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摘要：叉车、装载机和牵引车等工业车辆在运行过程中快速换向以及急走急停的现象非常频繁，导致燃油箱内的油液剧烈晃动，对安装于燃油箱内的油量传感器造成巨大的冲击，从而严重影响了油量传感器的寿命。本文介绍了一种新型工业车辆用油量传感器的结构设计，以适用于恶劣工况下抵抗油液的冲击。
关键词：工业车辆；油量传感器；结构设计；
前言：
随着现代工业的高速发展，叉车、装载机和牵引车等工业车辆作为当今现代工业生产中重要的物流搬运工具，应用领域越来越广泛，工作环境也越来越复杂。车辆在运行过程中，尤其是处于颠簸或倾斜路面、未停车时快速换向和急加速或急刹车时，燃油箱内的燃油油液剧烈晃动产生冲击力，并作用到油量传感器上，从而导致传感器出现多种失效模式，影响了传感器的寿命，容易造成客户的抱怨及投诉。为解决此问题，迫切需要设计一款结构新颖的油量传感器，以进一步提升整车的质量。
1分析现有油量传感器的不足
目前，工业车辆主机厂普遍使用的油量传感器均为钣金件外壳传感器，包括法兰盘连接杆、钣金件外壳、销轴、浮杆、电阻板和触点簧片等。电阻板先安装在塑料盒内，再安装到钣金件的外壳上，传感器的浮杆通过销轴与外壳相连，这种结构的油量传感器在实际生产和使用过程中存在以下缺点。
1.1传感器的外壳是钣金冲压件，销轴与外壳配合的销轴孔为翻边孔，而此翻边孔在实际加工过程中由于加工精度难以保证，致使销轴与销轴孔配合间隙大，同轴度较差，从而导致销轴摆动时晃动大，易造成浮杆摆动时出现卡滞现象。
1.2传感器的钣金件外壳包括底壳和盖板，底壳与盖板采用窄边搭接冷压连接，生产过程难以定位和控制冷压的压力，在使用过程中受到燃油箱中油液的冲击，底壳和盖板连接处容易松脱，导致传感器不能正常输出。同时，冷压后壳体结构相对开放，油液进入壳体内部，当车辆处于颠簸或倾斜路面、未停车时快速换向和急加速或急刹车时，剧烈晃动的油液产生冲击力直接作用在簧片上，长时间的冲击导致簧片的弹性变小，容易引起簧片与电阻板接触不良，导致传感器不能稳定输出。
1.3传感器的浮杆通过前端加工的扁方压入销轴圆孔内固定，浮杆与销轴会有一定的相对转动，从而导致传感器输出不准确，一致性差。
1.4传感器为单线制传感器，即只有一根引出信号线。传感器的接地是通过安装盘的连接螺钉将传感器的外壳地与整车搭铁的方式来实现。这种方式形成的回路，抗干扰性能较差，易导致传感器输出不准确。
1.5传感器的簧片厚度较厚，弹性差，加工后没有进行热处理，簧片在油液的不断冲击下容易断裂或失去弹性，导致传感器没有输出或输出不稳定。
1.6传感器的电阻板安装在塑料盒内，塑料盒再通过窄边搭接冷压固定在壳体上。由于这种装配方式精度差，位置不固定，导致传感器输出的一致性差。
2新型油量传感器的结构设计
为克服上述结构的不足，现介绍一款新型的油量传感器，包括法兰安装盘连接杆1、底壳2、电阻板3、触点簧片4、销轴支架5、电阻盒盖板6、浮杆7、弹簧8和浮子9等。
2.1材料的选择
底壳2、电阻盒盖板6和销轴支架5采用POM塑料开模注塑而成，产品尺寸精度和装配精度高。POM材料具有高的机械强度和刚性，高的疲劳强度，耐反覆冲击性强，环境抵抗性、耐有机溶剂性佳，良好的电绝缘性，具自润滑性、耐磨性良好和尺寸稳定性优等特点。
触点簧片4选用厚度为0.1mm的铍青铜簧片和AgNilO电触头铆接而成。铍青铜的强度、硬度、耐磨性和耐疲劳性居铜合金之首，具有弹性滞后小等优点。尤其经过固溶及时效处理后，不仅具有高强度、高硬度，而且具有高导电性能。AgNi10电触头具有良好的抗熔焊性和耐磨性，且导电性能良好。
法兰安装盘连接杆1等钣金件采用Q235-A钢板，且镀三价铬环保锌。
2.2结构设计方法
