用于内燃机的进气传感器的制造方法

文档序号:8547935阅读:363来源:国知局
用于内燃机的进气传感器的制造方法
【专利说明】用于内燃机的进气传感器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年12月20日提交的美国专利申请No. 61/739,949W及于2012 年12月20日提交的美国专利申请No. 61/739, 959的优先权,所述两个申请的全部内容在 此W参考方式并入。
【背景技术】
[0003] 本发明设及用于低温环境的具有多种塑料连接器壳体设计的多种气体(例如氧 气)传感器设计。低温指的是相对于氧气传感器通常被安装的高温排气系统为较低。当前 的氧气传感器被设计用于高温应用。传感器安装在排气歧管或排气系统中。氧气传感器设 计成暴露至1030C或更高的排放气体、700C的安装表面温度W及280C的电缆出口温度。该 需要高温不诱钢合金W及高温橡胶密封材料。该些材料由于其高热容而昂贵。

【发明内容】

[0004] 在一个方面,本发明提供一种气体传感器,其包括气体感应元件,所述气体感应元 件至少部分地定位在本体内并且在第一端处暴露W测量与所述第一端接触的气体。套筒固 定至本体并且从所述本体沿着与所述气体感应元件的第一端相反的方向延伸。所述套筒包 括具有接合结构的远端部。连接器壳体被包覆模制到所述套筒的端部上W通过所述接合结 构锁定到所述套筒上。连接器壳体包括插接连接部,所述插接连接部部分地包封与所述气 体感应元件电连接的多个电气端子。
[0005] 在另一方面,本发明提供一种气体传感器,其包括气体感应元件,所述气体感应元 件至少部分地定位在本体内并且在第一端处暴露W测量与所述第一端接触的气体。气体感 应元件限定轴向方向。凸缘从所述本体沿着横向于所述轴向方向的方向延伸。所述凸缘具 有面朝所述第一端的第一侧W及面朝气体传感器的远端的第二侧。0形圈密封件构造成将 气体传感器密封地定位在孔内。连接器壳体被包覆模制到所述本体上W在所述第一侧和 第二侧上包封所述凸缘。连接器壳体模制成包括插入部和插接连接部,所述插入部构造成 支承0形圈密封件,所述插接连接部部分地包封与所述气体感应元件电连接的多个电气端 子。
【附图说明】
[0006] 图1为用于内燃机的进气歧管的透视图,包含气体传感器的示例性安装位置。
[0007] 图2为图1的进气歧管的第一剖视图。
[000引图3为图1的进气歧管的第二剖视图。
[0009] 图4为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0010] 图5为图4的进气传感器的剖视图。
[0011] 图6为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0012] 图7为图6的进气传感器的剖视图。
[0013] 图8为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0014] 图9为图8的进气传感器的剖视图。
[0015] 图10为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0016] 图11为图10的进气传感器的剖视图。
[0017] 图12为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[001引图13为图12的进气传感器的剖视图。
[0019] 图14为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0020] 图15为图14的进气传感器的剖视图。
[0021] 图16为根据本发明一个方面的进气传感器的正视图。
[0022] 图17为图16的进气传感器的侧视图。
[0023] 图18为图16的进气传感器的俯视图。
[0024] 图19为图16的进气传感器的剖视图。
[00巧]图20为图16的进气传感器的传感器组件的剖视图。
[0026] 图21为根据本发明第二个方面的进气传感器的剖视图。
[0027] 图22为图21的进气传感器的壳体部的透视图。
