CN205066928U - 一种爆震传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种爆震传感器，其包括外壳体和内组件，该内组件包括圆筒形支承本体和依次套装在支承本体外部的第一绝缘垫圈、第一导电电极、压电元件、第二导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母；支承本体包括支承筒，该支承筒具有第一端部、第二端部以及在第一端部和第二端部之间延伸的轴向通孔；其中，该轴向通孔构成该爆震传感器的安装孔，该轴向通孔的中心轴线构成该爆震传感器的安装轴线，外壳体包括连接器部和容纳内组件的壳体部，所述连接器部和所述壳体部构造成使得该爆震传感器的重心基本位于所述安装轴线上。这种爆震传感器在其工作范围内不会有相对明显的输出跳跃，在标定过程中灵敏度的偏差较小，能够准确地进行标定。

Description

一种爆震传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器，具体地说，涉及一种应用在汽车发动机领域的爆震传感器。

背景技术

爆震传感器是一种检测汽油机的爆震现象的加速度传感器，主要安装于汽油机的缸体。爆震传感器将在汽油机的燃烧室产生的振动信号转换成电信号，该电信号发送至控制单元，由控制单元进行爆震判定并进行相应控制。

压电式爆震传感器是爆震传感器的一种，这种传感器利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应而工作，也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。压电式传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是：利用谐振特性，当发动机的气缸体出现振动时，将汽油机产生的振动加速度传递到传感器自身配重块上，由于惯性的作用，这个惯性力施加到具有压电效应的压电元件，通过压电元件将振动加速度转换成与汽油机的振动加速度相对应的交流电压，并将该交流电压作为电信号输出给电子控制单元，并根据其值的大小判断爆震强度；或者当振动加速度传递到传感器配重块上时，外壳与配重块之间会产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化，从而产生电压，电子控制单元检测出该电压，并根据其值的大小判断爆震强度。

现有技术中的爆震传感器由于重心和安装轴线偏离一定的距离，导致在传感器的工作范围内会有相对明显的输出跳跃，从而在标定过程中灵敏度偏差很大，导致爆震传感器难以标定准确。而由于爆震传感器的标定不准确，在爆震传感器的使用过程中，往往会发生汽油机未发生爆震但爆震传感器已发出爆震信号，或者汽油机已发生爆震但爆震传感器未发出爆震信号的情形，长期发生这种情形的结果对汽油机的伤害极大。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种爆震传感器，该爆震传感器的重心基本位于其安装轴线上，具有平稳的灵敏度曲线、可以容易地实现准确标定。

根据本实用新型的一个方面，提供一种爆震传感器，其包括外壳体和内组件，该内组件包括圆筒形支承本体和依次套装在该支承本体外部的第一绝缘垫圈、第一导电电极、压电元件、第二导电电极、第二绝缘垫圈、配重部件以及螺母，所述支承本体包括支承筒，该支承筒具有第一端部、第二端部以及在所述第一端部和第二端部之间延伸的轴向中心通孔；其特征在于，所述轴向通孔构成该爆震传感器的安装孔，该安装孔的中心轴线构成该爆震传感器的安装轴线，所述外壳体包括连接器部和容纳该内组件的壳体部，所述连接器部和所述壳体部构造成使得该爆震传感器的重心基本位于所述安装轴线上。

如此配置的爆震传感器优化了重心，使得其基本位于爆震传感器的安装轴线上，减少了工作范围上的输出跳跃，使整个范围输出线性更加优异。

有利的是，在本实用新型中，外壳体的连接器部和该壳体部通过包覆模制一体形成。本领域技术人员应当理解，其它合适的制造手段也涵盖在本实用新型的范围内。

在本实用新型中，是通过改变所述壳体部的形状来使得该爆震传感器的重心基本位于所述安装轴线上。

按照本实用新型的一个方案，所述支承本体包括基座，该基座由沿所述第一端部和第二端部中的一者的周向向外径向延伸的凸缘部构成。作为替代，也可以提供单独的基座，将基座连接到支承筒来构成支承本体。

