客車電容式油箱傳感器的設(shè)計(jì)與研究

邱洋

摘要：目前的電容式油箱傳感器都是通過螺紋的方式直接固定在油箱上，而車輛在行駛時(shí)，難免會(huì)受到顛簸，而傳感器本體與油箱的之間難免會(huì)有內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，因此在長時(shí)間使用和顛簸后，難免發(fā)生松動(dòng)，并且油量探測(cè)管的下半部分長期處于空氣和液體中，所以經(jīng)常出現(xiàn)銹蝕的情況，從而導(dǎo)致測(cè)量不夠精準(zhǔn)，而更換整個(gè)傳感器成本較高。本文針對(duì)上述問題，結(jié)合客車運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計(jì)研究了一種車電容式油箱傳感器。

1、前沿

目前，對(duì)于車輛油箱中的油量測(cè)量軍事采用設(shè)置在油箱中的傳感器進(jìn)行測(cè)量。而不同精度的傳感器測(cè)量所得的結(jié)果也不相同。例如，在普通的非營運(yùn)車輛的油量檢測(cè)中，一般從成本考慮，常采用浮子傳感器來判斷油箱內(nèi)大致的油量，確定當(dāng)前是否需要加油，該方案相比較為簡單，且測(cè)量不精確;而對(duì)于運(yùn)營車輛，要求成本控制較為嚴(yán)格，通常采用浮子傳感器測(cè)量油耗精度是不夠的，因此主機(jī)廠家通常會(huì)使用電容液位傳感器對(duì)油箱中的油量進(jìn)行檢測(cè)。

2、發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，電容式傳感器通常在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有一個(gè)感應(yīng)部分，當(dāng)油箱內(nèi)的油料的液位不同時(shí)，其淹沒的感應(yīng)部分的長度不同，導(dǎo)致該感應(yīng)部分的電容值不同;再根據(jù)油箱尺寸外形，結(jié)合不同的電容值，就能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)為不同的液面值，從而就可以精準(zhǔn)計(jì)算出油箱內(nèi)剩余油量值。但是，目前大多數(shù)電容式油箱傳感器都是通過螺紋直接固定在油箱上的。當(dāng)車輛運(yùn)行路況不佳或者轉(zhuǎn)彎等情況下，車輛傳感器易與油箱內(nèi)油發(fā)生相對(duì)作用。根據(jù)市場問題調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分車輛在特殊路面長時(shí)間運(yùn)行后，油箱傳感器會(huì)收到內(nèi)應(yīng)力作用，而發(fā)生松動(dòng)，不密封。長期以往導(dǎo)致測(cè)量不精確，甚至導(dǎo)致油管接觸空氣濕氣而出現(xiàn)銹蝕的情況。

3、設(shè)計(jì)方案

為了解決現(xiàn)有傳感器本體與油箱的之間有內(nèi)應(yīng)力，長時(shí)間使用和顛簸后，發(fā)生松動(dòng)，并且油量探測(cè)管經(jīng)常出現(xiàn)銹蝕的情況。本文結(jié)合現(xiàn)有油箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種電容式油箱傳感器。具體設(shè)計(jì)方案如下：

該電容式油箱傳感器主要包括油箱和油位傳感器本體本體，油位傳感器本體的一端貫穿油箱并延伸至油箱的內(nèi)部。而油位傳感器本體又包括電氣倉、連接頭和兩根油量探測(cè)管。電氣倉的底端與油量探測(cè)管的底端固定連接，電氣倉的外表面開設(shè)有外螺紋，外螺紋的表面螺紋連接有螺紋環(huán)，電氣倉的頂部固定連接有電氣倉蓋，電氣倉的底部固定連接有頂環(huán)，電氣倉的底部固定連接有固定板，電氣倉的外表面且位于固定板的頂部固定連接有第一密封圈，電氣倉的外表面滑動(dòng)連接有滑動(dòng)環(huán)，滑動(dòng)環(huán)的底部開設(shè)有環(huán)形槽，環(huán)形槽的內(nèi)表面固定連接有第二密封圈。

