Automobilski releji: Ključne točke za vodootporan i otporan na udarce

Ključne tačke

Automobilski releji su skriveni radovi modernih električnih sistema vozila. Ovi kompaktni, visoki, visoko - prekidači za napajanje pretvore sa niskim - trenutnim signalima iz kontrolnih jedinica u visoku - trenutne radnje. Oni kontroliraju širok raspon kritičnih i udobnih - povezanih funkcija.

Moderni automobili nisu mogli raditi bez ovih komponenti. Oni su bitni za gotovo svaki sustav koji čini automobil dobro, ostanite sigurni i pružite dobro korisničko iskustvo.

Razmislite o tome što kontroliraju:

Sistemi upravljanja motorom (pumpa za gorivo, ventilator za hlađenje, ECU snaga)

Sigurnosni sustavi (ABS / ESC motor pumpe, logika razmještanja zračnih jastuka)

Moduli za kontrolu tijela (prozori napajanja, brave na vratima, podešavanje sjedala)

Rasvjetni sustavi (farovi, svjetla za maglu, indikatori)

HVAC sistemi (motor za puhanje, kvačilo kompresora)

Međutim, ovi releji ne rade u nježnom okruženju. Oni se suočavaju sa stalnim napadima iz ekstremnih temperatura, ne {- zaustavljaju vibraciju, mehaničke udare i izloženost vodi, soli, ulju i drugim oštrim hemikalijama. Podaci o industriji pokazuju da mnogi automobilski elektronski kvarovi dolaze iz ovih teških okolišnih uvjeta.

Kad relej ne uspije, to nije samo mali problem. Može izazvati kritične kvarove sistema. Ovaj vodič daje vam inženjering - razina dvaju najvažniji aspekti preživljavanja releja: vodootporan i otporan na udarce automobilskih releja. Ispitaćemo principe, materijale i standarde koji osiguravaju da relej ne radi samo, ali traje.

Dekodiranje vodootpornog dizajna

Izrada releja vodootporna ne radi se o jednoj jedinici. To je kompletan dizajnerski sistem. Kombinuje pažljivo stambeni dizajn, materijalne nauke i tehnike brtvljenja za stvaranje barijere koja drži vlagu. Vlažnost može prouzrokovati kratke spojeve, koroziju i potpuni neuspjeh.

Razumevanje IP ocjene

Najčešći način za mjerenje efikasnosti za brtvljenje je ocjena Zaštita (IP). IEC 60529 standard definira ovu ocjenu. Ovo dvoje - cifra daje jasnu, standardizovanu mjeru zaštitne razine automobilskih releja protiv čvrstih tvari i tečnosti.

Za mnoga upotreba automobila, ocena poput IP67 (prašina - i može se potopiti do 1 metra) je dobro polazište. Ali automobili imaju svoje jedinstvene izazove. To je dovelo do kritične IP6K9K ocjene.

Standard IP6K9K je neophodan za dijelove u zaljevu motora ili na šasiju. "9k" znači da se opire visokim pritiskom - (80- 100 bara) i visoko - temperaturu (80 stepeni) vode za vodu iz bliskog raspona. Ovo simulira agresivno pranje motora ili čišćenje pare. Standardne komponente IP67 ili IP68 mogu lako propasti u ovim uvjetima zbog toplinskog udara i visokog - utjecaja energije. Za izložene releje kritičnih misija, IP6K9K je apsolutno potreban.

Kritični materijali za brtvljenje

Odabir desnog brtvenog materijala jednako je važno kao i sam dizajn. Svaki materijal nudi različite pogodnosti u hemijskoj otpornosti, temperaturnom stabilnosti i mehaničkim svojstvima.

Epoksidne smole se obično koriste za lonce. Izuzetno se drže u unutrašnjoj komponentima i stambenoj plastici. To stvara kruti, nevažećim - slobodnim blokom s odličnom otpornošću na automobilske tekućine poput ulja i goriva. Njihova glavna slabost je krutost. To može prenijeti toplinski stres u spojeve lemljenja i čini ih vjerovatnijom da će puknuti pod jakim promjenama vibracija ili temperature.

Silikonski gelovi i jedinjevi za lonce rade bolje kada je važna fleksibilnost. Ostaju fleksibilni preko vrlo širokog raspona temperature (poput -50 stepeni do 200 stepeni). Odlični su u apsorpciji vibracija i šoka. Ova fleksibilnost smanjuje mehanički stres na ploči i njegove komponente. Međutim, silikoni se ne mogu držati kao i i mogu imati niži otpor otapala u odnosu na epoksije.