在本实用新型中，第一导电电极和第二导电电极分别具有连接端子，所述连接器部构造成包围所述接线端子。

在本实用新型中，支承筒包括外螺纹，所述螺母通过其内螺纹与所述外螺纹的配合固定在所述支承筒的外部。

有利的是，在所述凸缘部的外周面上设有第一齿形结构，且在所述第一端部和第二端部中的另一者的外周面上设有第二齿形结构用于与所述壳体部紧密配合。

根据本实用新型的爆震传感器，通过实验验证，该爆震传感器具有平稳的灵敏度曲线，因此，易于准确标定。该爆震传感器可用于汽油机中，可以根据汽油机的工作状态发出准确的爆震信号，因此，可以减小因爆震引起的对汽油机的伤害。同时，由于在结构上进行优化设计，不仅改善了重心的位置，而且还能降低生产中次品的数量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的爆震传感器的分解图；

图2是图1所示的爆震传感器的立体图；

图3是图1所示的爆震传感器的组装好的内组件的立体图；

图4是图1所示的爆震传感器的剖视图；

图5和6分别是图1所示的爆震传感器的外壳体的侧视图和俯视图；

图7是本实用新型所述爆震传感器与现有技术的爆震传感器的灵敏度的对比图。

具体实施方式

下面将参照附图并通过实施例来描述根据本实用新型实现的爆震传感器。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

在现有爆震传感器的组合过程中，本申请的发明人通过多方面的尝试和大量的试验惊喜地发现，将爆震传感器的重心设计成基本位于其安装轴线上，不但仍然能够完成爆震传感器的测量汽油机的爆震这一功能，而且还能使爆震传感器的灵敏度曲线变得平稳，从而易于实现对爆震传感器的准确标定。在这里“基本”指的是在传感器的制造过程中，考虑到现有技术中加工条件的限制，目前很难做到传感器的重心完全且精确地位于该安装轴线上，难免会存在加工误差。

图1-2示出了本实用新型的一个实施例的爆震传感器10，其中，图1是爆震传感器的分解视图，图2组装好的爆震传感器的立体图。图3是爆震传感器10的去除外壳体1后的内组件2的结构示意图。

如图1-3所示，在本实用新型的一个实施例中，爆震传感器10包括外壳体1和内组件2，内组件2包括大致圆筒形的支承本体3，支承本体3具有例如由碳钢等金属制成的支承筒31，该支承筒31沿其轴向具有第一端部31a、第二端部32a以及在两端部之间延伸的中心通孔32，其中该中心通孔32构成爆震传感器10的安装孔，该轴向通孔的中心轴线构成该爆震传感器的安装轴线X。所述爆震传感器10可通过穿过中心通孔32的螺栓安装于汽油机的缸体，从而使得汽油机的振动可传递给爆震传感器。

在该实施例中，支承本体3包括基座33，该基座由沿第一端部31a的周向向外径向延伸的凸缘部构成。作为替代，该基座也可以单独形成，然后连接到支承筒。

第一导电电极5、压电元件6和第二导电电极7均构造成大致呈环形，以便与支承筒的外周配合。第一绝缘垫圈4、第一导电电极5、压电元件6、第二导电电极7、第二绝缘垫圈8、配重部件9从支承筒31的第二端部31b依次套装在支承筒31的外部，而所述支承筒31的外周上形成有外螺纹34，螺母11通过其内螺纹旋紧在外螺纹34上，从而将上述各构件夹压保持在螺母11和基座33之间组装成内组件2。从而，汽油机的振动加速度通过配重部件9施加到压电元件6后产生的交流电压可以通过导电电极5,7输出给电子控制单元。

在上述实施例中，将内组件2与树脂包覆模制成型，从而形成爆震传感器10的外壳体1，所述外壳体1包括通过包覆模制一体形成的连接器部12和容纳该内组件2的壳体部13，连接器部12和壳体部13构造成使得该爆震传感器的重心基本位于安装轴线X上。参见图5和6，具体来说，在本实用新型中，基于连接器部12的结构和内组件2的重量通过改变壳体部13的形状来调整外壳体1的重心，进而调整整个爆震传感器组件10的重心，以便使其重心基本位于爆震传感器的安装轴线X上，即接近安装轴线或恰好位于安装轴线X上。

