汽车电器开关的分类与发展
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汽车电器的现状与发展前景摘要:随着经济的进步,城市进程化越来越快,城市的汽车也越来越多,汽车未来的发展趋势到底是怎样的,需要我们进一步去研究和探讨。
[Abstract] With the progress of economics, cars in the city are more and more with the urbanization. What is the development trend of the future about the car is really needed to be studied and discussed.关键字:汽车电器;组成;现状与发展[Keywords] vehicle electrical ; composition ; status and development1、汽车电器的主要组成部分1.1电源系统电源系统包括蓄电池、发电机、调节器。
其中发电机为主电源,发电机正常工作时,由发电机向全车用电设备供电,同时给蓄电池充电。
调节器的作用是使发电机的输出电压保持恒定。
蓄电池为可逆的直流电源。
在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池,它与发动机并联,向用电设备供电。
发电机是汽车电系的主要电源,它在正常工作时,对除起动机以外的所有的用电设备供电,并向蓄电池充电,以补充蓄电池在使用中所消耗的电能。
发电机可以说是历史上独一无二的最伟大的电学发明,现在汽车使用的发电机都是交流发电机。
在汽车上,发电机既是用电器的电源,又是蓄电池的充电装置。
为了满足用电器和蓄电池的要求对发电机的供电电压和电流变化范围也有一定的限制。
直流发电机所匹配的调节器一般都是由电压调节器、电流限制器、截断继电器三部分组成。
1.2启动系统美国物理学家亨利于1831年发现自感现象后,发表了介绍电动机的论文。
根据发电机原理,做成与发电机原理相反的电动机(马达),这就是起动机。
可以说,发电机技术进步的同时就有了起动机。
电子技术在现代汽车上的应用及发展趋势电子技术开始在汽车上快速发展和广泛应用,尤其是近几年各种排放性能、燃油经济性和日安全性能等法规的强制性要求,极大推动了电子技术在汽车领域的推广使用,使汽车电子化程度不断提高,性能不断加强。
一、汽车电子技术应用现状作为汽车工业与电子工业的结合,汽车电子产业得到了飞速发展。
目前,西方发达国家的电子产品在轿车整车制造价格中所占的份量已经达到了15%~20%,预计到2010年将达到2.5%~3.5%。
汽车电子技术不仅推动了汽车工业的发展,同时也极大地促进了电子产品市场的发展。
现代汽车电子技术在改善汽车动力性、经济性、安全性、行驶稳定性和乘坐舒适性等方面发挥着不可替代的作用。
具体来说,汽车电子技术的应用主要可分为以下四个方面。
(一)动力传动电子控制系统主要包括发动机电子控制(包括汽油机和柴油机)、自动变速器控制(ECT、CVT/ECVT 等)以及动力传动总成的综合电子控制等。
控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元(ECU)组成。
其主要是保证汽车在不同的工况下均能处在最佳状态下运行,并简化驾驶员的有关操作,从而降低油耗和排放,减少动力传动系统的冲击,减轻驾驶人员的劳动强度,提高汽车的动力性、经济性和舒适性。
(二)底盘电子控制系统包括制动防滑与动态车身控制系统(ABS/ASR、ESP/VDC),牵引力控制系统、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡航控制系统(CCS)、转向控制系统(如4WS)、驱动控制系统(如4WD)等。
其主要用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。
近些年来,这类控制系统开始在普通轿车上广泛采用。
(三)车身电子控制系统主要包括安全气囊(SRS)、自动座椅、自动空调控制、车内噪音控制、中央防盗门锁、视野照明控制、自动刮水器、自动门窗、自动防撞系统以及满足不同用电设备的电源管理系统。
