一種片式氧傳感器及其安裝與工作方式的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)，尤其是汽油發(fā)動機(jī)混合氣濃度控制用氧傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]氧傳感器是實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)空燃比反饋控制的關(guān)鍵傳感器，其中，氧傳感器的安裝方式對氧傳感器的工作性能起到關(guān)鍵作用，尤其是對其使用壽命以及工作效率的影響。
[0003]氧傳感器的感知元件稱為氧傳感器探頭。汽油機(jī)用濃差型氧傳感器的探頭主要由含釔的氧化鋯材料制成。氧化鋯在高溫條件下是一種特殊的電解質(zhì)，在缺乏氧氣的情況下，它能夠?qū)U氣中的碳?xì)涞任镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為電動勢，發(fā)動機(jī)的控制器可以根據(jù)這個電信號調(diào)整發(fā)動機(jī)空燃比，使其處于或接近理想狀態(tài)。氧傳感器探頭通常有管狀和片狀兩種不同類型，后者形成的傳感器為片式氧傳感器。片式氧傳感器探頭是由多層氧化鋯等陶瓷薄片(其中含有鉬金電極)通過均壓、共燒形成。共燒使得傳感器的活性變差，維持正常工作需要更高的溫度，因此，一般情況下片式氧傳感器需要內(nèi)部自帶加熱。然而，片式氧傳感器探頭內(nèi)部加熱是由很細(xì)的鉬金線條產(chǎn)生，當(dāng)要求傳感器減少軸向尺寸和降低成本時，線條不得不做的很細(xì)，這樣產(chǎn)品的一致性和可靠性會下降，因此如何讓不自帶加熱的片式氧傳感器能夠正常工作，縮短起燃時間(light-off time)是一個值得探討的課題。
[0004]中國專利《摩托車發(fā)動機(jī)空燃比反饋控制用氧傳感器》(專利號:03240466.2)公開了一種安裝于排氣管汽缸上的非加熱型氧傳感器的實(shí)用新型，用于解決其成本、體積以及設(shè)計(jì)布置限制等問題。該專利公開的傳感器類型為管式氧傳感器。由于管式氧傳感器不需要共燒就可以形成內(nèi)外電極，因此可以在更低的溫度環(huán)境下工作，對于安裝位置遠(yuǎn)沒有片式氧傳感敏感。另外，由于氧傳感器探頭外部存在金屬保護(hù)罩，一定程度上減小了熱氣流與探頭接觸的程度，從而增長了氧傳感器達(dá)到正常工作狀態(tài)所需的時間，如何設(shè)計(jì)保護(hù)罩也是一個關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述問題，之目的在于提供一種能提高反應(yīng)性能，布置合理，成本低，使用壽命長的片式氧傳感器以及合理的安裝與工作方式。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:即一種片式氧傳感器及其安裝與工作方式，包括平板元件，其特征在于:氧傳感器安裝于距發(fā)動機(jī)排氣閥30-300mm的位置上，可以固定在氣缸頭上與發(fā)動機(jī)氣缸排氣鏈條相反的一側(cè)或者氣缸頭排氣道的延長段上，亦可位于發(fā)動機(jī)排氣管道上。所述平板元件利用發(fā)動機(jī)排氣廢氣加熱至工作溫度。
[0007]上述，片式氧傳感器及其安裝與工作方式，包含一個保護(hù)罩，一個位于末端的防水透氣窗，所述保護(hù)罩可以為金屬或陶瓷，其側(cè)壁開有圓形孔通氣窗口，所述圓形孔通氣窗口可呈圓周型排列，所述氧傳感器可由金屬外殼自帶螺紋固定于發(fā)動機(jī)排氣道上。
[0008]上述片式氧傳感器及其安裝與工作方式，包括一個安裝壓板，所述片式氧傳感器通過壓板被固定在發(fā)動機(jī)排氣道上。
[0009]進(jìn)一步，上述片式氧傳感器及其安裝與工作方式，其平板元件感知面的方向與排氣氣流的方向相對固定。
[0010]上述片式氧傳感器及其安裝與工作方式，所述片式氧傳感器之保護(hù)罩之通氣窗口可以與氣流方向一致使得排氣以阻力最小的方式通過平板元件，所述保護(hù)罩之通氣窗口可以為兩側(cè)相對的方形通孔，也可為兩側(cè)相對的多個圓形通孔。
[0011 ] 進(jìn)一步，上述片式氧傳感器及其安裝與工作方式，包括一個安裝壓板，所述片式氧傳感器通過壓板被固定在發(fā)動機(jī)排氣道上。
[0012]上述發(fā)明思想可以通過以下附圖和具體實(shí)施例作進(jìn)一步的闡述。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式之第一安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式之第二安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式之第三安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明提供的片式氧傳感器以及其安裝與工作方式第一、二實(shí)施例之氧傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明提供的片式氧傳感器以及其安裝與工作方式第三實(shí)施例之氧傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，所述片式氧傳感器I安裝于發(fā)動機(jī)缸頭2與發(fā)動機(jī)排氣鏈條相反一側(cè)，距離排氣閥3a約70毫米，可用于快速、有效檢測排氣中氧含量。
[0015]圖2為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式之第二安裝結(jié)構(gòu)示意圖，所述片式氧傳感器I安裝于距發(fā)動機(jī)排氣閥3a大約300mm以內(nèi)的位置上。
[0016]圖3所示為本發(fā)明提供的片式氧傳感器及其安裝與工作方式之第三安裝結(jié)構(gòu)示意圖，其包含連接于一個發(fā)動機(jī)排氣口 3b與排氣管法蘭3c之間的排氣延長道4，所述氧傳感器I安裝于排氣延長道4上。此外，排氣道4可選用散熱性能好的材料，可以進(jìn)一步保護(hù)氧傳感器I。
[0017]所述，片式氧傳感器及其安裝與工作方式的工作過程如下:
發(fā)動機(jī)啟動后，隨著排氣溫度的提高，氧傳感器I之探頭(如圖4中5)的溫度逐步提高。例如，在啟動大約I分鐘后，探頭的溫度可以達(dá)到400° C以上，此時電極便處于工作狀態(tài)，起燃時間(light-off time)大約就是一分鐘。介于氧傳感器的工作需求,一般建議安裝于距發(fā)動機(jī)氣閥大約300mm之內(nèi)的位置。如果發(fā)動機(jī)處于較濃的工作狀態(tài)，則排氣中缺乏氧氣，HC等物質(zhì)在氧傳感探頭電解質(zhì)的作用下，在電解質(zhì)兩側(cè)的電極