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汽車電器開關的分類與發展

  • 發布時間: 2017-07-31 16:54:30
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汽車電器開關的分類與發展
汽車電器開關(以下簡稱開關)和普通電器開關作用原理雖有相似之處,但由于汽車用開關是控制汽車上各種控制裝置電路的開關,其控制對象不同,操作的方式也是多種多樣,所以與普通電器開關相比具有一定的特殊性。 
一、主要特點
1.在保證性能良好的前提下,不但外表要美觀,而且表面的色彩還必須與整車內飾件的色調相協調,以提高整個車廂的美觀。
2.在設計上要考慮安全因素,車輛在行駛中萬一發生事故時不能給乘員的人身造成傷害,或者將傷害程度降低到最低限度。例如將按鈕設計成圓角、板柄的長度盡可能縮短、開關固定嵌入面板內部等。另外還必須考慮車輛的防火安全,對于開關使用的材料要用阻燃材料。
3.汽車開關的外表形狀設計必須考慮安裝位置、操作方式、操作感覺等因素,有必要去按人機學的理論進行設計與安排。
4.電壓的等級有6V(摩托車)、12V(轎車)、24V(柴油車),在21世紀還可能在轎車上出現42V的電壓等級。
5.根據控制對象不同,其工作方式有瞬時、短時和連續運行3種工作狀態。按用途不同其負載電流可以從lmA-1000A。
6.考慮到可靠性,汽車開關和其它汽車用零部件一樣在車輛行駛過程中總是會受到各方向力的沖擊與振動,使開關零部件出現早期損壞、鉚接松動等。另外,汽車運行中還會受到溫度、相對濕度等惡劣環境的影響,引起開關觸點的氧化加劇,導致開關壽命的縮短。
二、汽車開關的分類
汽車開關的品種較多,可以從功能性與結構性兩個方面來介紹。
按功能性分類:
1.駕駛操作功能:品種有點火起動、恒速、超速、后視鏡控制開關等??刂频呢撦d有電機、繼電器、燈、電路等。
2.報警信號功能:品種有轉向喇叭、停車燈、報警燈、制動燈開關等??刂频呢撦d有燈、繼電器、電磁閥等。
3.燈光系統功能:品種有前照燈、霧燈、儀表燈、開關等??刂频呢撦d主要是燈。
4.刮水器系統功能:品種有刮水器、洗滌器、風窗加熱開關等??刂频呢撦d有電機、繼電器、電阻、泵等。
5.空調冷卻系統功能:品種有風扇、空調、溫控開關等??刂频呢撦d有電機、電磁閥等。
6.門窗、鎖系統功能:品種有門鎖、電動搖窗機、油箱蓋、行李箱、天窗開關等??刂频呢撦d有電機、電磁閥等。
按機械結構分類:
從50年代開始,這幾十年中,汽車開關為滿足汽車發展需要,其結構方面也起了很大的變化,主要有以下七種類型。推拉式、旋轉式、頂桿式、燒板式、按鈕式、板柄式、電子型等。
三、各類開關介紹
1.推拉式:創于40年代發展于50年代,廣泛應用于轎車、貨車上。主要依靠推拉力的作用來完成接通與斷開電路,個別品種還具有雙金屬片安全器與燈光調節電阻(見圖 1)。

目前僅在國內公交車、貨車上使用。其特點是結構簡單、價格便宜,不足之處是體積大,操作力大,在車輛行駛時調節檔位不方便。
2.旋轉式:主要依靠主軸旋轉來改變檔位,以達到電路通與斷的目的。該類開關品種較多,一種是以鑰匙操作的點火開關,由鎖機構和開關兩部份組合而成,開關是用安裝螺母來固定。具體外形如圖 2。

