CN110454262B - 摩托车微型氧传感器及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种摩托车微型氧传感器及其安装方法，包括一种摩托车微型氧传感器，包括用于信号传输的线束总成以及与线束总成相连接的探头组件，所述线束总成包括外壳以及由上至下依次固定在外壳内部的绝缘瓷座和上陶瓷体，所述上绝缘瓷座上固定有贯穿上绝缘瓷座及上陶瓷体的端子片，所述外壳外部设有线束插头，所述端子片与线束插头之间经线路连接，所述探头组件包括六角基座以及由上至下依次设置在六角基座内部的粉环以及下陶瓷体，所述六角基座中部设有贯穿粉环及下陶瓷体的传感元件，所述传感元件上端与端子片下方相接触。本发明设计合理，结构简单，体积小，便于装配，响应时间快。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩托车微型氧传感器及其安装方法。
背景技术
在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
现有的摩托车氧传感器结构复杂，大多数体积较大，存在安装困难的问题，同时，现有的摩托车氧传感器响应时间慢，不利于检测使用，传统的摩托车氧传感器采用人工组装，费时费力，效率低。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种摩托车微型氧传感器及其安装方法，结构小巧且响应时间快。
本发明的具体实施方案是：提供一种摩托车微型氧传感器，包括用于信号传输的线束总成以及与线束总成相连接的探头组件，所述线束总成包括外壳以及由上至下依次固定在外壳内部的绝缘瓷座和上陶瓷体，所述绝缘瓷座上固定有贯穿绝缘瓷座及上陶瓷体的端子片，所述外壳外部设有线束插头，所述端子片与线束插头之间经线路连接，所述探头组件包括六角基座以及由上至下依次设置在六角基座内部的粉环以及下陶瓷体，所述六角基座中部设有贯穿粉环及下陶瓷体的传感元件，所述传感元件上端与端子片下方相接触。
进一步的，所述六角基座外侧部套设有外气密垫圈。
进一步的，所述外壳内部设置有位于绝缘瓷座上方的密封垫，所述密封垫固定在外壳内部。
进一步的，所述六角基座下方固定有用于保护传感元件的保护罩，所述保护罩下端设有开口。
进一步的，所述保护罩与六角基座之间采用粉环铆接机进行铆接密封，所述粉环铆接机包括底座，底座上端中部固设有一氧传感器定位座，所述底座上竖直固设有两支撑柱，两支撑柱上端支撑有一顶板，所述顶板下表面中部设置有一液压冲头，所述液压冲头经顶板上方液压机的液压杆竖直穿过顶板与液压冲头上端固连；所述氧传感器定位座为类圆台结构，其中部开设有第一圆槽，该第一圆槽内设置有一连接块，该连接块中部竖直贯穿开设有一正六边形的通口，用以与氧传感器配合安装；所述氧传感器定位座与液压冲头中心均在同一竖直轴线上，所述液压冲头中部自底部朝上开设有第二圆槽，所述第二圆槽内固设有挤压块。
进一步的，所述挤压块中部自下而上开设有圆形的挤压孔，用以配合氧传感器上方保护罩安装，所述挤压孔自下端朝上呈逐渐缩小的喇叭口状，以利于对氧传感器上端进行挤压；所述氧传感器包括有一俯视为正六边形的六角基座，六角基座内放置有粉环，六角基座中部穿设有一传感元件，该传感元件上端穿出粉环并经一保护罩保护，传感元件下端穿出六角基座以传递温度信息；所述保护罩下端设置有一凸缘，该凸缘与保护罩固设为一体。
进一步的，所述六角基座与外壳之间通过氧传感器铆接机铆接而成。
进一步的，氧传感器铆接机包括用于放置工件的载台，所述载台中部下方具有用于夹紧固定外壳的通槽，所述载台中部上方具有位于通槽上方且与通槽竖向连通的固定槽，固定槽内放置有六角基座，所述载台侧部设置有若干个横向贯穿至六角基座与外壳周侧连接处的铆接头，所述载台上方设置有用于使铆接头向内压紧进行铆接的工装压头，所述工装压头下端设有斜槽，所述斜槽内侧面为由下至上宽度依次减小的内斜面，所述铆接头外端设有与斜槽内侧面相配合的外斜面。
