一种片式氧传感器及其安装与工作方式的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机技术领域，具体涉及发动机管理系统，尤其是汽油发动机混合气浓度控制用氧传感器。
【背景技术】
[0002]氧传感器是实现发动机空燃比反馈控制的关键传感器，其中，氧传感器的安装方式对氧传感器的工作性能起到关键作用，尤其是对其使用寿命以及工作效率的影响。
[0003]氧传感器的感知元件称为氧传感器探头。汽油机用浓差型氧传感器的探头主要由含钇的氧化锆材料制成。氧化锆在高温条件下是一种特殊的电解质，在缺乏氧气的情况下，它能够将废气中的碳氢等物质转化为电动势，发动机的控制器可以根据这个电信号调整发动机空燃比，使其处于或接近理想状态。氧传感器探头通常有管状和片状两种不同类型，后者形成的传感器为片式氧传感器。片式氧传感器探头是由多层氧化锆等陶瓷薄片(其中含有钼金电极)通过均压、共烧形成。共烧使得传感器的活性变差，维持正常工作需要更高的温度，因此，一般情况下片式氧传感器需要内部自带加热。然而，片式氧传感器探头内部加热是由很细的钼金线条产生，当要求传感器减少轴向尺寸和降低成本时，线条不得不做的很细，这样产品的一致性和可靠性会下降，因此如何让不自带加热的片式氧传感器能够正常工作，缩短起燃时间(light-off time)是一个值得探讨的课题。
[0004]中国专利《摩托车发动机空燃比反馈控制用氧传感器》(专利号:03240466.2)公开了一种安装于排气管汽缸上的非加热型氧传感器的实用新型，用于解决其成本、体积以及设计布置限制等问题。该专利公开的传感器类型为管式氧传感器。由于管式氧传感器不需要共烧就可以形成内外电极，因此可以在更低的温度环境下工作，对于安装位置远没有片式氧传感敏感。另外，由于氧传感器探头外部存在金属保护罩，一定程度上减小了热气流与探头接触的程度，从而增长了氧传感器达到正常工作状态所需的时间，如何设计保护罩也是一个关键问题。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述问题，之目的在于提供一种能提高反应性能，布置合理，成本低，使用寿命长的片式氧传感器以及合理的安装与工作方式。
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:即一种片式氧传感器及其安装与工作方式，包括平板元件，其特征在于:氧传感器安装于距发动机排气阀30-300mm的位置上，可以固定在气缸头上与发动机气缸排气链条相反的一侧或者气缸头排气道的延长段上，亦可位于发动机排气管道上。所述平板元件利用发动机排气废气加热至工作温度。
[0007]上述，片式氧传感器及其安装与工作方式，包含一个保护罩，一个位于末端的防水透气窗，所述保护罩可以为金属或陶瓷，其侧壁开有圆形孔通气窗口，所述圆形孔通气窗口可呈圆周型排列，所述氧传感器可由金属外壳自带螺纹固定于发动机排气道上。
[0008]上述片式氧传感器及其安装与工作方式，包括一个安装压板，所述片式氧传感器通过压板被固定在发动机排气道上。
[0009]进一步，上述片式氧传感器及其安装与工作方式，其平板元件感知面的方向与排气气流的方向相对固定。
[0010]上述片式氧传感器及其安装与工作方式，所述片式氧传感器之保护罩之通气窗口可以与气流方向一致使得排气以阻力最小的方式通过平板元件，所述保护罩之通气窗口可以为两侧相对的方形通孔，也可为两侧相对的多个圆形通孔。
[0011 ] 进一步，上述片式氧传感器及其安装与工作方式，包括一个安装压板，所述片式氧传感器通过压板被固定在发动机排气道上。
[0012]上述发明思想可以通过以下附图和具体实施例作进一步的阐述。
【附图说明】
[0013]图1为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式之第一安装结构示意图； 图2为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式之第二安装结构示意图；
图3为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式之第三安装结构示意图；
图4为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式第一实施例结构示意图；
图5为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式第二实施例结构示意图；
图6为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式第三实施例结构示意图；
图7为本发明提供的片式氧传感器以及其安装与工作方式第一、二实施例之氧传感器结构示意图；
图8为本发明提供的片式氧传感器以及其安装与工作方式第三实施例之氧传感器结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，所述片式氧传感器I安装于发动机缸头2与发动机排气链条相反一侧，距离排气阀3a约70毫米，可用于快速、有效检测排气中氧含量。
[0015]图2为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式之第二安装结构示意图，所述片式氧传感器I安装于距发动机排气阀3a大约300mm以内的位置上。
[0016]图3所示为本发明提供的片式氧传感器及其安装与工作方式之第三安装结构示意图，其包含连接于一个发动机排气口 3b与排气管法兰3c之间的排气延长道4，所述氧传感器I安装于排气延长道4上。此外，排气道4可选用散热性能好的材料，可以进一步保护氧传感器I。
[0017]所述，片式氧传感器及其安装与工作方式的工作过程如下:
发动机启动后，随着排气温度的提高，氧传感器I之探头(如图4中5)的温度逐步提高。例如，在启动大约I分钟后，探头的温度可以达到400° C以上，此时电极便处于工作状态，起燃时间(light-off time)大约就是一分钟。介于氧传感器的工作需求,一般建议安装于距发动机气阀大约300mm之内的位置。如果发动机处于较浓的工作状态，则排气中缺乏氧气，HC等物质在氧传感探头电解质的作用下，在电解质两侧的电极