法兰安装盘连接杆1上从法兰安装盘上引出两根线，一根为信号输出线，另一根为接地线。底壳2上设计了一个安装孔和定位“T”形凸台，通过螺栓将底壳2固定在法兰安装盘连接杆1上的相应位置。同时，底壳2的定位凸台正好倒钩在连接杆上预留的“U”形槽口上。底壳2和电阻盒盖板6之间采用两个塑料卡扣定位，再用三个自攻螺钉呈三角形分布进行固定连接。这种装配方式简单快捷，定位准确，且稳定牢固，在燃油油液的猛烈冲击下也不会松脱。底壳2和电阻盒盖板6之间形成一个相对封闭的腔体，大大降低了油液对腔体内部触点簧片4等零部件的冲击。
底壳2内部有一个与电阻板3大小一样的长方形凹槽，上方有两个塑料卡扣，左右各一个卡扣。将电阻板3压入凹槽时，四个卡扣会倒扣住电阻板3，这样电阻板3能非常准确地固定在底壳2上，以保证浮杆7转动的中心线与电阻板3上的弧形串联电阻中心线的同轴度，从而保证了传感器输出信号的一致性。
电阻板3上烧结了串联电阻和两个焊盘，两个焊盘分别用于连接接地导线和信号输出导线。触点簧片4热铆固定在销轴支架5上，簧片的两个电触头分别连接串联电阻上的电阻和接地焊盘，这样形成了一个回路，其地线直接与蓄电池负极相连，确保了采样电阻的地线为绝对地线，避免了其他接地线的干扰。另外，由于触点簧片4固定在销轴支架5上，大大减弱了油液晃动时对触点簧片4的直接冲击，进而大幅提升了油量传感器的使用寿命和信号输出稳定性。
销轴支架5上设有卡槽和浮杆定位孔。浮杆7经90。折弯后形成“L”形结构，其折弯角的一边卡死在销轴支架5的卡槽内，另一边插入销轴支架5上的浮杆定位孔中固定，套上弹簧8，并将这一边插入到底壳2的轴孔内。浮杆7的另一端连接有浮子9，燃油油液高度变化时，浮子9带着浮杆7以轴孔为中心转动。由于POM材料的注塑精度高，能够确保销轴支架5的浮杆定位孔、底壳2的轴孔和浮杆7的外圆柱的同轴度，且POM材料自润滑性能好，从而使浮杆7在底壳2的轴孔内转动自如，不会出现卡滞现象。
触点簧片4的电触头采用双触点设计，两个电触头的折弯角度不同，从而保证电触头与电阻板3是平行接触，确保了信号输出的一致性。
3小结
此油量传感器结构新颖，制造简单快捷，生产效率高。关键零部件采用优质塑料，注塑成型误差小，整体装配精度高，产品性能稳定，输出一致性好，系统抗干扰能力强。创新的结构设计，即使燃油箱内油液剧烈地晃动，对壳体内部的关键零部件的冲击也很小，从而大幅提升了油量传感器的使用壽命。另外，通过更改法兰安装盘连接杆和浮杆的长度，以及电阻板的阻值，可以适用于各种工业车辆车型，应用范围非常广泛。
关键词：工业车辆；油量传感器；结构设计；
前言：
随着现代工业的高速发展，叉车、装载机和牵引车等工业车辆作为当今现代工业生产中重要的物流搬运工具，应用领域越来越广泛，工作环境也越来越复杂。车辆在运行过程中，尤其是处于颠簸或倾斜路面、未停车时快速换向和急加速或急刹车时，燃油箱内的燃油油液剧烈晃动产生冲击力，并作用到油量传感器上，从而导致传感器出现多种失效模式，影响了传感器的寿命，容易造成客户的抱怨及投诉。为解决此问题，迫切需要设计一款结构新颖的油量传感器，以进一步提升整车的质量。
1分析现有油量传感器的不足
目前，工业车辆主机厂普遍使用的油量传感器均为钣金件外壳传感器，包括法兰盘连接杆、钣金件外壳、销轴、浮杆、电阻板和触点簧片等。电阻板先安装在塑料盒内，再安装到钣金件的外壳上，传感器的浮杆通过销轴与外壳相连，这种结构的油量传感器在实际生产和使用过程中存在以下缺点。
1.1传感器的外壳是钣金冲压件，销轴与外壳配合的销轴孔为翻边孔，而此翻边孔在实际加工过程中由于加工精度难以保证，致使销轴与销轴孔配合间隙大，同轴度较差，从而导致销轴摆动时晃动大，易造成浮杆摆动时出现卡滞现象。
1.2传感器的钣金件外壳包括底壳和盖板，底壳与盖板采用窄边搭接冷压连接，生产过程难以定位和控制冷压的压力，在使用过程中受到燃油箱中油液的冲击，底壳和盖板连接处容易松脱，导致传感器不能正常输出。同时，冷压后壳体结构相对开放，油液进入壳体内部，当车辆处于颠簸或倾斜路面、未停车时快速换向和急加速或急刹车时，剧烈晃动的油液产生冲击力直接作用在簧片上，长时间的冲击导致簧片的弹性变小，容易引起簧片与电阻板接触不良，导致传感器不能稳定输出。
1.3传感器的浮杆通过前端加工的扁方压入销轴圆孔内固定，浮杆与销轴会有一定的相对转动，从而导致传感器输出不准确，一致性差。
