陶瓷，而且在后陶瓷体和端子接插陶瓷留有空气空间，达到更好的隔热效果，减低电连接处工作温度保证了氧传感器的高可靠性电连接，提高了氧传感器的寿命；在这样的设计下，后陶瓷体材料可以采用氧化铝，滑石陶瓷，硅铝酸盐，钛酸钡，四氧化三铁，氧化锌，氧化镁，二氧化硅，钛酸锶，二氧化钛以及氧化锆中的一种或混合的几种。端子接插陶瓷与端子固定陶瓷有固定外座和固定弹片来固定。两个相对的弹性端子的后端被安装于端子固定陶瓷内，在后陶瓷体或者端子接插陶瓷一头通过形变压紧平面型测量元件的引脚，实现电连接。后陶瓷体和端子固定陶瓷含有凹槽，通过在套筒组件上打点，使壳体组件铆点于绝缘陶瓷的凹槽位，从而使绝缘陶瓷件牢固的固定于壳体组件内，提高了氧传感器的抗震性，有效的保证了平面型测量元件的可靠电连接。

本发明提高了氧传感器的可靠性。

附图说明

图1是本发明氧传感器结构示意图一。

图2是本发明氧传感器部分结构示意图二。

图3是本发明和传统氧传感器的电连接处的温度随尾气温度的变化关系图。

具体实施方式

为了将本发明解释更清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的说明。

如图1，所述氧传感器包括：外保护罩1、内保护罩2、铜垫圈3、六角基座4、前陶瓷体5、密封体6、后陶瓷体7、平面型测量元件8、端子固定陶瓷9、弹性端子10、穿线橡胶11、以及套筒12。

如图1所示，平面型测量元件8贯穿于基座4内，测量元件感应端811置于内保护罩2及外保护罩1中。内保护罩2及外保护罩1通过收口方式固定于基座4上。内保护罩有内进气孔211及内出气孔212，外保护罩有外进气孔111及外出气孔112。

平面型测量元件8通过耐高温密封填料6固定于基座4内，耐高温密封填料6一端有前陶瓷体5，另一端有后陶瓷体7。通过铆压的方式使前陶瓷体5及后陶瓷体7固定于基座4内。

如图1所示, 弹性端子10一端安装于端子固定陶瓷9内，而另一端插入后陶瓷7内，且通过弹性端子的形变压紧平面型测量元件连接端812，实现电连接。穿线橡胶11通过套筒12的收缩固定于套筒12上，以固定导线及防止水汽进入套筒12内部。套筒12通过收口方式固定于基座4上。

如图2，所述氧传感器包括：外保护罩1、内保护罩2、铜垫圈3、六角基座4、前陶瓷体5、密封体6、后陶瓷体711、平面型测量元件8、端子固定陶瓷9、弹性端子10、穿线橡胶11、套筒12、端子接插陶瓷13、端子接插陶瓷固定外座14、以及固定弹片15。

如图2所示，平面型测量元件8贯穿于基座4内，测量元件感应端811置于内保护罩2及外保护罩1中。内保护罩2及外保护罩1通过收口方式固定于基座4上。内保护罩有内进气孔211及内出气孔212，外保护罩有外进气孔111及外出气孔112。

如图2所示平面型测量元件8通过耐高温密封填料6固定于基座4内，耐高温密封填料6一端有前陶瓷体5，另一端有后陶瓷体777。通过铆压的方式使前陶瓷体5及后陶瓷体777固定于基座4内。

如图2所示, 弹性端子10一端安装于端子固定陶瓷9内，而另一端插入端子接插陶瓷13内，且通过弹性端子的形变压紧平面型测量元件连接端812，实现电连接。穿线橡胶11通过套筒12的收缩固定于套筒12上，以固定导线及防止水汽进入套筒12内部。套筒12通过收口方式固定于基座4上。

如图2所示，端子接插陶瓷13通过端子接插陶瓷固定外座14、以及固定弹片15同端子固定陶瓷9固定在一起。

如图2所示，在后陶瓷体777和端子接插陶瓷13之间留有空气空间16。

如图2所示，套筒12可分成两段，第一段固定于六角基座4，另一段在最后组装时，用激光焊接或其他方式连接第一段套筒。

如图3所示是本发明和传统氧传感器的电连接处的温度随尾气温度的变化关系图。传统氧传感器与本发明氧传感器1选用图1的设计，使用两种不同导热系数的后陶瓷体；传统氧传感器的后陶瓷体使用氧化铝材料，本发明氧传感器1后陶瓷体使用滑石材料，其他的材料一致。本发明氧传感器2选用图2所示的设计，后陶瓷使用氧化铝材料，空气空间16的高度为8.6mm。封装后的氧传感器安装在测试台架上，在不同的测试气体温度下（测量元件感应端811的温度），测量弹性端子处的工作温度。从图中可见，本发明的氧传感器的弹性端子处的工作温度比传统氧传感器的低，即时在尾气温度接近1000℃时，弹性端子处的工作温度也不超过250℃。

