Automobiļu releji: galvenie punkti ūdensnecaurlaidīgam un triecienizturīgam dizainam

Galvenie punkti

Automobiļu releji ir mūsdienu transportlīdzekļu elektrisko sistēmu paslēptie darba zirgi. Šie kompaktie, augstie - strāvas slēdži pārvērš zemu - pašreizējie signāli no vadības vienībām uz augstām - pašreizējām darbībām. Viņi kontrolē plašu kritisko un komforta diapazonu - saistītās funkcijas.

Mūsdienu automašīnas nevarēja strādāt bez šīm sastāvdaļām. Tās ir būtiskas gandrīz katrai sistēmai, kas liek automašīnai darboties labi, saglabāt drošību un nodrošina labu lietotāju pieredzi.

Padomājiet par to, ko viņi kontrolē:

Motora vadības sistēmas (degvielas sūknis, dzesēšanas ventilators, ECU Power)

Drošības sistēmas (ABS/ESC sūkņa motors, gaisa spilvenu izvietošanas loģika)

Ķermeņa vadības moduļi (elektrības logi, durvju slēdzenes, sēdekļa regulēšana)

Apgaismojuma sistēmas (priekšējie lukturi, miglas lukturi, indikatori)

HVAC sistēmas (pūtēja motors, kompresora sajūgs)

Tomēr šie releji nedarbojas maigā vidē. Viņi saskaras ar pastāvīgiem uzbrukumiem no ārkārtējām temperatūrām, bez - apturēt vibrāciju, mehāniskus satricinājumus un ūdens, sāls, eļļas un citu skarbu ķīmisku vielu iedarbību. Nozares dati rāda, ka daudzas automobiļu elektroniskās kļūmes rodas no šiem smagajiem vides apstākļiem.

Kad stafete neizdodas, tā nav tikai maza problēma. Tas var izraisīt kritiskas sistēmas sadalījumu. Šī rokasgrāmata dod jums inženierzinātņu - līmeņa sadalījumu no diviem svarīgākajiem releju izdzīvošanas aspektiem: automobiļu releju ūdensnecaurlaidīga un trieciena necaurlaidīga dizaina. Mēs pārbaudīsim principus, materiālus un standartus, kas pārliecinās, ka stafete nedarbojas, bet ilgst.

Ūdensnecaurlaidīga dizaina dekodēšana

Releja ūdensnecaurlaidīga izgatavošana nav par vienu funkciju. Tā ir pilnīga dizaina sistēma. Tas apvieno rūpīgu mājokļa dizainu, materiālu zinātni un blīvēšanas paņēmienus, lai radītu barjeru, kas mitrumu iziet. Mitrums var izraisīt īslaicīgu ķēžu, koroziju un pilnīgu kļūmi.

Izpratne par IP vērtējumiem

Visizplatītākais blīvējuma efektivitātes mērīšanas veids ir iekļūšanas aizsardzības (IP) vērtējums. IEC 60529 standarts nosaka šo vērtējumu. Šis divi - cipara kods dod skaidru, standartizētu automobiļu releju aizsardzības līmeni pret cietām vielām un šķidrumiem.

Daudziem automobiļu lietojumiem, piemēram, IP67 (putekļi -, un to var iegremdēt līdz 1 metram) ir labs sākumpunkts. Bet automašīnām ir savi unikāli izaicinājumi. Tas noveda pie kritiskā IP6K9K vērtējuma.

IP6K9K standarts ir būtisks detaļām motora nodalījumā vai uz šasijas. "9K" nozīmē, ka tas iztur augstu - spiedienu (80 - 100 bar) un augsts - temperatūra (80 grādu) ūdens strūklas no tuvu diapazona. Tas imitē agresīvu motoru mazgāšanu vai tvaika tīrīšanu. Standarta IP67 vai IP68 novērtētie komponenti šajos apstākļos var viegli izgāzties termiskā šoka un augsta - enerģijas ūdens trieciena dēļ. Atklātiem, misijai kritiskiem relejiem, IP6K9K ir absolūti nepieciešams.

