淺談汽車開關(guān)在重卡車上的應(yīng)用

劉 萍，張正軒

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

隨著整車功能的多樣化、市場需求以及配置的細(xì)化，駕駛室電器開關(guān)的數(shù)量也越來越多。作為連接駕駛員和汽車紐帶的電器開關(guān)在重卡開發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。我們的目標(biāo)是盡量將開關(guān)品種控制在最少的限量里，以滿足大批量生產(chǎn)及裝配過程中的通用性，盡量減少開關(guān)數(shù)量及種類、促進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)單純化、經(jīng)濟化。同時在人機操作、可靠性、舒適性等方面進(jìn)行質(zhì)的提升。

1 重卡駕駛室開關(guān)定義

駕駛室電器開關(guān)承擔(dān)著接通和截斷發(fā)動機起動電路、燈光照明電路和控制、報警、信號、標(biāo)志裝置等電路任務(wù)。為了適應(yīng)各種電器性能，要求它的動作安全、準(zhǔn)確，并保持和汽車壽命相適應(yīng)的耐久性。因而開關(guān)的外觀、形狀、大小等雖各不相同，卻均擔(dān)負(fù)著極重要的使命。

駕駛室電器開關(guān)必須具備適應(yīng)各種電器系統(tǒng)的用途和用法的性能。用于汽車上的開關(guān)的操作方法，如轉(zhuǎn)動、按壓、推按、轉(zhuǎn)換或這些動作的組合等都有特殊要求。再加上外形尺寸、裝配尺寸、裝配方法、互換性等安裝的規(guī)定和要求，使開關(guān)種類繁多。同時這些開關(guān)還必須適應(yīng)溫度、濕度、沖擊、振動、水、油、塵等環(huán)境條件。

2 重卡駕駛室開關(guān)分類

駕駛室電器開關(guān)的種類有很多，以下從功能性、安裝位置及接通方式3個方面來介紹。

2.1 按控制功能分類

1）電源管理：電源分配、起動、熄火等。

2）信號控制：轉(zhuǎn)向燈、危急報警、制動燈、喇叭等。

3）燈光控制：位置燈、頂燈、遠(yuǎn)近光、前后霧燈等。

4）輔助功能：雨刮、空調(diào)、巡航、多媒體等。

2.2 按安裝位置分類

1）儀表臺部分：翹板開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、燈光組合開關(guān)、音響開關(guān)等。

2）車門部分：左門控開關(guān)、右門控開關(guān)等。

3）轉(zhuǎn)向管柱部分：點火開關(guān)、組合開關(guān)、多功能方向盤開關(guān)等。

4）其他部分：制動燈開關(guān)、門燈開關(guān)、離合器開關(guān)等。

2.3 按接通方式分類

開關(guān)按照接通方式分為有觸點接通和無觸點接通兩種。有觸點接通包括滑動式接通、點動式接通、低負(fù)載接通、高負(fù)載接通4種，有觸點式接通采用電接觸油脂，保證接觸可靠和開關(guān)的耐久性。無觸點式接通成本相對較高，應(yīng)用較少。如圖1所示。

圖1 開關(guān)觸點接通方式圖

有觸點接通開關(guān)結(jié)構(gòu)具有以下特點。

1）滑動式接通接觸面上可設(shè)多個接觸點，結(jié)構(gòu)空間小，成本較低，可以將開關(guān)功能集成使開關(guān)顯得緊湊。不足之處：接觸電壓降較大；動靜觸點長時間磨損后會在塑料表面產(chǎn)生摩擦銅粉，對于弱電可能會導(dǎo)通，不適合負(fù)載過大的電路接通。

2）點動式接通各觸點基本使用銀及其合金，接觸電壓降小。適合負(fù)載較大及耐久次數(shù)多的電路接通。不足之處：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件間尺寸鏈較多，成本較高。

3）低負(fù)載無觸點式接通接觸面上可設(shè)置多個接觸點，結(jié)構(gòu)空間小，成本較低。電子元件容易受附近鐵件及其它電路干擾，耐振動性差，不適合負(fù)載過大的電路接通。

4）高負(fù)載無觸點式接通可靠性高，電磁兼容性良好，可接通小于20A的負(fù)載。不足之處：體積較大，僅可實現(xiàn)單電路常通或常閉功能。為提高可靠性，內(nèi)部電子元件大都采用進(jìn)口件，成本較高。

