Bendros problemos ir priežiūros patarimai automobilių jungiklių skydeliams

Automobilio jungiklių plokščių supratimas: struktūra, funkcija ir pagrindiniai komponentai

Kas yra jungiklių plokštė ir kaip ji valdo transporto priemonės elektroniką?

Automobilio jungiklių skydelis yra pagrindinė vieta, kur vyksta visi veiksmai, susiję su mūsų transporto priemonių elektrinėmis sistemomis. Šiame skydelyje yra jungikliai, kurie įjungia kasdien reikalingus dalykus, tokius kaip žibintai, langų valytuvai ir klimato valdymas. Šiuolaikiniai skydeliai dažniausiai glaudžiai bendradarbiauja su ta, ką vadiname ECU, t. y. Elektroniniu Valdymo Bloku. Šis ryšys padeda kontroliuoti elektros srovės tekėjimą automobiliu, siunčiant mažos įtampos signalus, kurie aktyvina įvairius relės ir aktuatorius visoje sistemoje. Automobilių gamintojai paprastai šiuos skydelius montuoja arba ant prietaisų skydo, arba patogioje vietoje centre konsole. Tai daroma ne tik dėl estetikos, bet ir tam, kad vairuotojai galėtų lengvai pasiekti viską, nesukdamiesi. Be to, tai, kad viskas valdoma iš vienos vietos, iš tikrųjų sumažina sudėtingą vidaus laidynę.

Automobilių jungiklių skydelio dizaino pagrindiniai komponentai

Visos jungiklių panelės turi bendrus elementus, užtikrinančius patikimumą ir vartotojo saugumą:

Vedantys gamintojai naudoja polikarbonato mišinius dangoms, kad šios išlaikytų temperatūros svyravimus (-40 °C iki 85 °C) ir UV poveikį. Šviesos diodais (LED) pagrįsti apšvietimo sistemos užtikrina matomumą silpnos šviesos sąlygomis, neprarandant energijos efektyvumo.

Jungiklių plokščių gamintojų vaidmuo ilgaamžiškume ir sistemos integracijoje

Perjungimo skydelių gamintojai labai stengiasi, kad jų produktai išlaikytų daugiau nei 100 000 įjungimų ciklų, atlikdami griežtus bandymus pagal standartus, tokius kaip ISO 16750 drebėjimo atsparumui ir IP6K9K, kuris apsaugo nuo dulkių ir vandens patekimo į vidų. Tarpusavyje glaudžiai bendradarbiaudami su automobilių kompanijomis dar nuo pat tyrimų ir plėtros pradžios, šie gamintojai užtikrina, kad jų skydeliai tinkamai veiktų su transporto priemonių ryšio sistemomis (CAN magistralė) ir pažangiomis saugos funkcijomis, kurias dabar vadiname ADAS. Kai kurios įmonės taip pat sukūrė specialius paviršiaus apdorojimus. Pavyzdžiui, hidrofobinės dangos padeda neleisti korozijai atsirasti kontaktiniuose taškuose – tai ypač svarbu siekiant, kad skydeliai patikimai veiktų ilgiau nei penkiolika metų sunkiomis sąlygomis.

Dažniausi automobilių perjungimo skydelių gedimų tipai ir jų įspėjamieji požymiai

Neveikimas, nenuoseklus atsakas ir periodiškas veikimas

Kai jungiklių skydeliai pradeda veikti lėtai, paprastai tai atsitinka dėl to, kad vidiniai kontaktai laikui bėgant susidarė anglies nuosėdas arba patyrė tam tikrą išgraviravimą. Pagal paskutinių metų SAE International paskelbtus tyrimus, beveik pusė (apie 42 %) visų jungiklių gedimų iš tiesų yra susiję su šia kontaktų erozija. Kaip tai atrodo realiame gyvenime? Dažnai žmonės pastebi, kad langai kyla ar leidžiasi ilgiau nei anksčiau, arba klimato valdymo sistema įsijungia savaimaniškai, kai ji neturėtų. Tokios problemos dažniausiai pasireiškia srityse, kurios kasdien naudojamos nuolat. Pavyzdžiui, elektriniai sėdynės reguliavimo jungikliai – jie gali būti naudojami nuo 10 iki net 15 kartų per dieną, todėl nusidėvi žymiai greičiau, nei galime tikėtis.