进一步的，载台包括位于一侧的滑动块以及位于另一侧的固定块，所述滑动块与固定块之间设有若干个定位销钉，每个定位销钉上套有两端分别接触滑动块内侧及定位块内侧的复位弹簧；所述载台侧部设置有用于推动滑动块并使滑动块与固定块夹紧合并的夹紧气缸；所述工装压头中部设有位于固定槽正上方且用于使六角基座定位的定位块，所述定位块中部设有定位槽；所述定位块与工装压头内部之间设有预压弹簧；所述工装压头上方设有用于使工装压头下压的压头气缸。
进一步的，所述通槽包括位于滑动块上的左通槽及位于固定块上的右通槽，左通槽与右通槽拼接呈圆形，所述固定槽包括位于滑动块上的左固定槽以及位于滑动块的右固定槽，所述左固定槽与右固定槽拼接呈圆形；所述通槽直径小于固定槽直径；所述通槽外部直径与外壳直径相配合。
进一步的，一种摩托车微型氧传感器的安装方法，包括步骤如下：（1）预制好粉环，将粉环、下陶瓷体、传感元件安装固定在六角基座内，在六角基座外部固定好外气密垫圈，再用粉环铆接接将六角基座与用于保护传感器端部的保护罩铆接起来，完成探头组件的组装；（2）将绝缘瓷座、上陶瓷体、密封垫以及端子片安装在外壳内，连接好线束插头，组装成线束总成；（3）将线束总成和探头组件预安装固定好，再采用氧传感器铆接机铆接固定即可。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置设计合理，方便安装，体积小巧，响应时间快，有利于更好地检测使用，加强工作效率，具有实用性。
附图说明
图1为本发明实施例氧传感器结构示意图；
图2为本发明实施例探头组件与线束总成结构示意图；
图3为本发明实施例氧传感器内部剖视图；
图4为本发明实施例氧传感器爆炸图；
图5为本发明实施例线束总成爆炸图；
图6为本发明实施例探头组件爆炸图；
图7为本发明实施例保护罩结构示意图；
图8为本发明实施例粉环铆接机轴侧图一；
图9为本发明实施例粉环铆接机轴侧图二；
图10为本发明实施例粉环铆接机内部剖视图；
图11为本发明实施例粉环铆接机局部放大剖视图D；
图12为本发明实施例保护罩与六角基座安装结构示意图；
图13为本发明实施例氧传感器铆接机初始待机状态结构示意图；
图14为本发明实施例氧传感器铆接机外壳固定状态结构示意图；
图15为本发明实施例氧传感器铆接机外壳与六角基座预压状态结构示意图；
图16为本发明实施例氧传感器铆接机外壳与六角基座铆接状态结构示意图；
图17为本发明实施例氧传感器铆接机载台俯视图；
图18为本发明实施例外壳与六角基座连接状态示意图；
图19为本发明实施例外壳结构示意图；
图20为本发明实施例六角基座结构示意图。
图中： A10-线束总成，A110-外壳，A111-翻边，A120-绝缘瓷座，A130-上陶瓷体，A140-端子片，A150-线束插头，A160-线路，A170-密封垫，A20 -探头组件，A210-六角基座，A211-凸起，A220-粉环，A230-下陶瓷体，A240-传感元件，A250-外气密垫圈，A30-保护罩，A310-开口，A320-凸缘；B-粉环铆接机，B1-底座，B2-氧传感器定位座，B3-支撑柱，B4-顶板，B5-液压冲头，B6-液压机，B7-液压杆，B8-第一圆槽，B9-连接块，B10-通口，B11-第二圆槽，B12-挤压块，B13-挤压孔；C-氧传感器铆接机，C10-载台，C110-通槽，C1110-左通槽，C1120-右通槽，C120-固定槽，C1210-左固定槽，C1220-右固定槽，C130-滑动块，C140-固定块，C20-铆接头，C 210-外斜面，C30-工装压头，C310-定位块，C3110-定位槽，C 