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汽车电器开关的分类与发展

  • 发布时间: 2017-07-31 16:54:30
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汽车电器开关的分类与发展
汽车电器开关(以下简称开关)和普通电器开关作用原理虽有相似之处,但由于汽车用开关是控制汽车上各种控制装置电路的开关,其控制对象不同,操作的方式也是多种多样,所以与普通电器开关相比具有一定的特殊性。 
一、主要特点
1.在保证性能良好的前提下,不但外表要美观,而且表面的色彩还必须与整车内饰件的色调相协调,以提高整个车厢的美观。
2.在设计上要考虑安全因素,车辆在行驶中万一发生事故时不能给乘员的人身造成伤害,或者将伤害程度降低到最低限度。例如将按钮设计成圆角、板柄的长度尽可能缩短、开关固定嵌入面板内部等。另外还必须考虑车辆的防火安全,对于开关使用的材料要用阻燃材料。
3.汽车开关的外表形状设计必须考虑安装位置、操作方式、操作感觉等因素,有必要去按人机学的理论进行设计与安排。
4.电压的等级有6V(摩托车)、12V(轿车)、24V(柴油车),在21世纪还可能在轿车上出现42V的电压等级。
5.根据控制对象不同,其工作方式有瞬时、短时和连续运行3种工作状态。按用途不同其负载电流可以从lmA-1000A。
6.考虑到可靠性,汽车开关和其它汽车用零部件一样在车辆行驶过程中总是会受到各方向力的冲击与振动,使开关零部件出现早期损坏、铆接松动等。另外,汽车运行中还会受到温度、相对湿度等恶劣环境的影响,引起开关触点的氧化加剧,导致开关寿命的缩短。
二、汽车开关的分类
汽车开关的品种较多,可以从功能性与结构性两个方面来介绍。
按功能性分类:
1.驾驶操作功能:品种有点火起动、恒速、超速、后视镜控制开关等。控制的负载有电机、继电器、灯、电路等。
2.报警信号功能:品种有转向喇叭、停车灯、报警灯、制动灯开关等。控制的负载有灯、继电器、电磁阀等。
3.灯光系统功能:品种有前照灯、雾灯、仪表灯、开关等。控制的负载主要是灯。
4.刮水器系统功能:品种有刮水器、洗涤器、风窗加热开关等。控制的负载有电机、继电器、电阻、泵等。
5.空调冷却系统功能:品种有风扇、空调、温控开关等。控制的负载有电机、电磁阀等。
6.门窗、锁系统功能:品种有门锁、电动摇窗机、油箱盖、行李箱、天窗开关等。控制的负载有电机、电磁阀等。
按机械结构分类:
从50年代开始,这几十年中,汽车开关为满足汽车发展需要,其结构方面也起了很大的变化,主要有以下七种类型。推拉式、旋转式、顶杆式、烧板式、按钮式、板柄式、电子型等。
三、各类开关介绍
1.推拉式:创于40年代发展于50年代,广泛应用于轿车、货车上。主要依靠推拉力的作用来完成接通与断开电路,个别品种还具有双金属片安全器与灯光调节电阻(见图 1)。

目前仅在国内公交车、货车上使用。其特点是结构简单、价格便宜,不足之处是体积大,操作力大,在车辆行驶时调节档位不方便。
2.旋转式:主要依靠主轴旋转来改变档位,以达到电路通与断的目的。该类开关品种较多,一种是以钥匙操作的点火开关,由锁机构和开关两部份组合而成,开关是用安装螺母来固定。具体外形如图 2。