Liejimosi mechanizmai ir mechaninis nusidėvėjimas jungiklių aktuatoriuose

Plastikiniai vedliai svirtinio tipo jungikliuose susidėvi po maždaug 30 000 įjungimų, dėl ko atsiranda lėtinė ar dalinė būsena. Ekstremalios temperatūros žemiau -20 °C arba aukščiau 85 °C pagreitina polimerų nuovargį, kas prisideda prie 22 % mechaninių gedimų, kaip nurodyta automobilių elektrikos apklausose.

LED indikatoriaus gedimai ir elektros pertraukos problemos

Apšviesti jungikliai sugenda, kai virimo siūlės sutrūksta dėl vibracijos – ypač dažna sunkvežimiuose ir visureigiuose. Tolydumo testavimas parodo varžos šuolius 0,5–2,0 Ω ties gedimo vietomis, palyginti su 0,05–0,2 Ω veikiančiuose jungikliuose. Dėl padidėjusios varžos silpnėja indikatoriai ir relių ritės įtampa sumažėja 15–30 %.

Perkaista, jaučiami degimo kvapai ir matomi pažeidimo požymiai

Papildomos rinkos priedai, vartojantys daugiau nei 15 A per 10 A reitinguojamus jungiklius, gali sukelti izoliacijos lydymąsi per 18–24 mėnesius. Infraraudonųjų spindulių vaizdavimas rodo, kad kontaktų temperatūra viršija 95 °C – 55 °C aukštesnė už OEM saugos ribas – dažnai kartu su išlinkusiais jungiklių korpusais.

Dažnų jungiklių skydelio gedimų priežastys

Kokybiniuose gaminiuose naudojamas 1,5 µm storio nikeliavimas, tuo tarpu sąnaudų mažinimo tikslais projektuose gali būti naudojamas 0,8 µm storio sluoksnis. Šis 47 % plonesnis sluoksnis nusidėvi po maždaug septynerių metų, atidengdamas vario pagrindą oksidacijai ir greitinantis elektrinį nusidėvėjimą.

Elektrinių gedimų jungiklių skydeliuose diagnozė: kontaktų nusidėvėjimas ir sujungimo problemos

Multimetru atliekami testai automobilių jungiklių elektrinių problemų diagnozėje

Pradedant spręsti elektrines problemas, pirmiausia reikia nustatyti skaitmeninį multimetrą, kad patikrintumėte tris pagrindinius dalykus: įtampos lygius, varžos rodmenis ir ar grandinėje yra vientisumas. Atlikdami bandymą, stebėkite, kas vyksta su įtampa per jungiklio kontaktus, kai jis aktyvuojamas. Jei matuoklis rodo daugiau nei apie 0,2 voltų, tai paprastai reiškia, kad kažkas negerai su elektros srove per kontaktus (apie tai buvo paminėta Ponemon tyrimo 2023 m.). Kitas svarbus žingsnis – tikrinti varžą. Kai jungikliai atjungti, bet vis dar yra savo vietose, jie turėtų rodyti beveik nulinę omų reikšmę, jei viskas veikia tinkamai. Naujausi 2024 m. atliktų tyrimų duomenys parodo įdomų statistinį faktą: beveik pusė (apie 43 %) visų jungiklių problemų iš tiesų kyla dėl laikui bėgant blogėjančių kontaktų. Tai daro aukštos kokybės multimetrus absoliučiai būtinus kiekvienam, kas siekia tiksliai nustatyti, kas vyksta su jo įranga.

Kontaktų nusidėvėjimas ir oksidacijos mažinimas jungiklių grandinėse

Kartotinis lankstis suardo sidabro-nikelio kontaktus, tuo tarpu oksidacija sudaro izoliuojančias sluoksnius – padidindama varžą iki 60–90%drėgnose aplinkose (IEEE 2023). Naudokite kontaktų valiklius, kurie yra specialiai sukurti automobilių elektronikai, kad pašalintumėte anglies kaupimąsi, nesugadinant plastikų. Stipriam korozijai – keiskite kontaktus naudodami gamintojo nurodytas medžiagas, kad išlaikytumėte srovės apkrovos reikšmes.