320-预压弹簧，C330-斜槽，C 40-定位销钉，C 50-复位弹簧，C60-夹紧气缸，C70-压头气缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例：如图1~20所示，提供一种摩托车微型氧传感器，包括用于信号传输的线束总成A10以及与线束总成相连接的探头组件A20，所述线束总成包括外壳A110以及由上至下依次固定在外壳内部的绝缘瓷座A120和上陶瓷体A130，所述绝缘瓷座上固定有贯穿绝缘瓷座及上陶瓷体的端子片A140，所述A110外壳外部设有线束插头A150，所述端子片与线束插头之间经线路A160连接，所述探头组件A20包括六角基座A210以及由上至下依次设置在六角基座内部的粉环A220以及下陶瓷体A230，所述六角基座中部设有贯穿粉环及下陶瓷体的传感元件A240，所述传感元件上端与端子片下方相接触。
本实施例中，所述六角基座外侧部套设有外气密垫圈A250。
本实施例中，所述外壳内部设置有位于绝缘瓷座上方的密封垫A170，所述密封垫固定在外壳内部。
本实施例中，所述六角基座下方固定有用于保护传感元件的保护罩A30，所述保护罩下端设有开口A310，所述六角基座中部具有用于放置粉环A220以及下陶瓷体A230的通孔。
本实施例中，传感元件包括由6层二氧化锆锆片叠加而成，其响应时间相对于传统管式氧传感器的相应时间更短，其相应时间可以低于80ms，启动温度低，相应速度快，成本低。
本实施例中，粉环呈圆形且粉环的材质为氧化铝粉，端子片的材质为锡磷青铜，所述密封垫呈圆柱状且采用的材质为硅橡胶，上陶瓷体，下陶瓷体及绝缘瓷座材质均可以为95瓷。
本实施例中，所述粉环及下陶瓷体上具有供传感元件穿过的孔位，绝缘瓷座及上陶瓷体上具有供端子片穿过的穿孔。
本实施例中，所述保护罩与六角基座之间采用粉环铆接机B进行铆接密封，所述粉环铆接机包括底座B1，底座上端中部固设有一氧传感器定位座，所述底座上竖直固设有两支撑柱B3，两支撑柱上端支撑有一顶板B4，所述顶板下表面中部设置有一液压冲头B5，所述液压冲头经顶板上方液压机B6的液压杆B7竖直穿过顶板与液压冲头B5上端固连；所述氧传感器定位座为类圆台结构，其中部开设有第一圆槽B8，该第一圆槽内设置有一连接块B9，该连接块中部竖直贯穿开设有一正六边形的通口B10，用以与氧传感器配合安装；所述氧传感器定位座与液压冲头中心均在同一竖直轴线上，所述液压冲头中部自底部朝上开设有第二圆槽B11，所述第二圆槽内固设有挤压块B12。
本实施例中，所述挤压块中部自下而上开设有圆形的挤压孔B13，用以配合氧传感器上方保护罩安装，所述挤压孔自下端朝上呈逐渐缩小的喇叭口状，以利于对氧传感器上端进行挤压；所述氧传感器包括有一俯视为正六边形的六角基座，六角基座内放置有粉环，六角基座中部穿设有一传感元件，该传感元件上端穿出粉环并经一保护罩保护，传感元件下端穿出六角基座以传递温度信息；所述保护罩下端设置有一凸缘A320，该凸缘与保护罩固设为一体。
本实施例中，使用粉环铆接机进行铆接六角基座及保护罩时，首先对氧传感器进行组装，由于近下端处水平截面为正六边形，上端水平截面为圆形，所以组装完成后氧传感器恰好放入连接块的通口内，传感元件延伸出壳体下端进行信号传递，接着使液压机的液压杆下压，带动液压冲头下压，后保护罩伸入挤压孔内，持续下压，保护罩与挤压孔底端顶接，使得保护罩在壳体内挤压粉环，粉环在压力作用下会爆开，使内部密封，接着壳体顶端与挤压孔下端喇叭口处接触，在液压机的作用下，壳体顶端端口逐渐缩小，后停止挤压，完成铆接工作，由于保护罩凸缘的设计，在壳体顶端端口缩小后保护罩便不会脱出，即完成组装。
本实施例中，所述六角基座与外壳之间通过氧传感器铆接机铆接而成，当然，也可以将预制完成的线束总成和探头组件通过氧传感器铆接机铆接起来，同样是将六角基座与外壳铆接，方便快捷。