Sama stambe relej je prvi red odbrane. Materijali poput PBT-a - GF30 (polibutilen tereftalat sa 30% staklenim vlaknima) se široko koriste. Ovaj termoplastičan nudi izvrsnu kombinaciju visokog ({5}} temperaturne stabilnosti, dimenzionalne krutosti i otpornosti na hemijski napad. To ga čini idealnim za vanjsku školjku releja.

Potting vs. Zavareni brtvljenje

Iza materijala, metoda brtvljenja utječe na performanse, trošak i koliko je jednostavan za proizvodnju. Dvije glavne metode za stvaranje istinski zapečaćenog releja su zavarivanje za zavarivanje i plastično.

Potting ili enkapsulacija, znači popunjavanje kućišta releja tekućim zaptivnim slojem (poput epoksidne ili silikona) koji se ometa. Ova metoda u potpunosti pokriva unutrašnje komponente. Pruža maksimalnu zaštitu od vlage i vibracije.

Plastično zavarivanje obično koristi ultrazvučnu ili laseru energiju kako bi se osiguralo poklopac releja u bazu. To stvara jednostruki, čvrsti plastično kućište sa trajnim, nepropusnim brtvom na spoju.

Odabir između njih uključuje važnu inženjersku trgovinu - off.

U praksi se zaptivanje često bira za releje u najekstremnijim vibracijskim područjima. Oni uključuju releje montirane direktno na motor ili prijenos. Problem topline može se upravljati s nižim ({2}} trenutnim relejima ili dizajniranjem za adekvatan protok zraka.

Zavareno brtvljenje je bolje za visoko - zapreminu, koštaju - osjetljive primjene u kojima je težina i vibracija manje teška. Bolje je i za veće - trenutne releje gdje se uklanjaju topline iz zavojnice glavna je briga.

Učvršćivanje na neuspjeh

Mehanički stres dolazi iz stalnih vibracija motora i nagli putni udarci. To je neumoljiva sila koja pokušava uništiti relej iznutra izvana. Robusni otporan na udarce i vibracije - otporan dizajn od suštinskog je značaja za dugu - pouzdanost. Sprječava povremene, teške {- da bi - dijagnosticiraju električne greške.

Cilj je stvoriti strukturu tako interno krutu da vanjske sile ne mogu prouzrokovati kretanje osjetljivog internog mehanizma. Kretanje bi moglo dovesti do kontaktnog odbijanja, mehaničkog umora ili potpunog loma.

Strukturne tehnike pojačanja

Efektivna udarna izolacija počinje na nivou komponente i prostire se na cijeli montažu releja.

Unutrašnja fiksacija komponente je prvi korak. Sklop zavojnice, armatura i kontakt opruge ne može se dozvoliti da se presele u odnosu na kućište. To se često vrši tako da ih oblikovati direktno u bazu releja ili ih pričvrstite sa visokom - temperaturom, vibracijom - otporne ljepila. Čvrsto rana zavojnica je i manje vjerovatno da će patiti umor žice pod vibracijama.

Priključak za priključak i krug su jednako kritični. Priključak releja sa vanjskim svijetom je glavna stresna točka. Terminali moraju imati široku bazu i snažne spojeve za lemljenje da se odupru vibriranim sa vibrinom iz ploče. Za utikač - u relejima, robusnim dizajnom terminala, a ponekad i dodatne mehaničke isječke ili integrisane kartice za ugradnju osiguravaju sigurnu vezu sa kabelskim snopom ili kutijom sa osiguračem vozila.

Kućište i osnovni dizajn značajno doprinose ukupnoj krutosti. Unutarnja rebra često je oblikovana u stambene zidove kako bi dodali krutost bez velike kazne. Osnovni materijal, obično staklo - napunjeno termoplastično, bira se za njegovu krutost i sposobnost da čvrsto drže terminale na mestu. To sprečava bilo koji fleks koji bi mogli ugroziti zglobove lemljenja.

Shock i vibracijski standardi

Da bismo potvrdili ove dizajne, oslanjamo se na rigorozne, standardizirane protokole testiranja. Jednostavno tvrdeći relej je "otporan na udarce" besmislen je bez podataka koji se navode na uspostavljene automobile.