主要是用来增强汽车的安全性、舒适性和方便性。
(四)多媒体娱乐、通讯系统主要包括车载多媒体系统、驾驶员信息系统、语音系统、智能交通系统(ITS)、车辆导航系统(GPS/DGPS等)、计算机网络系统、状态监侧与故障诊断系统等。
汽车电器的发展变迁(1)点火系统在内燃机的发展过程中,值得人们注意的还有点火系统。
近100年来,汽车点火系统总共有四种形式,即热管式、磁电机式、蓄电池式、计算机控制式。
1883年戴姆勒发明的第一台汽油机采用热管点火(见图0—1)。
热管是一个从汽缸内伸出的封闭的金属管,启动时用喷灯加热到红热状态,由于热管保持高热,当汽缸内混合气被压缩时,压力温度升高,就自己发生点火。
它没有点火正时装置。
汽油机磁电机点火装置的研究者很多,但最早的专利是1883年由马库斯取得。
它是在汽缸燃烧室内装置带电极的火花塞,由永磁微型发电机供电,用一个由凸轮轴带动的断电器周期性断开线圈,产生高压电火花,点燃混合气。
磁电机点火装置工作可靠,世界上最早大量生产的福特T型车,就是采用磁电机点火。
但在20世纪30年代前后,随着多缸机的出现和蓄电池点火装置的改进,逐渐被后者所取代。
美国福特公司于1927年停止生产福特T 型车,磁电机在汽车上的应用也就停止了。
1912年人们发现利用蓄电池和发电机系统的电流,完全可以供给点火系使用,因而磁电机点火系就不再使用了。
美国在1929年汽车展览会上,参展车119辆,有110辆采用蓄电池点火系,只有9辆车仍用磁电机点火。
多年来,蓄电池点火系也在不断完善。
如点火提前装置,约在1901年就出现由驾驶员操纵的手动点火提前装置。
1930年出现真空提前点火,而1931年又出现组合的真空和离心提前点火装置。
1961年出现无触点点火装置,到1972年无触点点火装置已得到普遍应用。
计算机控制点火装置是1983年出现的,它与电子控制汽油喷射装置一起,无疑是今后汽油机的发展方向。
(2)车用电源蓄电池发明于1796年,比发明第一辆汽车早89年,而蓄电池在汽车上的应用,则是汽车发明后25年的事情了。
从1885~1910年,大多数汽车不需要蓄电池,因为汽车上没有用电的设备。
发动机点火也是不需要用电的热管式点火装置。
后来采用磁电机,也不需外界供电。
汽车电器行业发展背景分析汽车电器是指安装在汽车上,用于监测、控制和驱动汽车电气系统的各种电气设备和元器件。
它们对汽车的性能、安全性和舒适度等方面起着至关重要的作用,是现代汽车不可或缺的部分。
在汽车电器领域,涉及的内容非常丰富,主要包括以下几个方面:1、车载电子控制系统:包括发动机控制模块、变速箱控制模块、制动系统控制模块等,通过传感器采集车辆行驶状态并进行控制调节。
2、充电系统:包括发电机、蓄电池以及电力管理模块等,负责为整个车辆供电。
3、照明系统:包括前照灯、尾灯、转向灯、刹车灯等,提供车辆行驶所需的照明和信号指示功能。
4、娱乐和信息系统:包括音响系统、导航系统、智能手机互联等,提供车内娱乐和信息化服务。
5、安全系统:包括雨刷系统、自动紧急制动系统、智能驻车辅助系统等,提高车辆行驶的安全性和舒适性。
在汽车电器生产线建设项目中,需要对以上内容进行全面分析和研究,确定所需的设备和技术,并进行合理布局和配置。
同时,还需要考虑成本、效率和质量等多个方面,确保生产线的稳定运行和产品的质量可靠。
一、汽车电器行业发展背景(一)汽车电子技术的快速发展随着科技进步和社会需求的不断增长,汽车电子技术经历了快速发展。
从最初的电子点火系统、发动机管理系统,到如今的车载娱乐系统、智能驾驶系统等,汽车电子技术已经逐渐成为汽车制造业的重要组成部分。
据国家信息中心发布的《2019年中国汽车电子行业发展报告》显示,2018年我国汽车电子行业市场规模达到8537.7亿元,同比增长101%。
预计到2025年,我国汽车电子行业市场规模将达到1.3万亿元。
(二)电气化、智能化成为汽车电器发展趋势目前,汽车产业正朝着电气化和智能化方向快速发展。
电气化使得汽车更加环保、节能,车身更加轻巧,搭载电动机的汽车可以避免机械传动带来的能量损失。
同时,智能化也成为汽车电器发展的趋势,包括智能驾驶、智能停车、智能安全等等,这些技术的发展将使得汽车更加方便、安全、舒适。