3 重卡駕駛室開關(guān)特點

針對駕駛室開關(guān)特點本文將從以下6個方面進(jìn)行描述：工作方式、造型與色彩、電壓等級、布置與操作、安全性要求和可靠性要求。

1）按照控制對象劃分，可分為3類工作方式：瞬間運行工作狀態(tài)、短時運行工作狀態(tài)和連續(xù)運行工作狀態(tài)，開關(guān)根據(jù)用途不同，電流承擔(dān)的負(fù)載差別較大，小到幾毫安，大到上千安培。

2）造型與色彩方面要求與整車內(nèi)飾色調(diào)要搭配協(xié)調(diào)，開關(guān)背光要柔和，車廂內(nèi)部讓駕駛員有種耳目一新的感覺，從而提升駕駛室整體美感。

3）商用車電器開關(guān)電壓等級要求額定電壓為24V。

4）布置與操作方面重點要考慮符合人機學(xué)理論設(shè)計，方便駕駛員操作，采用硬質(zhì)固定方式進(jìn)行布置，開關(guān)在操作過程中應(yīng)該通暢，如旋鈕和拔桿，操作起來手感良好，無卡滯現(xiàn)象存在，按壓按鈕表面上任意一點時，操作應(yīng)協(xié)調(diào)一致。

5）安全性方面要求開關(guān)材料必須使用阻燃材料，車在行駛過程中遇見緊急情況下避免給駕駛員及乘客造成人身傷害，滿足開關(guān)功能前提下要求開關(guān)設(shè)計成有弧度的圓角，將開關(guān)固定到潛入面板內(nèi)部等方式提高駕駛室安全性。

6）可靠性是評價開關(guān)品質(zhì)好壞的重要標(biāo)志之一，可靠性主要取決于開關(guān)耐磨性、沖擊與振動、耐腐蝕能力及開關(guān)老化等主要參數(shù)。開關(guān)在使用過程中受高溫、低溫、濕度等影響，存在開關(guān)觸點表面氧化風(fēng)險，使開關(guān)壽命降低。

4 重卡駕駛室開關(guān)發(fā)展趨勢

為了滿足客戶對汽車舒適性、安全性、節(jié)油性能要求，主機廠通過對整車功能多樣化設(shè)計來滿足客戶需求。為了使駕駛員的駕駛強度降低，増加巡航、音響、自動燈光等功能；為了提高行駛過程中的安全性，增加了如車道監(jiān)視、緩速器控制、坡道起步等功能：增加發(fā)動機功率選擇開關(guān)，提高節(jié)油性能。

目前，隨著控制器應(yīng)用的普及，駕駛室開關(guān)已不再承擔(dān)大電流的導(dǎo)通，微動開關(guān)已經(jīng)得到普及應(yīng)用，用于替代傳統(tǒng)的開關(guān)內(nèi)部觸點結(jié)構(gòu)。對于可靠性和耐久性要求較高的開關(guān)，非接觸式開關(guān)的應(yīng)用較廣泛，特別是要求較高的制動開關(guān)、換擋開關(guān)等。

按照電器控制線路結(jié)構(gòu)差異劃分，存在兩種控制模式：直接控制式和間接控制式。前者可直接控制負(fù)載，開關(guān)內(nèi)部觸點可負(fù)載較大功率，被控制系統(tǒng)零部件的功率可以大小不同。后者不直接控制負(fù)載，為通過中間繼電器或控制器的觸點控制負(fù)載來實現(xiàn)控制的一種模式，開關(guān)觸點可負(fù)載較小功率，控制系統(tǒng)的功率大小基本一致。

5 結(jié)束語

重卡開關(guān)逐漸向電子化、模塊化、小電流方向發(fā)展。開關(guān)結(jié)構(gòu)不僅要滿足可靠性、耐久性需求，同時要便于維修更換及結(jié)構(gòu)通用性。消費者對整車開關(guān)的品質(zhì)要求也在不斷提高。隨著汽車智能網(wǎng)聯(lián)水平的不斷提升，未來觸感開關(guān)、智能表面開關(guān)的應(yīng)用會越來越廣泛。電子開關(guān)將逐步取代機械開關(guān)，這樣不僅可以優(yōu)化開關(guān)的加工工藝，節(jié)省原材料，而且可以很大程度上降低開關(guān)成本。