Najvažnije je od njih ISO 16750 - 3 ("{2}} okolišni uvjeti i testiranje za električnu i elektroničku opremu - Dio 3: Mehanička opterećenja") i standardi specifični za proizvođače poput GMW3172. Ovi dokumenti definiraju tačne postupke ispitivanja koji simuliraju vijek trajanja rada vozila.

Razumijevanje ovih testova otkriva nauku koja stoji iza specifikacija. Test profila vibracija ne tresti samo relej. To je podvrgava specifičnim frekvencijama i amplitudima. Slučajni test vibracija simulira kompleks, više - frekvencijsko okruženje trčanog motora na grubi cestu.

Ključni dio toga je rezonantna frekvencijska pretraga. Svaki objekt ima prirodnu frekvenciju u kojoj će se najviše vibrirati. Relej za dobro dizajniran u {- ne smije imati veliku rezonantnu frekvenciju unutar tipičnog radnog područja motora vozila i pogonskog divljaka (poput 20-200 Hz). Ako njegova rezonanca padne u ovaj asortiman, vibracije će biti pojačane. To dovodi do brzog umora i neuspjeha.

Mehanički šok test simulira događaje poput udaranja rupe ili ivičnjem. Test je definiran vrhunskom ubrzanjem (u G - sili) i trajanje (u milisekundi). Na primjer, 50g polu-pulsa od 50 g. Relej mora izdržati ovaj šok bez fizičke štete. Što je još važnije, njegovi kontakti ne smiju premjestiti državu nenamjerno.

Tihi ubojica

Jedan od najstrašnijeg vibracije - režimi kvaka je kontakt chatter. To se događa kada mehanička vibracija izaziva kontakte releja da fizički odbijaju i zajedno na visokoj frekvenciji. To se događa čak i kada se relej napaja i treba da bude u stabilnom zatvorenom stanju.

Vidjeli smo slučajeve u kojima vozilo pokazuje zagonetku, povremeni gubitak snage u kritični sustav, poput pumpe za gorivo. Svi statički testovi pokazuju relej je u redu. Samo prateći krug s visokim širzim osciloskopa s visokim brzinom tokom rada bio je otkrivena greška. Dok je motor prošao kroz određeni raspon obrtaja, relejni kontakti bi se tukli. To je ukratko prekinulo struju i uzrokovala da se sistem mucke.

Ovo brbljanje stvara mikrošićevo čine svaki put kada se kontakti odvoje. Ovo brzo erodira kontaktne površine i dovodi do nakupljanja otpora ili, na kraju, zavareni kontakt. To je tihi ubojica pouzdanosti.

Prilikom gledanja na podatkovni list, iskusni inženjer traži dvije različite specifikacije udara i vibracija: "destruktivna" i "funkcionalna" (ili "operativni"). Destruktivna granica je sila potrebna za fizički slomiti relej. Funkcionalna granica, što je mnogo niže, sila je na kojoj počinje kontakt chatter. Za bilo koju dinamičnu primjenu, funkcionalna ocjena je ono što je zaista važno.

Primjena - Specifični dizajn

Principi vodootporni i otporan na otporan na udarce automobilskih releja nisu niti - veličine - sve odgovaraju -. Optimalni dizajn pažljivo uravnotežuje značajke prilagođene specifičnoj lokaciji za ugradnju i funkciju releja unutar vozila. Usklađivanje releja u njeno okruženje je konačni i najkritičniji korak u osiguravanju krajnje pouzdanosti.

Scenarij 1: Uvala motora

Releji koji kontroliraju ventilator za hlađenje, pumpu za gorivo ili rog nalaze se ovdje. To je vjerojatno najrotioletničko okruženje u vozilu.

Primarni izazovi: ekstremne temperature ({2}} 40 stepeni (- stepen), visoko - vibracija frekvencijskog motora i direktno izlaganje ulju, gorivu i visokotlačnom spreju za vodu tokom čišćenja.

Preporučeni fokus dizajna:

Hidroizolacija: Ocjena IP6K9K je obavezna. Potpuno učvršćeni / kapsulirani dizajn snažno je preferirao da pruži najviši nivo zaptivača i dodavanje mase za prigušivanje vibracija.

Šok / vibracija: Dizajn mora pokazati visoku otpornost na funkcionalno brbljanje, s rezonantnom frekvencijom dobro izvan harmoničnog raspona motora. Robusna interna fiksacija komponente je kritična.

Materijali: Visoka plastika. Terminali moraju biti čvršći usidreni.