Laibus terminalai ir silpnos lydmetalo sąsajos, sukeliančios pertraukines klaidas

Virpesių sukeliamas atsileidimas sudaro 28%elektros gedimų automobiliuose (SAE 2023). Užveržkite kontaktinius varžtus iki 0,6–1,2 N·m naudodami sukimo momento matavimo įrankius. Patikrinkite lydymo siūles po mikroskopu – įtrūkimai dažnai pasirodo šalia žeminimo taškų. Perlydykite siūles bešvinio lydinio (lydymosi temperatūra: 217°C ) naudodami OEM kokybės remontui.

Tolydumo testavimas, siekiant nustatyti pertraukas jungiklio skydelio grandinėje

Izoliuokite grandines ir patikrinkite tarp jungčių tarp įvesties/išvesties kelių. Lūžę takeliai lankstiose spausdintose plokštėse rodo begalinę varžą. Daugiasluoksniams skydeliams naudokite šiluminį vaizdavimą paslėptiems lūžiams nustatyti be išardymo.

OEM ir antrinės rinkos jungiklių patikimumas: našumo ir ilgaamžiškumo palyginimas

OEM jungikliai išlaiko 50 000+ ciklų dėl aukso danga padengtų kontaktų, o atsarginių detalių versijos vidutiniškai 18 000 ciklų („Consumer Reports“ 2023). Atsarginės detalės dažnai naudoja plonesnius laidų skersmenis, dėl ko didėja gedimų dažnis aukštos apkrovos grandinėse, pvz., vejos valdymo sistemose. Svarbioms sistemoms teikite pirmenybę OEM atitinkamoms komponentėms su IP67 sandarinimu.

Aplinkos veiksniai, turintys įtakos jungiklių skydelio ilgaamžiškumui

Drėgmės, dulkių ir šiukšlių patekimas į automobilių jungiklių aplinką

Perjungimo skydeliai greičiau susidėvi, kai yra veikiami drėgmės ir dulkių dalelių. Kai skydeliai ilgą laiką būna aukštos drėgmės sąlygose, jų tarnavimo laikas sumažėja nuo 30 iki 40 procentų, nes drėgmė pradeda ardyti vario kontaktus ir silpnina izoliacines medžiagas. Problema dar labiau pablogėja, kai dėžutėse, kurios tinkamai neužsandarintos, kaupiasi dulkės. Šios dulkės sukuria pasipriešinimo taškus, kurie gali sukelti gedimus, ypač akivaizdu bekelio transporto priemonėse, kur tai vyksta apie 18 % dažniau nei standartinėmis sąlygomis. Siekdami kovoti su šiomis problemomis, gamintojai naudoja specialius apsauginius sluoksnius, vadinamus konforminiais dangais, bei kuria sudėtingas sandarinimo sistemas, žinomas kaip labirinto tarpai. Šie tarpai neleidžia patekti purvui, bet vis dar leidžia orui cirkuliuoti per skydelį, kas padeda išvengti vidinio kondensato problemų.

Temperatūros svyravimų poveikis jungiklių skydelių medžiagoms ir kontaktams

Kai komponentai patiria pakartotinius įšilimo ir atvėsimo ciklus, jie linkę plėstis skirtingais greičiais. Pavyzdžiui, termoplastinės korpuso dalys gali išsipūsti apie 0,15 mm kiekvienam 10 laipsnių temperatūros padidėjimui, kas gali sutrikdyti vidinių detalių tikslią padėtį. Metaliniai spyruoklių elementai taip pat nėra apsaugoti – ilgai veikiami temperatūrų, viršijančių 80 laipsnių Celsijaus, jų tempties stipris sumažėja nuo 12 iki 15 procentų. Šaltos aplinkos sukelia visiškai kitokias problemas. Polimeriniai aktuatoriai žemesnėje nei 0 laipsnių temperatūroje tampa trapūs, dėl ko žymiai padidėja įtrūkimų ir lūžių rizika. Geriau suprojektuotos sistemos šias problemas sprendžia tiesiogiai, dažnai naudodamos dvimetalo juostas, kurios kompensuoja plėtimosi skirtumus, bei silikoninio gumos amortizatorius, kurie sugeria dalį temperatūrinių svyravimų sukeltų apkrovų.