Kritiski blīvēšanas materiāli

Pareiza blīvēšanas materiāla izvēle ir tikpat svarīga kā pats dizains. Katrs materiāls piedāvā atšķirīgas ieguvumus ķīmiskās izturības, temperatūras stabilitātes un mehānisko īpašību jomā.

Epoksīda sveķus parasti izmanto podiņu veidošanai. Viņi ļoti labi pieturas pie iekšējām komponentiem un mājokļa plastmasas. Tas rada stingru, void - bezmaksas bloku ar lielisku pretestību automobiļu šķidrumiem, piemēram, eļļu un degvielu. Viņu galvenais vājums ir stingrība. Tas var pārnest termisko spriegumu uz lodēšanas locītavām un padarīt tos lielāku plaisu smagu vibrāciju vai temperatūras izmaiņu laikā.

Silikona želejas un podiņu savienojumi darbojas labāk, ja ir svarīgi elastība. Tie paliek elastīgi ļoti plašā temperatūras diapazonā (piemēram, -50 grādi līdz 200 grādiem). Viņi lieliski absorbē vibrāciju un šoku. Šī elastība samazina mehānisko spriegumu uz shēmas plati un tā komponentiem. Tomēr silikoniem var arī pielīmēt, un tiem var būt zemāka pretestība ar šķīdinātājiem, salīdzinot ar epoksēmiem.

Pats releja mājoklis ir pirmā aizsardzības līnija. Plaši izmantoti tādi materiāli kā PBT - GF30 (polibutilēntereftalāts ar 30% stikla šķiedras pastiprinājumu). Šis termoplastiskais piedāvā lielisku augstu - temperatūras stabilitāti, izmēru stingrības un izturības pret ķīmisko uzbrukumu kombināciju. Tas padara to ideālu releja ārējam apvalkam.

Podos pret metinātu blīvējumu

Papildus materiāliem blīvēšanas metode ietekmē veiktspēju, izmaksas un to, cik viegli to ražot. Divas galvenās patiesi noslēgta releja izveidošanas metodes ir podiņu un plastmasas metināšanas metode.

Potting vai iekapsulēšana nozīmē releja korpusa piepildīšanu ar šķidruma blīvējuma savienojumu (piemēram, epoksīda vai silikona), kas sacietē. Šī metode pilnībā aptver iekšējās sastāvdaļas. Tas nodrošina maksimālu aizsardzību pret mitrumu un vibrāciju.

Plastmasas metināšana parasti izmanto ultraskaņas vai lāzera enerģiju, lai sakausētu releja pārsegu līdz tās pamatnei. Tas rada vienu, cietu plastmasas korpusu ar pastāvīgu, hermētisku blīvējumu pie savienojuma.

Izvēle starp tiem ir svarīga inženiertehniskā tirdzniecība - izslēgšanas.

Praksē relejiem bieži izvēlas podus ekstrēmākajās vibrācijas zonās. Tajos ietilpst releji, kas uzstādīti tieši uz motora vai transmisijas. Siltuma problēmu var pārvaldīt ar zemāku - strāvas relejiem vai izstrādājot atbilstošu gaisa plūsmu.

Metinātais blīvējums ir labāks augstam - apjomam, izmaksām - jutīgām lietojumprogrammām, kur svars ir svarīgs un vibrācija ir mazāk smaga. Tas ir labāk arī augstākam - strāvas relejiem, kur galvenā problēma ir siltuma noņemšana no spoles.

Stiprināšana pret neveiksmi

Mehāniskais spriegums rodas no pastāvīgas motora vibrācijas un pēkšņiem ceļu satricinājumiem. Tas ir nerimstošs spēks, kurš mēģina iznīcināt stafeti no iekšpuses. Izturīga trieciena necaurlaidīga un vibrācija - izturīgs dizains ir būtisks ilgam - termina uzticamībai. Tas novērš periodiskas, cietas - līdz - diagnosticē elektriskās kļūdas.

Mērķis ir izveidot tik nekustīgu struktūru, ka ārējie spēki nevar izraisīt delikātā iekšējā mehānisma kustību. Kustība var izraisīt kontaktu atlēcienu, mehānisku nogurumu vai pilnīgu pārrāvumu.