Scenarij 2: Šasija

Ova lokacija Kuće Releji za ABS / ESC sisteme, kompresore za vazdušni ovjes i kontrole osvjetljenja prikolica.

Primarni izazovi: High - udarni udarci iz cestovnih nesavršenosti i krhotina, stalnog spreja soli (u zimskim klimama), blato i uranjanjem vode.

Preporučeni fokus dizajna:

Hidroizolacija: Za zaštitu od privremenog uranjanja i spreja potrebno je hidroizolacija: minimalno IP67. Potpuno zapečaćena jedinica, bilo lonce ili zavarene, apsolutno je neophodna.

Šok / vibracija: Najviši prioritet je na mehaničkom otporu od udara. Potražite specifične G - ocjene sile (poput 50g funkcionalnih) i dizajnira se sa ojačanim nosačima za ugradnju kako biste sigurno pričvrstili relej u šasiju i spriječite da se to spriječi da se ne rastrgne.

Otpornost na koroziju: Terminali moraju biti limenki - prekriveni ili napravljeni od korozije otpornog bakra kako bi se spriječilo neuspjeh od oksidacije i galvanske korozije.

Scenarij 3: unutrašnja kabina

Ovdje releji upravljaju prozorima snage, sjedala, krovnici i druge funkcije kontrole tijela. Okolina je daleko nježnija.

Primarni izazovi: Glavna briga nije opstanak, već korisničko iskustvo. Zvučni klik tokom rada može se posmatrati kao pitanje kvalitete, posebno u luksuznim vozilima. Izloženost vlage ograničena je na slučajne izlijevanja.

Preporučeni fokus dizajna:

Hidroizolacija: nije primarna briga. Jednostavan poklopac za prašinu koji pruža ocjenu IP54 često je dovoljno za zaštitu od prašine i manje prskanja.

Šok / vibracija: nizak prioritet. Dizajn jednostavno treba biti dovoljno robustan da se spriječi bilo kakve zvučne zujanje ili zveckanje uzrokovane vibracijom puta.

Ključno razmatranje: Dizajnerski fokus se prelazi na akustiku. Proizvođači nude "tihe" releje koji koriste posebne materijale i prigušene strukture u mehanizmu armature kako bi se minimizirao zvuk zatvaranja kontakata.

Pravim izbor

Odabir ispravnog automobilskih releja zahtijeva inženjerstvo. To znači premještanje izvan jednostavnih strujnih i naponskih ocena za ispitivanje sposobnosti komponente da izdrži svoje željeno okruženje.

Vidjeli smo kako je vodootporan dizajn sistem materijala i metoda za brtvljenje. Mjeri se IP ocjenama poput IP67 i kritične IP6K9K. Ispitujemo i kako se udarni dizajn oslanja na unutarnju pojačanje. Provjereno je protiv rigoroznih standarda poput ISO 16750-3 kako bi se spriječilo katastrofalne neuspjehe i tihe ubice poput kontakta Chatter.

Primjenjujući ovo znanje na određene aplikacijske scenarije - iz uvale motora na visoko - udarnu zonu šasije - inženjer može odrediti komponentu koja ne osigurava samo funkcionalnost, ali istinito, dugačko - pouzdanost vozila.

Da biste pomogli u ovom procesu, koristite ovaj konačni popis za provjeru prilikom ocjenjivanja releja za svoj sljedeći projekt.

Konačni popis za odabir

Da li IP ocjena (poput IP67, IP6K9K) odgovara namijenjenom izlaganju ugradnjoj lokaciji u vodu i prašinu?

Koja se metoda brtvljenja koristi (zavarivanje, zavarivanje, brtvilo) i usklađuje li se s termičkim i mehaničkim zahtjevima aplikacije?

Postoji li određeni udarni i vibracijski rejting koji u skladu sa priznatim standardom (poput ISO 16750-3)? Da li precizira "funkcionalnu" ograničenje za sprečavanje chatter-a kontakta?

Jesu li materijali za stanovanje, brtvilo i terminale pogodne za očekivani temperaturni raspon i hemijsku izlaganje?

Da li proizvođač pruža jasne, sveobuhvatne podatke o testu i bilješke primjene za podršku njihovim tvrdnjama o učinku?

Vidjeti i

Analiziranje kako releji poboljšavaju sisteme upravljanja kućnim uređajima

Uticaj kontaktnog oblika releja na performanse krugova

Vodič za napon releja i izbor napona i odabir

Šta je vremenski relej? Definicija, rad i upotrebu