本实施例中，氧传感器铆接机C包括用于放置工件的载台C 10，所述载台C 10中部下方具有用于夹紧固定外壳的通槽C 110，所述载台中部上方具有用于放置位于外壳上方的六角基座的固定槽C 120，所述通槽与固定槽竖向连通，所述载台侧部设置有若干个横向贯穿至六角基座与外壳周侧连接处的铆接头C 20，所述载台上方设置有用于使铆接头向内压紧进行铆接的工装压头C 30，所述工装压头下端设有斜槽C 330，所述斜槽内侧面均为由下至上宽度依次减小的内斜面，所述铆接头外端设有与斜槽内侧面相配合的外斜面C210。
本实施例中，内斜面由工装压头内部向工装压头下方外部倾斜。
本实施例中，所述斜槽截面可以为等腰梯形，铆接头外端随着工装压头的下压，将铆接头向内挤压，对外壳和六角基座连接处进行铆接，方便快捷。
本实施例中，所述载台包括位于一侧的滑动块C 130以及位于另一侧的固定块C140，所述滑动块与固定块之间设有4个定位销钉C 40，每个定位销钉上套有两端分别接触滑动块内侧及定位块内侧的复位弹簧C 50；所述载台侧部设置有用于推动滑动块并使滑动块与固定块夹紧合并的夹紧气缸C 60，所述夹紧气缸输出轴与滑动块侧部相连接；所述工装压头中部设有位于固定槽正上方且用于使六角基座定位的定位块C 310，所述定位块位于斜槽内，所述定位块中部设有与六角基座上方设置的保护罩相配合的定位槽C 3110。
为了保证滑动块与固定块之间的对称度，故设置了定位销钉。
本实施例中，所述定位块C 310与工装压头C 30内部之间设有预压弹簧C 320。
本实施例中，所述工装压头上方设有用于使工装压头下压的压头气缸C 70。
本实施例中，所述通槽C 110包括位于滑动块上的左通槽C 1110及位于固定块上的右通槽C 1120，左通槽与右通槽拼接呈圆形，所述固定槽包括位于滑动块上的左固定槽C1210以及位于滑动块的右固定槽C 1220，所述左固定槽与右固定槽拼接呈圆形。
本实施例中，所述通槽C 110直径宽度小于固定槽C 120。
本实施例中，所述外壳上开口宽度大于下开口，上开口侧部设有翻边A111，所述六角基座下端具有凸起A211，所述凸起套设在外壳上开口并与外壳上开口相配合。
本实施例中，所述铆接头C 20前端呈与外壳与六角基座连接处相配合的弧形，从而进行铆接。
本实施例中，使用时，预先调整工装压头以及载台的位置，确保工装压头以及载台中部在一个同心度，调整完成后，放入外壳，利用夹紧气缸C 60推动滑动块，滑动块与固定块合并夹紧，使外壳被夹紧固定在通槽内，在固定槽内放入六角基座，使六角基座下方凸起套在外壳上开口上，压头气缸C 70驱动工装压头下压，固定在六角基座上方的保护罩与预压块接触并进入定位槽内，预压块与预压弹簧C 320压紧外壳与六角基座进行预压定位，确保后续的铆接顺利，然后，工装压头C 30继续下压，工装压头内斜槽的内侧面与铆接头之间有锥度配合，随着工装压头C 30下压，使铆接头C 20不断向内推进且越压越紧，将翻边压下，完成外壳与六角基座之间的铆接固定。
本实施例中，安装氧传感器时，先预制好粉环A220，然后将粉环、下陶瓷体安装进六角基座内，将传感元件穿过粉环、下陶瓷体且传感元件两端延伸出六角基座两端，将保护罩放置在六角基座上方，将延伸出六角基座的传感器端部罩起来，采用粉环铆接机将六角基座及保护罩铆接起来，从而制成探头组件，同时，将绝缘瓷座、上陶瓷体、密封垫以及端子片安装在外壳内，连接好线束插头，预制好线束总成，先将探头组件及线束总成预安装好，采用氧传感器铆接机将探头组件与线束总成铆接固定即可（就是将探头组件内的六角基座与线束总成内的外壳铆接固定即可）。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种摩托车微型氧传感器，其特征在于，包括用于信号传输的线束总成以及与线束总成相连接的探头组件，所述线束总成包括外壳以及由上至下依次固定在外壳内部的绝缘瓷座和上陶瓷体，所述绝缘瓷座上固定有贯穿绝缘瓷座及上陶瓷体的端子片，所述外壳外部设有线束插头，所述端子片与线束插头之间经线路连接，所述探头组件包括六角基座以及由上至下依次设置在六角基座内部的粉环以及下陶瓷体，所述六角基座中部设有贯穿粉环及下陶瓷体的传感元件，所述传感元件上端与端子片下方相接触；