Strukturālās pastiprināšanas paņēmieni

Efektīva šoka izolācija sākas komponentu līmenī un attiecas uz visu releja komplektu.

Iekšējā komponenta fiksācija ir pirmais solis. Spoles montāžu, armatūru un kontaktu atsperes nevar ļaut pārvietoties attiecībā pret korpusu. To bieži veic, veidojot tos tieši releja pamatnē vai nostiprinot ar augstu - temperatūru, vibrāciju - izturīgas līmes. Arī stingri brūču spole ir mazāka iespējamība, ka vibrācijas laikā cieš stiepļu nogurumu.

Termināla un shēmas plates noenkurošana ir vienlīdz kritiska. Releja savienojums ar ārpasauli ir galvenais stresa punkts. Termināļiem jābūt plašai pamatnei un spēcīgām lodēšanas savienojumiem, lai pretotos vibrētam no ķēdes plates. Relejām spraudnei - relejos, izturīgi termināla dizainparaugi un dažreiz arī papildu mehāniski klipi vai integrētas montāžas cilnes nodrošina drošu savienojumu ar transportlīdzekļa vadu instalāciju vai drošinātāju kārbu.

Mājokļu un bāzes dizains ievērojami veicina vispārējo stingrību. Iekšējā rievošana bieži tiek veidota korpusa sienās, lai pievienotu stīvumu bez lielas soda. Bāzes materiāls, parasti stikls - piepildīts termoplastisks, ir izvēlēts tā stingrībai un spējai droši noturēt termināļus vietā. Tas novērš jebkādu elastību, kas varētu apdraudēt lodēšanas savienojumus.

Šoka un vibrācijas standarti

Lai apstiprinātu šos dizainus, mēs paļaujamies uz stingriem, standartizētiem testēšanas protokoliem. Vienkārši apgalvot, ka relejs ir "triecienizturīgs", ir bezjēdzīgi bez datiem, kas norādīti uz noteiktiem automobiļu standartiem.

Vissvarīgākie no tiem ir ISO 16750 - 3 ("Ceļu transportlīdzekļi - Vides apstākļi un elektrisko un elektronisko iekārtu pārbaude {- 3. daļa: mehāniskas slodzes") un ražotājam specifiski standarti, piemēram, GMW3172. Šie dokumenti nosaka precīzas testa procedūras, kas imitē transportlīdzekļa darbības laiku.

Izpratne par šiem testiem atklāj zinātni, kas balstās uz specifikācijām. Vibrācijas profila tests ne tikai satricina releju. Tas to pakļauj īpašām frekvencēm un amplitūdām. Nejaušs vibrācijas tests imitē kompleksu, vairāku - frekvences vidi, kas darbojas uz nelīdzena ceļa.

Galvenā daļa no tā ir rezonanses frekvences meklēšana. Katram objektam ir dabiska biežums, kurā tas vibrēs visspēcīgāk. Akas - projektētajam relejam nedrīkst būt būtiska rezonanses frekvence transportlīdzekļa motora un piedziņas tipiskajā darbības diapazonā (piemēram, 20-200 Hz). Ja tā rezonanse samazinās šajā diapazonā, vibrācijas tiks pastiprinātas. Tas noved pie ātra noguruma un neveiksmes.

Mehāniskais šoka tests imitē tādus notikumus kā trāpīšana bedrē vai apmalē. Pārbaude tiek definēta ar maksimālo paātrinājumu (G - spēkā) un ilgums (milisekundēs). Piemēram, 50 g pusi - sinusa impulss 11 ms. Relejam ir jāiztur šis šoks bez fiziskiem bojājumiem. Vēl svarīgāk ir tas, ka tā kontakti nedrīkst netīšām mainīt stāvokli.

Klusais slepkava

Viena no visnegarīgākajām vibrācijām - izraisītiem kļūmes režīmiem ir kontakta pļāpāšana. Tas notiek, ja mehāniskā vibrācija izraisa releja kontaktu fizisku atlēkšanu un kopā ar augstu frekvenci. Tas notiek pat tad, ja relejs ir enerģisks un domājams, ka tas atrodas stabilā slēgtā stāvoklī.