[0028] 图23为图22的壳体部的第二透视图。
[0029] 图24为图22至23的壳体部的剖视图。
【具体实施方式】
[0030] 在详细解释本发明的任何实施例之前,应理解的是本发明并不将其应用局限至在 W下说明中提及的或是在W下附图中图示的部件的构造及布置的细节。本发明能够具有其 它实施例并且能够W各种方式实践或实施。
[0031] 如果氧气传感器用在诸如进气歧管的非排气系统应用中,则温度要求相比于用在 排气流中较低。通常地最大温度为130C。较低的温度要求允许氧气传感器使用较低成本且 非传统的材料。该些材料可包括塑料、如热塑性塑料。使用热塑性塑料可降低重量并且降 低成本。
[0032] 本发明用于制造具有塑料连接器壳体并且克服了热力学问题的更小、更轻质的传 感器。所述传感器的安装方法相比于标准的氧气传感器可更灵活。一体的插接壳体消除了 传感器中配线的需求。示例性的气体传感器在附图中图示。每一种构造的特征在于W-个 或多个工件构成的塑料壳体,所述塑料壳体可例如由玻璃填充的热塑性材料、如PPS-GF或 ?81'-6。(例如约25%至约50%的玻璃填料)组成。
[0033] 图1至3图示了用于内燃机的空气进气歧管20。多个气体传感器24联接至进气 歧管20从而示出多种示例性安装位置,但应理解的是任何数量(例如单一的一个)的气体 传感器可设置在进气歧管20上,并且气体传感器24的位置不一定局限在图1至3中所示 的位置上。图4至15W更明确的细节示出了多种构造的具体气体传感器,每个气体传感器 可用在诸如图1至3的歧管20的进气歧管上、用在沿着内燃机进气路径的另外的位置上、 或用在另外的低温(非排气)环境中。
[0034] 图4和5图示了根据第一构造的气体传感器100。气体传感器100尤其适合于在低 温(非排气)环境中使用。气体传感器100包括传感器子组件(或"短传感器组件")102, 该传感器子组件包括气体感应元件104,所述气体感应元件104在传感器子壳体或本体106 内定位并且限定轴线X。本体106可为金属的。陶瓷衬套108和软陶瓷密封封装件110可 用于将气体感应元件104定位在本体106内。本体106包括插入部112和横向凸缘114。 插入部112接收0形圈116,并且构造成被密封地接收在进气歧管20上的孔内。插入部 112和0形圈116允许传感器100简单地"插入"到进气歧管20上的孔内(例如简单地轴 向插入非螺纹孔内)。凸缘114可包括一个或多个孔口 118W接收用于将传感器100固定 至进气歧管20或其它结构的紧固件(未示出)。垫圈也可设置在凸缘114与进气歧管20 之间。在气体传感器100的第一端或感应端A处的一个或多个保护管120覆盖感应元件 104的感应端的同时,还允许与经过的气体流体连通。感应元件104的第一端从本体106 延,并且除了(一个或多个)保护管120外,感应元件104的第一端也暴露向环境气体。当 通电时,传感器子组件102实施气体传感器100 (例如氧气传感器,诸如累送基准宽频带式 (pumped-referencewide-band)氧气传感器)的气体感应功能。
[00巧]在气体传感器100的与感应端A相反的第二端B处,连接器壳体124联接至本体 106W覆盖感应元件104的远端或内端并且提供插接壳体部或插接连接部126和电气端子 或电气连接件128W用于在气体传感器100的远端B处与外部插接元件连接。连接器壳 体124可由塑料(W上示例)模制而成,并且电连接件128可在所述连接器壳体中插入模 制而成,留出端部暴露W用于形成电接通。至少一个可释放的锁定结构129(例如凸件、凹 部、钩件、弹黃夹等)可设置在插接连接部126上W用于将外部插接元件或配线可释放地锁 定在如下位置,该位置建立和维持电连接件128与外部插接元件的对应连接件之间的电接 通。在图示的构造中,连接器壳体124设有一个或多个内部结构,所述内部结构提供了与本 体106的一个或多个外部结构的卡扣配合式锁定接口 130。因而,不需要紧固件。在一些构 造中,不需要粘合剂或进一步的粘合过程。接触保持或维持元件134设置在感应元件1
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