用于內燃機的進氣傳感器的制造方法
【專利說明】用于內燃機的進氣傳感器
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年12月20日提交的美國專利申請No. 61/739,949W及于2012 年12月20日提交的美國專利申請No. 61/739, 959的優先權，所述兩個申請的全部內容在 此W參考方式并入。
【背景技術】
[0003] 本發明設及用于低溫環境的具有多種塑料連接器殼體設計的多種氣體（例如氧 氣）傳感器設計。低溫指的是相對于氧氣傳感器通常被安裝的高溫排氣系統為較低。當前 的氧氣傳感器被設計用于高溫應用。傳感器安裝在排氣歧管或排氣系統中。氧氣傳感器設 計成暴露至1030C或更高的排放氣體、700C的安裝表面溫度W及280C的電纜出口溫度。該 需要高溫不誘鋼合金W及高溫橡膠密封材料。該些材料由于其高熱容而昂貴。
【發明內容】
[0004] 在一個方面，本發明提供一種氣體傳感器，其包括氣體感應元件，所述氣體感應元 件至少部分地定位在本體內并且在第一端處暴露W測量與所述第一端接觸的氣體。套筒固 定至本體并且從所述本體沿著與所述氣體感應元件的第一端相反的方向延伸。所述套筒包 括具有接合結構的遠端部。連接器殼體被包覆模制到所述套筒的端部上W通過所述接合結 構鎖定到所述套筒上。連接器殼體包括插接連接部，所述插接連接部部分地包封與所述氣 體感應元件電連接的多個電氣端子。
[0005] 在另一方面，本發明提供一種氣體傳感器，其包括氣體感應元件，所述氣體感應元 件至少部分地定位在本體內并且在第一端處暴露W測量與所述第一端接觸的氣體。氣體感 應元件限定軸向方向。凸緣從所述本體沿著橫向于所述軸向方向的方向延伸。所述凸緣具 有面朝所述第一端的第一側W及面朝氣體傳感器的遠端的第二側。0形圈密封件構造成將 氣體傳感器密封地定位在孔內。連接器殼體被包覆模制到所述本體上W在所述第一側和 第二側上包封所述凸緣。連接器殼體模制成包括插入部和插接連接部，所述插入部構造成 支承0形圈密封件，所述插接連接部部分地包封與所述氣體感應元件電連接的多個電氣端 子。
【附圖說明】
[0006] 圖1為用于內燃機的進氣歧管的透視圖，包含氣體傳感器的示例性安裝位置。
[0007] 圖2為圖1的進氣歧管的第一剖視圖。
[000引圖3為圖1的進氣歧管的第二剖視圖。
[0009] 圖4為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0010] 圖5為圖4的進氣傳感器的剖視圖。
[0011] 圖6為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0012] 圖7為圖6的進氣傳感器的剖視圖。
[0013] 圖8為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0014] 圖9為圖8的進氣傳感器的剖視圖。
[0015] 圖10為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0016] 圖11為圖10的進氣傳感器的剖視圖。
[0017] 圖12為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[001引圖13為圖12的進氣傳感器的剖視圖。
[0019] 圖14為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0020] 圖15為圖14的進氣傳感器的剖視圖。
[0021] 圖16為根據本發明一個方面的進氣傳感器的正視圖。
[0022] 圖17為圖16的進氣傳感器的側視圖。
[0023] 圖18為圖16的進氣傳感器的俯視圖。
[0024] 圖19為圖16的進氣傳感器的剖視圖。
[00巧]圖20為圖16的進氣傳感器的傳感器組件的剖視圖。
[0026] 圖21為根據本發明第二個方面的進氣傳感器的剖視圖。
[0027] 圖22為圖21的進氣傳感器的殼體部的透視圖。
