Плавкие предохранители и выключатели

Для зашиты кабельной сети автомобиля, а также его электрических и электронных компонентов, необходимы определенные средства. Сегодня общепризнанной практикой стала, защита почти всех электрических пеней с помощью плавкого предохранителя. Простое определение плавкого предохранителя — «слабое звено» в цепи. Если произойдет перегрузка по току, плавкий предохранитель расплавится и разъединит цепь прежде, чем перегрузка вызовет какое-либо серьезное повреждение. В автомобиле применяют плавкие предохранители трех типов; стеклянная трубка, керамический столбик к предохранитель ножевого типа (плоский предохранитель). Плоский предохранитель – самый популярный выбор вследствие его простой конструкции и стойкости к отказам из-за вибрации. На рис. 4.12 показаны различные типы плавких предохранителей.

Плавкие предохранители классифицируются по постоянной и пиковой токовой нагрузке. Постоянная нагрузка - ток, который плавкий предохранитель будет проводить без риска отказа, тогда как пиковая нагрузка - это ток, который плавкий предохранитель будет проводить без разрушения о течение короткого времени. Пиковая нагрузка плавкого предохранителя обычно составляет удвоенную постоянную нагрузку. Возьмем о качестве примера схему освещения, для которой характерен начальный бросок тока, обусловленный низким (холодным) сопротивлением нити лампы. Когда сопротивление нити увеличите» с ростом температуры, ток снизится. Налицо потребность в плавком предохранителе, способном вынести повышенный ток в течение короткого времени.

Чтобы вычислить необходимое значение нагрузки для плавкого предохранителя, необходимо определить возможный максимальный постоянный ток. Далее обычно выбирают доступный плавкий предохранитель следующего по величине номинала. Стандартные номиналы и цветовой код предохранителей приведены в табл. 4.8.

Плавкий предохранитель, выбранный но этой методике, должен обеспечить защиту как потребителя, так и кабели. Хороший пример этому- плавкий предохранитель в схеме электродвигателя стеклоочистителя.

Предохранитель большого номинал» защитит проводку от серьезного короткого замыкания. Однако если щетка стеклоочистителя примерзнет к ветровому стеклу, то такой плавкий предохранитель не сможет защитить двигатель от перегрузки.

Теперь общепринят использовать плавкие вставки в фидерах основного питания опт батареи для защиты от коротких замыканий в случае аварии или ошибки в кабельных соединениях. Эти вставки — просто плавкие предохранители для более тяжелых нагрузок, они выпускаются на такие номиналы. как 50, 100 или 150 А.

Иногда вместо плавких предохранителей используются автоматические размыкатели, что характерно для тяжелых транспортных средств. Размыкатель имеет те же самые номинал и функцию, что и плавкий предохранитель, но с тем преимуществом,

что может быть включен повторно. Недостаток размыкателя - высокая стоимость. В размыкателях используется биметаллическая полоса, которая при нагреве под воздействием чрезмерного тока изгибается и размыкает контактную группу. Замковый механизм препятствует повторному замыканию контактов при остывании пластины, пока не нажата кнопка сброса.

Разделка кабелей

Имеется много вариантов разделки кабелей, которые

эволюционировали от первых соединителей типа штекера до используемых ныне высококачественных водонепроницаемых разъемов. Популярный выбор многих лет - кабельный наконечник типа лопатки. Он все еще является стандартным

решением для соединения, например, с реле, но уже сдает позиции малогабаритному ножевому или круглому контакту (рис. 4.13). Во многих случаях используются многоштырьковые с цилиндрическими штырьками диаметром от 1 до 5 мм. В любом типе многоштырькового соединителя всегда должны были предусмотрены меры, предотвращающие неправильное соединение.

Защита соединения от коррозии обеспечивается множеством способов. Сначала использовали водоотталкивающую смазку. Теперь для защиты кабельных наконечников чаще всего применяется опрессовка соединения резиной, хотя наряду с этим может использоваться небольшое количество смазки.

Во многих многоштырьковых разъемах используется

своеобразный замок, предотвращающий потерю контакта в соединении, и. кроме того, часто замок запирает весь соединительный разъем. На рис. 4.14 показано несколько типов соединений.

Для высококачественного подключения переходное сопротивление контакта должно быть сведено к минимуму. Эго достигается гарантированным соединением с большой поверхностью контакта и применением покрытий из сплавов благородных металлов, как правило, содержащих серебро.

Стоит заметить, чти многие соединения сконструированы так, что допускают лишь ограниченное число разъединений, после чего происходит ухудшение эффективности соединения. Это позволяет уменьшить стоимость разъемов, но может создать проблемы для автомобилей «в возрасте».

Для проведения послепродажного обслуживании и ремонта используется ряд наконечников (рис, 4.15), некоторые из которых более удачны, чем остальные. Хороший пример - спрессованные

наконечники, которые в некоторых случаях специально разработаны для ремонта. Среди них - отпрессованные полиамидом изолированные наконечники, которые обеспечивают плотное, стойкое к воздействию окружающей среды соединение для полного спектра размеров проводов, используемых на автомобилях. Они одновременно изолируют, герметизируют и защищают соединение

от трения и грубого механического воздействия. Оголенный конец провода вставляются в металлическую трубчатую форму и опрессовывается обычным способом. Затем нагревается шприц, и клейкая масса под давлением заполняет любые пустоты и обеспечивает превосходную герметизацию кабеля. Опрессовка предупреждает попадание в кабель воды и других жидкостей, предотвращая электролитический процесс окисления контакта. Соединение также устойчиво к перепадам температуры.