在上述实施例中，第一导电电极5和第二导电电极7分别具有连接端子C，所述连接器部12包围该接线端子C。参见图3和图4，在基座33，即凸缘部的外周面上设有第一齿形结构311，且在第二端部31b外周面上设有第二齿形结构312，从而在外壳体1的包覆模制过程中，树脂进入所述齿形结构中，使得支承本体与壳体部13紧密配合，提高两者的结合强度。

图7是根据本实用新型的爆震传感器与现有技术的爆震传感器的灵敏度的对比图。

其中曲线A代表爆震传感器带连接器在整个输出范围内的灵敏度允许达到的上限曲线；曲线B代表本实施例的爆震传感器带连接器在整个输出范围内的灵敏度曲线；曲线C代表现有技术中带连接器的爆震传感器在整个输出范围内的灵敏度曲线；曲线D代表爆震传感器带连接器在整个输出范围内的灵敏度允许达到的下限曲线。

如图7所示，曲线C在整个测试频率范围内的曲线，在5.5KHz，7KHz以及14.5KHz时，灵敏度的输出曲线产生了波动，最大偏差在3mV/g左右，这种波动会影响到爆震传感器在发动机应用时系统的整车标定。因此，对现有技术的爆震传感器来说，不但需要更多的试验来对爆震传感器进行标定，而且不易标定准确。而曲线B在5.5KHz，7KHz以及14.5KHz时，灵敏度输出曲线相对平滑，没有较大的波动。可见，本实施例的爆震传感器的灵敏度十分稳定。由于灵敏度十分稳定，本实施例的爆震传感器在标定时所需的试验次数相对减少，并且易于准确标定。而且，本实用新型的爆震传感器具有更广的适用范围，例如相对于现有技术的爆震传感器而言更适于在具有较高的爆震频率的小型车中应用。

从以上的描述中可以看出，本实施例实现了如下技术效果：爆震传感器具有平稳的灵敏度曲线，因此，易于准确标定。该爆震传感器用于汽油机中，能根据汽油机的工作状态发出准确的爆震信号，因此，可以减小因爆震引起的对汽油机的伤害。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种爆震传感器(10)，其包括外壳体(1)和内组件(2)，该内组件(2)包括圆筒形支承本体(3)和依次套装在该支承本体(3)外部的第一绝缘垫圈(4)、第一导电电极(5)、压电元件(6)、第二导电电极(7)、第二绝缘垫圈(8)、配重部件(9)以及螺母(11)；所述支承本体(3)包括支承筒(31)，该支承筒具有第一端部(31a)、第二端部(31b)以及在所述第一端部和第二端部之间延伸的轴向通孔(32)；其特征在于，所述轴向通孔(32)构成该爆震传感器(10)的安装孔，该轴向通孔的中心轴线构成该爆震传感器的安装轴线(X)，所述外壳体(1)包括连接器部(12)和容纳该内组件(2)的壳体部(13)，所述连接器部和所述壳体部构造成使得该爆震传感器的重心基本位于所述安装轴线(X)上。

2.根据权利要求1所述的爆震传感器(10)，其特征在于，所述外壳体(1)的该连接器部(12)和该壳体部(13)通过包覆模制一体形成。

3.根据权利要求2所述的爆震传感器(10)，其特征在于，该爆震传感器的重心通过改变所述壳体部(13)的形状来调整。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的爆震传感器(10)，其特征在于，所述支承本体(3)包括基座(33)，该基座由沿所述第一端部和第二端部中的一者的周向向外径向延伸的凸缘部构成。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的爆震传感器(10)，其特征在于，所述第一导电电极(5)和第二导电电极(7)分别具有接线端子(C)，所述连接器部(12)包围所述接线端子(C)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的爆震传感器(10)，其特征在于，所述支承筒(31)的外周上形成有外螺纹(34)，所述螺母(11)通过其内螺纹与所述外螺纹(34)的配合被固定在所述支承筒(31)的外部。

7.根据权利要求4所述的爆震传感器(10)，其特征在于，在所述凸缘部的外周面上设有第一齿形结构(311)，且在所述第一端部和第二端部中的另一者的外周面上设有第二齿形结构(312)，以用于与所述壳体部(13)紧密配合。