[0028] 圖23為圖22的殼體部的第二透視圖。
[0029] 圖24為圖22至23的殼體部的剖視圖。
【具體實施方式】
[0030] 在詳細解釋本發明的任何實施例之前，應理解的是本發明并不將其應用局限至在 W下說明中提及的或是在W下附圖中圖示的部件的構造及布置的細節。本發明能夠具有其 它實施例并且能夠W各種方式實踐或實施。
[0031] 如果氧氣傳感器用在諸如進氣歧管的非排氣系統應用中，則溫度要求相比于用在 排氣流中較低。通常地最大溫度為130C。較低的溫度要求允許氧氣傳感器使用較低成本且 非傳統的材料。該些材料可包括塑料、如熱塑性塑料。使用熱塑性塑料可降低重量并且降 低成本。
[0032] 本發明用于制造具有塑料連接器殼體并且克服了熱力學問題的更小、更輕質的傳 感器。所述傳感器的安裝方法相比于標準的氧氣傳感器可更靈活。一體的插接殼體消除了 傳感器中配線的需求。示例性的氣體傳感器在附圖中圖示。每一種構造的特征在于W-個 或多個工件構成的塑料殼體，所述塑料殼體可例如由玻璃填充的熱塑性材料、如PPS-GF或 ?81'-6。（例如約25%至約50%的玻璃填料）組成。
[0033] 圖1至3圖示了用于內燃機的空氣進氣歧管20。多個氣體傳感器24聯接至進氣 歧管20從而示出多種示例性安裝位置，但應理解的是任何數量（例如單一的一個）的氣體 傳感器可設置在進氣歧管20上，并且氣體傳感器24的位置不一定局限在圖1至3中所示 的位置上。圖4至15W更明確的細節示出了多種構造的具體氣體傳感器，每個氣體傳感器 可用在諸如圖1至3的歧管20的進氣歧管上、用在沿著內燃機進氣路徑的另外的位置上、 或用在另外的低溫（非排氣）環境中。
[0034] 圖4和5圖示了根據第一構造的氣體傳感器100。氣體傳感器100尤其適合于在低 溫（非排氣）環境中使用。氣體傳感器100包括傳感器子組件（或"短傳感器組件"）102， 該傳感器子組件包括氣體感應元件104,所述氣體感應元件104在傳感器子殼體或本體106 內定位并且限定軸線X。本體106可為金屬的。陶瓷襯套108和軟陶瓷密封封裝件110可 用于將氣體感應元件104定位在本體106內。本體106包括插入部112和橫向凸緣114。 插入部112接收0形圈116,并且構造成被密封地接收在進氣歧管20上的孔內。插入部 112和0形圈116允許傳感器100簡單地"插入"到進氣歧管20上的孔內（例如簡單地軸 向插入非螺紋孔內）。凸緣114可包括一個或多個孔口 118W接收用于將傳感器100固定 至進氣歧管20或其它結構的緊固件（未示出）。墊圈也可設置在凸緣114與進氣歧管20 之間。在氣體傳感器100的第一端或感應端A處的一個或多個保護管120覆蓋感應元件 104的感應端的同時，還允許與經過的氣體流體連通。感應元件104的第一端從本體106 延，并且除了（一個或多個）保護管120外，感應元件104的第一端也暴露向環境氣體。當 通電時，傳感器子組件102實施氣體傳感器100 (例如氧氣傳感器，諸如累送基準寬頻帶式 (pumped-referencewide-band)氧氣傳感器）的氣體感應功能。
[00巧]在氣體傳感器100的與感應端A相反的第二端B處，連接器殼體124聯接至本體 106W覆蓋感應元件104的遠端或內端并且提供插接殼體部或插接連接部126和電氣端子 或電氣連接件128W用于在氣體傳感器100的遠端B處與外部插接元件連接。連接器殼 體124可由塑料（W上示例）模制而成，并且電連接件128可在所述連接器殼體中插入模 制而成，留出端部暴露W用于形成電接通。至少一個可釋放的鎖定結構129(例如凸件、凹 部、鉤件、彈黃夾等）可設置在插接連接部126上W用于將外部插接元件或配線可釋放地鎖 定在如下位置，該位置建立和維持電連接件128與外部插接元件的對應連接件之間的電接 通。在圖示的構造中，連接器殼體124設有一個或多個內部結構，所述內部結構提供了與本 體106的一個或多個外部結構的卡扣配合式鎖定接口 130。因而，不需要緊固件。在一些構 造中，不需要粘合劑或進一步的粘合過程。接觸保持或維持元件134設置在感應元件1