另外一种是有不同形状旋钮的开关。如用圆形旋钮来控制后视镜角度的开关,目前己配用在桑塔纳2000车各种款式上。
3.顶杆式:此类的开关动作原理比较简单,主要是在规定外力作用下,顶杆在一定范围内作直线运动,去推动触点闭合(或打开),一旦外力消失,依靠本身反力弹簧自动复位,使触点保持原始状态。
这是一种用于车门和制动车灯的信号开关。
目前制动系统中对于制动灯开关的配合有两种类型。一种是制动灯开关与制动系统的油(汽)路结合在一起,目前货车上基本属于此类型。另一种是制动灯开关与制动系统分离,此种结构主要应用在轿车上,该制动灯开关是依靠机械结构与制动踏板相连,如桑塔纳轿车用的顶杆式制动灯开关,该品种有下列特点:
(1)顶杆伸出距离可在一定范围内作尺寸上的调正,以满足制动时工作行程的需要。
(2)采用两对并联触点,以确保信号灯接通时的可靠性。
(3)在结构与材料上采取了特殊措施,以确保产品的可靠性与耐久性,确保寿命可达到25万次以上。
4.挠板式:主要特点是工作支点在中央而工作点在支点两旁,当按下一个工作面,另一工作面则向上,形如跷跷板。
80年代以来,该型开关逐步兴起,并广泛应用于大客车、轿车上,根据用途不同其内部结构上也存在差异。
(1)共同特点:
a.外表具有黑色无反光的特点,材料一般采用黑色尼龙6、尼龙66,但近年来也有采用白色尼龙材料后经特殊黑色油墨喷涂表面。
b.按国际规定,根据开关功能不同在开关按钮上有不同形状的标记,其标记的形成有两种方式,一是作为嵌件嵌入按钮内,另外对于用黑色油墨喷涂的按钮则采用激光打刻而成。
c.为方便车辆在夜间行驶,在标记上还出现不同色彩的发光指示,其发光源有两种:一是微型灯泡,二是发光两极管,由于近年来发光两极管发光率与寿命的提高,因此有逐步代替灯泡的趋势。
d.周围两端配有卡簧,便于安装在仪表板上。
(2)开关分类:可分为带自动复位与不带自动复位两类:
a.带自动复位:基本特点是在外力作用下开关处于工作状态,一旦外力消失能自动复位,目前主要用于轿车摇窗机开关。其触点的功率必须满足10-30流值。
b.不带自动复位:此种开关可有一个或两个档位,两者之间的差异是接通后控制的电路多少不同。
5.电子型:利用电子元件来实现控制汽车电路的开关己逐步得到应用,该类型开关没有触点,因此不存在因触点烧蚀而引起的故障。目前典型的产品是电子调光开关。其主要有两大部分组成,即挠板式开关与电子调光系统(电压调节可利用开关表面的一个调节旋钮来完成)。
采用电子调光消除了因电阻长期处于通电发热状态、加速使线绕电阻失效的弊病。
另外该电子调光系统还增加了负载过电流保护设施。
6.按钮式:此类型开关俗称push开关,具体可分不带自锁与带自锁两种,前者结构简单,目前很少采用,带自锁的平面型按钮式开关,在80年代中期开始风行在轿车上。其主要特点是外形美、操作简单。这在车辆行驶中对驾驶员的操作安全带来了方便。
该开关目前用在上海通用“别克”、上海大众“帕萨特”、神龙“富康”等车型上。
7.板柄式:板柄式开关主要利用杠杆的作用原理来达到控制目的,典型的品种是当前普遍流行的组合开关。
由于各国汽车制造商在汽车内选用电气控制线路结构不同,因此采取的控制方式也不同,主要可分两类:
一是直接控制式:即组合开关直接控制负载。这就要求开关的触点能承受的功率要大,而且被控制的对象功率大小不一。
二是间隙控制式:其特点是组合开关不直接控制负载,而是控制中间继电器,然后利用中间继电器的触点去控制负载,因此组合开关的触点功率要求较小,而且控制对象的功率基本一致。
以上不同之处我们应该分清,否则会引起事故。另外在肯定组合开关的优点时,也不可忽视其不足之处,由于组合开关的两个手柄所控制的对象不同,使用中会造成使用频率不一致,相对来说有变光、转向功能的手柄比有刮水、洗涤功能的使用频率要高,当然损坏也快,这就会引起整个开关的损坏与失效,即使能维修也非常不方便,因此目前有些轿车上的组合开关在其结构上作了很大的改进,即采取了“独立装配模块组合”,即将两个手柄和点火开关这三个部件实行相对独立,然后共同装配在转向柱上结合成一个统一的组合开关,万一有某个部件损坏,即可方便的换下,而不影响其它部件的完整。目前上海大众的“帕萨特”轿车的组合开关属这个类型。
目前典型的组合开关有以下几个功能
类别 名称 功能
灯光 变光开关
转向灯开关
停车灯开关 近光、远光、超车信号
断开、向左、向右、自动回位、变道
断开、向左、向右(点火锁处于断开状态)
用电量控制 刮水器开关
洗涤器开关
喇叭按钮触点 断开、低速、高速、间隙、短暂
断开、接通
断开、接通
电源控制 点火开关 闭锁、接通、点火、起动
防盗机构 转向锁 开锁、锁紧、保险