Выключатели

Достижения в эргономике к моделировании превратили

простой выключатель в весьма сложным прибор. Способ работы выключатели должен отвечать различным критериям. Группировка выключателей на приборной намели, позволяющая меньше отвлекать внимание водителя и не вызывающая у него усталости, быстрота доступа к выключаемо в критическом положении и предотвращение

случайного срабатывания выключателя при ударном воздействии это только некоторые из проблем, стоящих перед проектировщиком. Теперь спало нормой выполнение основных выключателей в виде рычагов, установленных на рулевой

колонке. Эти функции обычно включают: переключение фар, включения габаритного освещения, аварийного сигнала, звукового сигнала, омывателей и очистителей Другие органы, управления установлены в пределах досягаемости водителя на приборной панели или рядом с ней. Кроме упомянутых конструктивных ограничений, для выключателя важным фактором является надежность. Исследования показали, что переключатель света фар. например, может использоваться примерно 22000 раз на протяжении 80000 км — это средний

пробег за 4 гола — что обуславливает большую механическую

и электрическую нагрузку на данный прибор.

Простое определение выключателя - «прибор для разрыва и создания пути прохождения тока в схеме». Это означает, что выключатель можно рассматривать как две системы: контакты, которые обеспечивают коммутацию, и механическое устройство, которое обеспечивает перемещение контактов.

Существует множество шпон рабочих механизмов, управляющих контактами.

На рис.4.16 показан только один из распространенных приемов - скользящие контакты.

Контакты должны обладать следующими необходимыми

свойствами:

♦ высокое сопротивление механическому и электрическому износу:

♦ низкое сопротивление контакта;

♦ отсутствие каких- либо загрязнений на поверхности контакта:

♦ низкая цена.

Для контактов переключателей чаще всего используют

медь, фосфористую брошу, латунь, бериллиевую бронзу и, в особых случаях, серебро или серебряные сплавы. Золото используется для покрытия контактов специального назначения, данный вопрос - ток, который должен выдерживать выключатель, поскольку основную проблему

представляет лугом я эрозия контактов. Серебро - один из лучших материалов для контактов выключателя. И один из способов обойти проблему стоимости состоит в том, чтобы использовать только контактные площадки из серебра, приваренные, например, к лагунным контактам. Сейчас общепринято использовать выключатели для управления реле, которое, в свою очередь, задействует главную часть схемы. Разгрузка выключателя, но току лает большую свободу в выборе его конструкции, но может появиться необходимость гасить электрическую дугу, вызванную индуктивностью обмотки реле. Нельзя также забывать, что реле – тоже выключатель, но поскольку реле не имеют таких конструктивных ограничений, как приборные выключатели, это позволяет им управлять, более сильным током.

Продолжительность «жизни» выключателя зависит от частоты его использования, соотношения времени включенного и выключенною состояния, природы нагрузки, подавления дуги, величины перемещения механизма используемою привода, окружающей температуры и влажности уровня вибрации и это только несколько факторов.

Диапазон размеров и типов выключателей, используемых в автомобилях, весьма обширен; от контактов в пусковом реле стартера до контактов микровыключателеля крыши. На рис. 4.17 показан один тин выключателя автомашины и его характеристики.

Некоторые из понятий, используемых для описания

действия выключателя, приведены ниже.

Исходное состояние. Положение механизма привода к отсутствии воздействия на него.

Холостой ход. Движение привода между свободным и рабочим положением.

Рабочее положение. Положение, которое занимает механизм привода, когда имеет место возникновение контакта.

Положение отпускания. Положение привода, при котором механизм возвращается в исходное состояние.

Избыточное перемещение. Движение привода после принятия рабочего положения.

Полный ход. Сумма холостого хода и избыточного перемещения.

Усилие включения. Сила, требуемая для перемещения

приводного механизма от свободного положения до рабочею.

Усилие освобождения. Сила, позволяющая вернуть механизм в исходное состояние.

Далее рассмотрим такие вопросы, как число контактов, число полюсов и тип переключения. Определенные потребители тока транспортного средства требуют определенных действий коммутации. На рис. 4.18 приведены схемотехнические символы для переключателей и их функций. Аналогичные символы применяются для реле.

Все упомянутые выше выключатели управлялись вручную. Имеются и другие выключатели, которые могут срабатывать от воздействия температуры, давления и, например, инерции. Эти три примера показаны на рис. 4.19. Температурный выключатель типичен для вентиляторов радиатора, в нем используется биметаллическая пластина, которая изгибается под воздействием температуры и замыкает группу контактов. Выключатель давления используется для контроля избыточного давления в системе кондиционирования воздуха и срабатывает от давления на диафрагму. При определенном давлении диафрагма преодолевает натяжение пружины и замыкает ряд контактов. Наконец, инерционный выключатель, реагирующий на ускорение, часто используется, чтобы прервать подачу топлива

к насосу впрыска в случае ударного воздействия

на транспортное средства при аварии.

5’