1.4传感器为单线制传感器，即只有一根引出信号线。传感器的接地是通过安装盘的连接螺钉将传感器的外壳地与整车搭铁的方式来实现。这种方式形成的回路，抗干扰性能较差，易导致传感器输出不准确。
1.5传感器的簧片厚度较厚，弹性差，加工后没有进行热处理，簧片在油液的不断冲击下容易断裂或失去弹性，导致传感器没有输出或输出不稳定。
1.6传感器的电阻板安装在塑料盒内，塑料盒再通过窄边搭接冷压固定在壳体上。由于这种装配方式精度差，位置不固定，导致传感器输出的一致性差。
2新型油量传感器的结构设计
为克服上述结构的不足，现介绍一款新型的油量传感器，包括法兰安装盘连接杆1、底壳2、电阻板3、触点簧片4、销轴支架5、电阻盒盖板6、浮杆7、弹簧8和浮子9等。
2.1材料的选择
底壳2、电阻盒盖板6和销轴支架5采用POM塑料开模注塑而成，产品尺寸精度和装配精度高。POM材料具有高的机械强度和刚性，高的疲劳强度，耐反覆冲击性强，环境抵抗性、耐有机溶剂性佳，良好的电绝缘性，具自润滑性、耐磨性良好和尺寸稳定性优等特点。
触点簧片4选用厚度为0.1mm的铍青铜簧片和AgNilO电触头铆接而成。铍青铜的强度、硬度、耐磨性和耐疲劳性居铜合金之首，具有弹性滞后小等优点。尤其经过固溶及时效处理后，不仅具有高强度、高硬度，而且具有高导电性能。AgNi10电触头具有良好的抗熔焊性和耐磨性，且导电性能良好。
法兰安装盘连接杆1等钣金件采用Q235-A钢板，且镀三价铬环保锌。
2.2结构设计方法
法兰安装盘连接杆1上从法兰安装盘上引出两根线，一根为信号输出线，另一根为接地线。底壳2上设计了一个安装孔和定位“T”形凸台，通过螺栓将底壳2固定在法兰安装盘连接杆1上的相应位置。同时，底壳2的定位凸台正好倒钩在连接杆上预留的“U”形槽口上。底壳2和电阻盒盖板6之间采用两个塑料卡扣定位，再用三个自攻螺钉呈三角形分布进行固定连接。这种装配方式简单快捷，定位准确，且稳定牢固，在燃油油液的猛烈冲击下也不会松脱。底壳2和电阻盒盖板6之间形成一个相对封闭的腔体，大大降低了油液对腔体内部触点簧片4等零部件的冲击。
底壳2内部有一个与电阻板3大小一样的长方形凹槽，上方有两个塑料卡扣，左右各一个卡扣。将电阻板3压入凹槽时，四个卡扣会倒扣住电阻板3，这样电阻板3能非常准确地固定在底壳2上，以保证浮杆7转动的中心线与电阻板3上的弧形串联电阻中心线的同轴度，从而保证了传感器输出信号的一致性。
电阻板3上烧结了串联电阻和两个焊盘，两个焊盘分别用于连接接地导线和信号输出导线。触点簧片4热铆固定在销轴支架5上，簧片的两个电触头分别连接串联电阻上的电阻和接地焊盘，这样形成了一个回路，其地线直接与蓄电池负极相连，确保了采样电阻的地线为绝对地线，避免了其他接地线的干扰。另外，由于触点簧片4固定在销轴支架5上，大大减弱了油液晃动时对触点簧片4的直接冲击，进而大幅提升了油量传感器的使用寿命和信号输出稳定性。
销轴支架5上设有卡槽和浮杆定位孔。浮杆7经90。折弯后形成“L”形结构，其折弯角的一边卡死在销轴支架5的卡槽内，另一边插入销轴支架5上的浮杆定位孔中固定，套上弹簧8，并将这一边插入到底壳2的轴孔内。浮杆7的另一端连接有浮子9，燃油油液高度变化时，浮子9带着浮杆7以轴孔为中心转动。由于POM材料的注塑精度高，能够确保销轴支架5的浮杆定位孔、底壳2的轴孔和浮杆7的外圆柱的同轴度，且POM材料自润滑性能好，从而使浮杆7在底壳2的轴孔内转动自如，不会出现卡滞现象。
触点簧片4的电触头采用双触点设计，两个电触头的折弯角度不同，从而保证电触头与电阻板3是平行接触，确保了信号输出的一致性。
3小结
此油量传感器结构新颖，制造简单快捷，生产效率高。关键零部件采用优质塑料，注塑成型误差小，整体装配精度高，产品性能稳定，输出一致性好，系统抗干扰能力强。创新的结构设计，即使燃油箱内油液剧烈地晃动，对壳体内部的关键零部件的冲击也很小，从而大幅提升了油量传感器的使用壽命。另外，通过更改法兰安装盘连接杆和浮杆的长度，以及电阻板的阻值，可以适用于各种工业车辆车型，应用范围非常广泛。