另外一種是有不同形狀旋鈕的開關。如用圓形旋鈕來控制后視鏡角度的開關,目前己配用在桑塔納2000車各種款式上。
3.頂桿式:此類的開關動作原理比較簡單,主要是在規定外力作用下,頂桿在一定范圍內作直線運動,去推動觸點閉合(或打開),一旦外力消失,依靠本身反力彈簧自動復位,使觸點保持原始狀態。
這是一種用于車門和制動車燈的信號開關。
目前制動系統中對于制動燈開關的配合有兩種類型。一種是制動燈開關與制動系統的油(汽)路結合在一起,目前貨車上基本屬于此類型。另一種是制動燈開關與制動系統分離,此種結構主要應用在轎車上,該制動燈開關是依靠機械結構與制動踏板相連,如桑塔納轎車用的頂桿式制動燈開關,該品種有下列特點:
(1)頂桿伸出距離可在一定范圍內作尺寸上的調正,以滿足制動時工作行程的需要。
(2)采用兩對并聯觸點,以確保信號燈接通時的可靠性。
(3)在結構與材料上采取了特殊措施,以確保產品的可靠性與耐久性,確保壽命可達到25萬次以上。
4.撓板式:主要特點是工作支點在中央而工作點在支點兩旁,當按下一個工作面,另一工作面則向上,形如蹺蹺板。
80年代以來,該型開關逐步興起,并廣泛應用于大客車、轎車上,根據用途不同其內部結構上也存在差異。
(1)共同特點:
a.外表具有黑色無反光的特點,材料一般采用黑色尼龍6、尼龍66,但近年來也有采用白色尼龍材料后經特殊黑色油墨噴涂表面。
b.按國際規定,根據開關功能不同在開關按鈕上有不同形狀的標記,其標記的形成有兩種方式,一是作為嵌件嵌入按鈕內,另外對于用黑色油墨噴涂的按鈕則采用激光打刻而成。
c.為方便車輛在夜間行駛,在標記上還出現不同色彩的發光指示,其發光源有兩種:一是微型燈泡,二是發光兩極管,由于近年來發光兩極管發光率與壽命的提高,因此有逐步代替燈泡的趨勢。
d.周圍兩端配有卡簧,便于安裝在儀表板上。
(2)開關分類:可分為帶自動復位與不帶自動復位兩類:
a.帶自動復位:基本特點是在外力作用下開關處于工作狀態,一旦外力消失能自動復位,目前主要用于轎車搖窗機開關。其觸點的功率必須滿足10-30流值。
b.不帶自動復位:此種開關可有一個或兩個檔位,兩者之間的差異是接通后控制的電路多少不同。
5.電子型:利用電子元件來實現控制汽車電路的開關己逐步得到應用,該類型開關沒有觸點,因此不存在因觸點燒蝕而引起的故障。目前典型的產品是電子調光開關。其主要有兩大部分組成,即撓板式開關與電子調光系統(電壓調節可利用開關表面的一個調節旋鈕來完成)。
采用電子調光消除了因電阻長期處于通電發熱狀態、加速使線繞電阻失效的弊病。
另外該電子調光系統還增加了負載過電流保護設施。
6.按鈕式:此類型開關俗稱push開關,具體可分不帶自鎖與帶自鎖兩種,前者結構簡單,目前很少采用,帶自鎖的平面型按鈕式開關,在80年代中期開始風行在轎車上。其主要特點是外形美、操作簡單。這在車輛行駛中對駕駛員的操作安全帶來了方便。
該開關目前用在上海通用“別克”、上海大眾“帕薩特”、神龍“富康”等車型上。
7.板柄式:板柄式開關主要利用杠桿的作用原理來達到控制目的,典型的品種是當前普遍流行的組合開關。
由于各國汽車制造商在汽車內選用電氣控制線路結構不同,因此采取的控制方式也不同,主要可分兩類:
一是直接控制式:即組合開關直接控制負載。這就要求開關的觸點能承受的功率要大,而且被控制的對象功率大小不一。
二是間隙控制式:其特點是組合開關不直接控制負載,而是控制中間繼電器,然后利用中間繼電器的觸點去控制負載,因此組合開關的觸點功率要求較小,而且控制對象的功率基本一致。
以上不同之處我們應該分清,否則會引起事故。另外在肯定組合開關的優點時,也不可忽視其不足之處,由于組合開關的兩個手柄所控制的對象不同,使用中會造成使用頻率不一致,相對來說有變光、轉向功能的手柄比有刮水、洗滌功能的使用頻率要高,當然損壞也快,這就會引起整個開關的損壞與失效,即使能維修也非常不方便,因此目前有些轎車上的組合開關在其結構上作了很大的改進,即采取了“獨立裝配模塊組合”,即將兩個手柄和點火開關這三個部件實行相對獨立,然后共同裝配在轉向柱上結合成一個統一的組合開關,萬一有某個部件損壞,即可方便的換下,而不影響其它部件的完整。目前上海大眾的“帕薩特”轎車的組合開關屬這個類型。
目前典型的組合開關有以下幾個功能
類別 名稱 功能
燈光 變光開關
轉向燈開關
停車燈開關 近光、遠光、超車信號
斷開、向左、向右、自動回位、變道
斷開、向左、向右(點火鎖處于斷開狀態)
用電量控制 刮水器開關
洗滌器開關
喇叭按鈕觸點 斷開、低速、高速、間隙、短暫
斷開、接通
斷開、接通
電源控制 點火開關 閉鎖、接通、點火、起動
防盜機構 轉向鎖 開鎖、鎖緊、保險
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