Mēs esam redzējuši gadījumus, kad transportlīdzeklis parāda mīklainu, periodisku enerģijas zudumu kritiskai sistēmai, piemēram, degvielas sūknim. Visi statiskie testi parāda, ka stafete ir laba. Tika atklāta kļūda, tikai uzraudzot ķēdi ar augstu - ātruma osciloskopu darbības laikā. Kad motors izgāja cauri noteiktam apgriezienu skaitam, releja kontakti pļāpā. Tas īsi pārtrauca strāvu un izraisīja sistēmas stostīšanos.

Šī pļāpāšana izveido mikro -, kas arcing katru reizi, kad kontakti atdalās. Tas strauji mazina kontakta virsmas un noved pie pretestības uzkrāšanās vai galu galā metinātu kontaktu. Tas ir klusa uzticamības slepkava.

Apskatot datu lapu, pieredzējis inženieris meklē divas dažādas šoka un vibrācijas specifikācijas: "destruktīvas" un "funkcionālas" (vai "operatīvas"). Iznīcinošā robeža ir spēks, kas nepieciešams, lai fiziski salauztu releju. Funkcionālā robeža, kas ir daudz zemāka, ir spēks, pie kura sākas saziņas pļāpāšana. Jebkurai dinamiskai lietojumprogrammai funkcionālais vērtējums ir tas, kas patiesi ir svarīgs.

Lietojumprogramma - specifisks dizains

Automobiļu releju ūdensnecaurlaidīgā un trieciena necaurlaidīgā dizaina principi nav viens - izmērs - der - visiem. Optimālais dizains, kas rūpīgi līdzsvaro, ir raksturīgas releja konkrētai montāžas vietai un funkcijai transportlīdzeklī. Releja saskaņošana ar tās vidi ir pēdējais un kritiskākais solis, lai nodrošinātu galīgo uzticamību.

1. scenārijs: motora nodalījums

Šeit atrodas releji, kas kontrolē dzesēšanas ventilatoru, degvielas sūkni vai ragu. Šī ir neapšaubāmi visnaidīgākā vide transportlīdzeklī.

Primārie izaicinājumi: ārkārtas temperatūras svārstības ({- 40 grāds līdz +125 grāds), augsta - frekvences motora vibrācija un tieša eļļas, degvielas un augstspiediena ūdens smidzināšanas iedarbība tīrīšanas laikā.

Ieteicamais dizaina fokuss:

Hidroizolācija: IP6K9K vērtējums ir obligāts. Pilnībā podos/iekapsulēts dizains ir ļoti vēlams, lai nodrošinātu visaugstāko blīvējuma līmeni un pievienotu masu vibrācijas slāpēšanai.

Trieciens/vibrācija: dizainam ir jāparāda augsta izturība pret funkcionālo pļāpāšanu ar rezonanses frekvenci, kas ir krietni ārpus motora harmoniskā diapazona. Izturīga iekšējā komponenta fiksācija ir kritiska.

Materiāli: augsts - temperatūras korpusa plastmasa (PBT - gf) un silikons - balstīti blīvēšanas savienojumi ir nepieciešami, lai izdzīvotu termisko ciklu. Termināļi ir jāatstāj.

2. scenārijs: šasija

Šajā vietā ir releji ABS/ESC sistēmām, gaisa balstiekārtas kompresoriem un piekabes apgaismojuma vadības ierīcēm.

Primārie izaicinājumi: augsti - trieciena triecieni no ceļa nepilnībām un gružiem, pastāvīgs sāls aerosols (ziemas klimatā), dubļi un ūdens iegremdēšana.

Ieteicamais dizaina fokuss:

Hidroizolācija: ir nepieciešams vismaz IP67, lai aizsargātu pret pagaidu iegremdēšanu un izsmidzināšanu. Pilnībā noslēgta vienība, kas ir vai nu podos, vai metināta, ir absolūti nepieciešama.

Trieciens/vibrācija: visaugstākā prioritāte ir mehāniskā pretestība par šoku. Meklējiet īpašus g - spēka vērtējumus (piemēram, 50 g funkcionālus) un dizainus ar pastiprinātām stiprinājumiem, lai droši piestiprinātu releju uz šasiju un neļautu tam tikt plosītam.