其中，第二密封圈作為一種階梯式構(gòu)件，頂環(huán)的內(nèi)表面與電氣倉的外表面滑動(dòng)連接，第一密封圈的頂部與油箱內(nèi)表面的一側(cè)相接觸，第二密封圈的底部與油箱外表面的一側(cè)相接觸，連接頭的一側(cè)與電氣倉的外表面連接，通過在電氣倉的外表面開設(shè)外螺紋，配合螺紋環(huán)上的頂環(huán)，能夠推動(dòng)滑動(dòng)環(huán)上的第二密封圈和固定板上的第一密封圈與油箱緊密貼合，并且第一密封圈和第二密封圈能夠吸收油箱和油位傳感器本體之間的內(nèi)應(yīng)力，在保證密封性的同時(shí)，能夠一定程度的延長其使用壽命。另外，兩個(gè)油量探測(cè)管相對(duì)一端的內(nèi)表面均開設(shè)有安裝槽，安裝槽的內(nèi)表面設(shè)置有連接套，連接套的周面固定連接有彈性套，安裝槽的兩側(cè)均開設(shè)有通孔，連接套內(nèi)壁的兩側(cè)均開設(shè)有貫穿孔，兩個(gè)貫穿孔的內(nèi)表面均滑動(dòng)連接有頂塊，兩個(gè)頂塊相對(duì)遠(yuǎn)離的一端均與彈性套的一側(cè)相接觸。兩個(gè)頂塊相對(duì)靠近的一端均固定連接有頂力彈簧，彈性套的外表面與通孔的內(nèi)表面相接觸。與此同時(shí)，連接套作為一種十字形構(gòu)件，連接套的外表面套設(shè)有橡膠套，橡膠套的外表面與油量探測(cè)管的一端相接觸，通過在兩個(gè)油量探測(cè)管之間設(shè)置連接套，配合貫穿孔內(nèi)的頂塊和彈性套，再利用頂力彈簧的彈力，能夠使得彈性套發(fā)生形變，并且頂塊插入通孔的內(nèi)部，進(jìn)而能夠在保證密封性的前提下進(jìn)行快速的安裝和拆卸。

4、操作步驟

本次設(shè)計(jì)的電容式油箱傳感器的操作步驟主要分為三步。步驟一：首先按下連接套兩側(cè)被頂塊頂起的彈性套，使得彈性套的凸起的部分被按下，從而使頂塊完全位于貫穿孔的內(nèi)部，此時(shí)的頂力彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后將連接套的上半部插入位于上方油量探測(cè)管內(nèi)的安裝槽中。步驟二：直至貫穿孔與通孔位于同一水平線時(shí)，在頂力彈簧的作用下，頂塊頂起彈性套，使得彈性套發(fā)生形變，并且彈性套與通孔的內(nèi)表面相接觸，從而將連接套與位于上方的油量探測(cè)管與連接套連接，同理，將位于下方的油量探測(cè)管與連接套的下半部進(jìn)行連接即可。步驟三：將油位傳感器本體貫穿油箱，并將電氣倉伸至油箱的外部，使得固定板頂部的第一密封圈與油箱內(nèi)腔的頂部相接觸，通過電氣倉外表面的外螺紋與螺紋環(huán)的螺紋連接關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋環(huán)，使得頂環(huán)頂住滑動(dòng)環(huán)，從而將環(huán)形槽內(nèi)的第二密封圈與油箱的外表面相接觸，并將其進(jìn)行壓緊即可。

5、結(jié)束語

電容式油箱傳感器通過在電氣倉的外表面開設(shè)的外螺紋配合螺紋環(huán)上的頂環(huán)，能夠推動(dòng)滑動(dòng)環(huán)上的第二密封圈和固定板上的第一密封圈與油箱緊密貼合，吸收兩者之間的內(nèi)應(yīng)力，可以確保密封性的同時(shí)延長其使用壽命。另外，本裝置通過在兩個(gè)油量探測(cè)管相對(duì)一端的內(nèi)表面均開設(shè)有安裝槽、連接套，利用連接套內(nèi)壁兩側(cè)的貫穿孔連接頂塊，再使彈性套的外表面與通孔的內(nèi)表面相接觸，通過在兩個(gè)油量探測(cè)管之間設(shè)置連接套，配合貫穿孔內(nèi)的頂塊和彈性套，再利用頂力彈簧的彈力，能夠使得彈性套發(fā)生形變，并且頂塊插入通孔的內(nèi)部，進(jìn)而能夠在保證密封性的前提下進(jìn)行快速的安裝和拆卸。

綜合來看，本裝置不僅解決了現(xiàn)有電容式油箱傳感器的安裝及使用壽命問題，還為進(jìn)一步提高整車產(chǎn)品質(zhì)量及其他零部件產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了借鑒意義。

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