Claims

1.一种车用氧传感器，它包括: 外保护罩、内保护罩、铜垫圈、六角基座、前陶瓷体、密封体、后陶瓷体、平面型测量元件、端子固定陶瓷、弹性端子、穿线橡胶、以及套筒。

2.根据权利要求1所述的车用氧传感器，将后陶瓷体分成后陶瓷体和端子接插陶瓷，而且在后陶瓷体和端子接插陶瓷之间留有空气空间。

3.根据权利要求1所述的车用氧传感器，其特征在于后陶瓷体的导热系数至少低于氧化铝陶瓷的导热系数,后陶瓷体材料为滑石陶瓷，硅铝酸盐，钛酸钡，四氧化三铁，氧化锌，氧化镁，二氧化硅，钛酸锶，二氧化钛以及氧化锆中的一种或混合的几种；也可以采用氧化铝同以上氧化物的混合。

4.根据权利要求2所述的车用氧传感器，其特征在于后陶瓷体材料为氧化铝，滑石陶瓷，硅铝酸盐, 钛酸钡，四氧化三铁，氧化锌，氧化镁，二氧化硅，钛酸锶，二氧化钛以及氧化锆中的一种或混合的几种。

5.根据权利要求1和2所述的车用氧传感器，外保护罩、内保护罩材料使用不锈钢。

6.根据权利要求1和2所述的车用氧传感器，其特征在于所述测量元件通过耐高温密封填料（密封体）密闭地贯穿于六角基座内，其测量端置于保护罩组件内，连接端置于壳体组件内。

7.根据权利要求6所述的车用氧传感器，其特征在于所述耐高温密封填料为滑石粉、氮化硼、粘土、玻璃粉及硅酸钠中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的车用氧传感器，其特征在于所述耐高温密封填料的两侧被前陶瓷体、后陶瓷体环覆盖。

9.根据权利要求8所述的车用氧传感器，其特征在于所述高温密封填料的两侧的前陶瓷体、后陶瓷体通过基座的收口或铆点的方式固定于基座内。

10.根据权利要求1和2所述的车用氧传感器，其特征在于所述保护罩组件包括内保护罩和外保护罩，该保护罩组件通过收口方式固定于六角基座上。

11.根据权利要求8所述的车用氧传感器，其特征在于所述高温密封填料的两侧的前陶瓷体、后陶瓷体通过基座的收口或铆点的方式固定于基座内。

12.根据权利要求1和6所述的车用氧传感器，其特征在于所述壳体组件至少包括套筒、端子固定陶瓷、弹性端子、穿线橡胶。

13.根据权利要求6和12所述的车用氧传感器，其特征在于所述测量元件串过后陶瓷体与弹性端子实现电连接。

14.根据权利要求2和6所述的车用氧传感器，其特征在于所述壳体组件至少包括套筒、端子接插陶瓷、端子接插陶瓷固定外座、固定弹片、端子固定陶瓷、弹性端子、穿线橡胶。

15.根据权利要求6和14所述的车用氧传感器，其特征在于所述测量元件串过后陶瓷体，再串过端子接插陶瓷与弹性端子实现电连接。

16.根据权利要求12和13所述的车用氧传感器，其特征在于所述弹性端子一端安装于端子固定陶瓷内，而另一端插入后陶瓷体内，且通过弹性端子的形变压紧板状测量元件连接端，实现电连接。

17.根据权利要求14和15所述的车用氧传感器，其特征在于所述弹性端子一端安装于瓷端子固定陶瓷内，而另一端插入端子接插陶瓷内，且通过弹性端子的形变压紧板状测量元件连接端，实现电连接。

18.根据权利要求2和14所述的车用氧传感器，其特征在于所述端子接插陶瓷固定外座、固定弹片用于固定接插陶瓷和弹性端子与端子固定陶瓷。

19.根据权利要求12和14所述的氧传感器，其特征在于所述套筒末端含穿线橡胶，穿线橡胶通过铆压方式固定于套筒上。

20.根据权利要求19所述的氧传感器，其特征在于所述穿线橡胶为聚四氟乙烯或氟橡胶材料。

21.根据权利要求14所述的氧传感器，其特征在于所述套筒可分成两段，第一段固定于六角基座，另一段在最后组装时，用激光焊接或其他方式连接第一段套筒。