Korozijas pretestība: spailēm jābūt alvas - pārklātām vai izgatavotām no korozijas - izturīga vara sakausējuma, lai novērstu oksidācijas un galvaniskās korozijas neveiksmi.

3. scenārijs: interjera kajīte

Šeit relejs vadības elektrības logi, sēdekļi, jumta lūku un citas ķermeņa vadības funkcijas. Vide ir daudz maigāka.

Galvenie izaicinājumi: Galvenās rūpes ir nevis izdzīvošana, bet gan lietotāja pieredze. Darbības laikā dzirdamu klikšķi var uzskatīt par kvalitatīvu problēmu, it īpaši luksusa transportlīdzekļos. Mitruma iedarbība ir ierobežota ar nejaušu noplūdi.

Ieteicamais dizaina fokuss:

Hidroizolācija: nav galvenā problēma. Vienkāršs putekļu pārsegs, kas nodrošina IP54 vērtējumu, bieži ir pietiekams, lai aizsargātu pret putekļiem un nelielām šļakatām.

Šoks/vibrācija: zema prioritāte. Dizainam vienkārši jābūt pietiekami izturīgam, lai novērstu dzirdamu rosību vai grabēšanu, ko izraisa ceļu vibrācija.

Galvenais apsvērums: dizaina fokuss pāriet uz akustiku. Ražotāji piedāvā "klusu" relejus, kuros armatūras mehānismā tiek izmantoti īpaši materiāli un slāpējošas struktūras, lai samazinātu kontaktu aizvēršanas skaņu.

Pareizas izvēles izdarīšana

Pareiza automobiļu releja atlasei nepieciešama inženiertehniskā rūpība. Tas nozīmē pāriet ārpus vienkāršiem strāvas un sprieguma vērtējumiem, lai pārbaudītu komponenta spēju izturēt paredzēto vidi.

Mēs esam redzējuši, kā ūdensnecaurlaidīgs dizains ir materiālu un blīvēšanas metožu sistēma. To mēra ar tādiem IP vērtējumiem kā IP67 un kritiskais IP6K9K. Mēs arī esam pārbaudījuši, kā šokā necaurlaidīgs dizains ir atkarīgs no iekšējās pastiprināšanas. Tas ir apstiprināts, ievērojot stingrus standartus, piemēram, ISO 16750-3, lai novērstu katastrofiskas neveiksmes un klusos slepkavas, piemēram, kontaktu pļāpāšanu.

Piemērojot šīs zināšanas konkrētiem lietojumprogrammas scenārijiem - no intensīvā motora līča karstuma uz augsto - trieciena zonu šasijā -, inženieris var norādīt komponentu, kas nodrošina nevis tikai funkcionalitāti, bet patiesu, ilgu - terminu transportlīdzekļa uzticamība.

Lai palīdzētu šajā procesā, izmantojiet šo galīgo kontrolsarakstu, novērtējot nākamā projekta releju.

Galīgais atlases kontrolsaraksts

Vai IP reitings (piemēram, IP67, IP6K9K) atbilst paredzētajai montāžas atrašanās vietas iedarbībai uz ūdeni un putekļiem?

Kāda blīvēšanas metode tiek izmantota (podēšana, metināšana, blīve), un vai tā atbilst lietojumprogrammas termiskajām un mehāniskajām prasībām?

Vai ir noteikts šoka un vibrācijas vērtējums, kas atbilst atzītam standartam (piemēram, ISO 16750-3)? Vai tas norāda "funkcionālo" robežu, lai novērstu kontakta pļāpāšanu?

Vai mājokļa, hermētiķu un spailju materiāli ir piemēroti paredzamajam temperatūras diapazonam un ķīmiskajai iedarbībai?

Vai ražotājs nodrošina skaidrus, visaptverošus testa datus un lietojumprogrammas piezīmes, lai atbalstītu viņu darbības prasības?

Redzēt arī

Analizējot, kā releji uzlabo sadzīves tehnikas kontroles sistēmas

Releju kontakta formas ietekme uz ķēdes veiktspēju

Releja spoles sprieguma diapazons un atlases rokasgrāmata

Kas ir laika stafete? Definīcija, darbs un izmantošana