汽车开关的分类和典型的开关一、汽车开关的分类汽车开关是汽车电气控制系统中的重要组成部分,根据其功能和使用场景的不同,可以将汽车开关分为以下几类:1. 功能开关:如大灯开关、雨刮开关、空调开关等。
这类开关主要用于控制汽车的各种功能设备的开启和关闭,以便驾驶员根据需要方便地使用各种设备。
2. 控制开关:如点火开关、离合器开关、制动开关等。
这类开关主要用于对汽车的驾驶和行驶过程进行控制,如启动发动机、切换挡位、刹车等。
3. 信号开关:如转向灯开关、刹车灯开关、喇叭开关等。
这类开关主要用于发送信号给其他车辆或行人,以便提醒其注意自己的驾驶意图或行车状态。
4. 保护开关:如断电开关、短路保护开关等。
这类开关主要用于保护汽车电气系统的安全和稳定运行,如在电路故障时及时切断电源,防止电气设备受损。
二、典型的汽车开关1. 点火开关:点火开关是汽车电气系统中最重要的开关之一,用于启动和关闭发动机。
一般情况下,点火开关有三个档位,分别是“ACC”档、“ON”档和“START”档。
驾驶员在启动发动机前,先将钥匙转至“ACC”档,此时仪表盘上的电器设备可以工作;然后转至“ON”档,此时点火系统开始工作;最后转至“START”档,即可启动发动机。
2. 大灯开关:大灯开关是用于控制汽车前照灯和后照灯的开启和关闭。
一般情况下,大灯开关有三个档位,分别是“OFF”档、“PARK”档和“HEAD”档。
驾驶员根据需要选择相应的档位,以便在不同的行驶情况下使用合适的灯光。
3. 雨刮开关:雨刮开关是用于控制汽车前挡风玻璃雨刮器的开启和关闭。
一般情况下,雨刮开关有多个档位,可以根据雨量的大小选择合适的档位,以便清除挡风玻璃上的雨水,提高驾驶安全性。
4. 空调开关:空调开关是用于控制汽车空调系统的开启和关闭。
一般情况下,空调开关有多个档位,可以根据温度的高低和驾驶员的需求选择合适的档位,以便调节车内的温度和湿度。
5. 转向灯开关:转向灯开关是用于控制汽车左右转向灯的开启和关闭。
汽车电器开关操作手感的几种实现方式摘要:随着科技的不断进步,汽车的使用也越来越普及,消费者对汽车开关的要求也在不断优化,希望开关的操作手感能够得到强化。
基于此,本文针对电器开关的分类以及操作手感的实现方式进行分析,以期提升汽车使用舒适度。
关键词:汽车电器开关;操作手感;实现方式随着我国汽车行业的发展,汽车的优势也越来越突出,如能耗低、环保等,符合当代节能环保的理念,也是未来汽车发展的主流趋势。
目前我国汽车行业正处于快速发展时期,汽车的设计、推广及体验更是广大用户关注的重点,因而需结合用户的实际需求,强化汽车电器开关的操作体验设计,使汽车的操作更加流畅、舒适。
一、汽车电器开关概述汽车电器开关是驾驶人员与汽车设备之间的桥梁。
驾驶人员可以通过汽车的电器开关完成汽车的启动、熄火、照明、播放音乐、调整汽车内部温度等操作。
汽车电器开关人机工程设计与驾驶人员的安全和操作舒适度具有密切联系。
比如,汽车方向盘和组合开关之间的距离过大,将会使驾驶人员在操作组合开关时感到操作疲劳,二者之间的距离过小,会出现手部碰撞问题。
因此,本文针对电器开关的种类进行分析,并根据开关设计合理性有关要求,通过有效方法提高电器开关的操作手感,使驾驶人员的汽车操作更加舒适,有效预防人员疲劳现象产生,提高汽车的行车安全,为人们的出行提供可靠保障。
二、汽车开关的分类方式(一)按结构形式分类汽车开关的种类划分可以根据结构形式进行划分,可以将汽车开关分为七大类。
第一类是组合开关,这类开关是灯光、刮水开关的综合。
第二类是旋转式开关,汽车的点火装置,门锁以及前照灯等开关都需要通过旋转的方式打开。
第三类是顶杆式开关,其中主要包括灯的制动、离合器开关、第四类是翘板开关,如雾灯以及除雾功能的开关。
第五类是机电复合式开关,预警类开关。
第六类是电磁类开关,如电磁气阀,通用继电器和大功率继电器,大功率继电器是预热、启动继电器和电磁式电源的总开关。
第七类是电子式开关,感应功能较好,具有良好的耐久性,使用期限也比较长。
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
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