所述六角基座与外壳之间通过氧传感器铆接机铆接而成；
氧传感器铆接机包括用于放置工件的载台，所述载台中部下方具有用于夹紧固定外壳的通槽，所述载台中部上方具有位于通槽上方且与通槽竖向连通的固定槽，固定槽内放置有六角基座，所述载台侧部设置有若干个横向贯穿至六角基座与外壳周侧连接处的铆接头，所述载台上方设置有用于使铆接头向内压紧进行铆接的工装压头，所述工装压头下端设有斜槽，所述斜槽内侧面为由下至上宽度依次减小的内斜面，所述铆接头外端设有与斜槽内侧面相配合的外斜面；
载台包括位于一侧的滑动块以及位于另一侧的固定块，所述滑动块与固定块之间设有若干个定位销钉，每个定位销钉上套有两端分别接触滑动块内侧及定位块内侧的复位弹簧；所述载台侧部设置有用于推动滑动块并使滑动块与固定块夹紧合并的夹紧气缸；所述工装压头中部设有位于固定槽正上方的定位块，所述定位块中部设有定位槽；所述定位块与工装压头内部之间设有预压弹簧；所述工装压头上方设有用于使工装压头下压的压头气缸；
所述通槽包括位于滑动块上的左通槽及位于固定块上的右通槽，左通槽与右通槽拼接呈圆形，所述固定槽包括位于滑动块上的左固定槽以及位于滑动块的右固定槽，所述左固定槽与右固定槽拼接呈圆形；所述通槽直径小于固定槽直径；所述通槽外部直径与外壳直径相配合；
所述六角基座下方固定有用于保护传感元件的保护罩，所述保护罩下端设有开口；
所述保护罩与六角基座之间采用粉环铆接机进行铆接密封，所述粉环铆接机包括底座，底座上端中部固设有一氧传感器定位座，所述底座上竖直固设有两支撑柱，两支撑柱上端支撑有一顶板，所述顶板下表面中部设置有一液压冲头，所述液压冲头经顶板上方液压机的液压杆竖直穿过顶板与液压冲头上端固连；所述氧传感器定位座为类圆台结构，其中部开设有第一圆槽，该第一圆槽内设置有一连接块，该连接块中部竖直贯穿开设有一正六边形的通口，用以与氧传感器配合安装；所述氧传感器定位座与液压冲头中心均在同一竖直轴线上，所述液压冲头中部自底部朝上开设有第二圆槽，所述第二圆槽内固设有挤压块。
2.根据权利要求1所述的一种摩托车微型氧传感器，其特征在于，所述六角基座外侧部套设有外气密垫圈；所述外壳内部设置有位于绝缘瓷座上方的密封垫，所述密封垫固定在外壳内部。
3.根据权利要求1所述的一种摩托车微型氧传感器，其特征在于，所述挤压块中部自下而上开设有圆形的挤压孔，用以配合氧传感器上方保护罩安装，所述挤压孔自下端朝上呈逐渐缩小的喇叭口状，以利于对氧传感器上端进行挤压；所述氧传感器包括有一俯视为正六边形的六角基座，六角基座内放置有粉环，六角基座中部穿设有一传感元件，该传感元件上端穿出粉环并经一保护罩保护，传感元件下端穿出六角基座以传递温度信息；所述保护罩下端设置有一凸缘，该凸缘与保护罩固设为一体。
4.一种如权利要求3所述的一种摩托车微型氧传感器的安装方法，其特征在于，包括步骤如下：（1）预制好粉环，将粉环、下陶瓷体、传感元件安装固定在六角基座内，在六角基座外部固定好外气密垫圈，再用粉环铆接机将六角基座与用于保护传感器端部的保护罩铆接起来，完成探头组件的组装；（2）将绝缘瓷座、上陶瓷体、密封垫以及端子片安装在外壳内，连接好线束插头，组装成线束总成；（3）将线束总成和探头组件预安装固定好，再采用氧传感器铆接机铆接固定即可。
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