Šiuolaikinių jungiklių skydelių projektavimo standartai, skirti atsparumui aplinkos poveikiui

Dauguma pirmaujančių gamintojų, kuriantys išorėje naudojamus jungiklius, laikosi IP65 (dulkių sandarumo) ir IP67 (drėgmei atsparumo) standartų. Šie reikalavimai yra kruopščiai testuojami veikiant druskos tirpalo purškimui apie 500 valandų. MIL-STD-810G standartas apibrėžia, kaip produktai išlaiko ekstremalias temperatūros kaitas – nuo maždaug minus 40 laipsnių Celsijaus iki 125 laipsnių Celsijaus – nesivaržydami ar nesusidėvėdami. Jungikliams, kuriems reikia ilgai tarnauti sunkiomis sąlygomis, gamintojai dažnai naudoja auksu dengtus kontaktus, esančius azoto dujomis užpildytose kamerose. Tokia konstrukcija neleidžia korozijai vystytis ir leidžia šiems jungikliams patikimai veikti apie 100 tūkstančių ciklų net karštomis ir drėgnomis aplinkomis. Pastaruoju metu taip pat pastebimas tikras poslinkis link orui atsparių protingų konstrukcijų. Apie tris ketvirtadalius 2023 m. originalių įrangos gamintojų išleistų naujų prietaisų buvo aprūpinti integruotais drėgmės jutikliais bei sistemomis, automatiškai tikrinančiomis jų veikimą.

Automobilių jungiklių priežiūros ir gedimų šalinimo strategijos

Reguliarus jungiklių apžvalgymas ir valymas, kad būtų išvengta našumo problemų

Priežiūra automobilių jungiklius dar iki jų pradėjimo blogai veikti reiškia juos apžvelgti bent du kartus per mėnesį. Tiesiog atidžiai apžiūrėkite jungiklių sritį dėl nešvarumų kaupimosi. Nuvalykite laisvus teršalus suspaustu oru arba švelniai perbraukite šepečiu. Kai ateina laikas kontaktiniams taškams, naudokite trinti alkoholį su audiniu – bet nieko per stipraus. Jei kai kurie jungikliai dažnai patenka į drėgmę, reguliariai tikrinkite gumines tarpines aplink juos. Rado įtrūkimų? Geriau greitai jas pakeiskite, kol vanduo nepateko vidun. Praeitos metų tyrimai tai išties gerai patvirtino. Tyrimo atlikėjai pastebėjo, kad automobiliai, kurių savininkai kas pusmetį palaikydavo švarius jungiklius, turėjo maždaug dvigubai mažiau problemų dėl nereaguojančių mygtukų lyginant su automobiliais, kurių savininkai nesirūpino reguliaria valyta.

Saugios tepimo technikos sklandžiam jungiklio mechanizmų veikimui

Taškeliais naudokite silikoninius tepalus ant sukimosi taškų ir slydimo mechanizmų, kad sumažėtų mechaninis dėvėjimasis. Venkite naudoti alyvas, pagamintas iš naftos produktų, nes jos traukia dulkes ir greitina kontaktų oksidaciją. Taktiliesiems jungikliams metaliniams stūmokliams naudokite laidųjį tepalą, kad išlaikytumėte elektrinį laidumą ir sumažintumėte lankstinius išlydžius.

Korozijos prevencija ir patikimų elektrinių sujungimų palaikymas

Korozija atsakinga už 41 % ankstyvų jungiklių skydelių gedimų (Automobilių elektros žurnalas, 2024 m.). Pagrindinės strategijos apima:

Žingsnis po žingsnio vadovas dažniausių jungiklių skydelio gedimų diagnostikai

1. Simptomų nustatymas : Pažymėkite laikinuosius ir pastovius gedimus
2. Jungčių tikrinimas : Užveržkite gnybtus 0,6–1,2 Nm sukimo momento ribose
3. Grandinės testavimas : Naudokite multimetrą, norėdami išmatuoti grandinės vientisumą (<1 Ω varža – idealu)
4. Komponentų keitimas : Pakeiskite įtartinus jungiklius žinomais gerais vienetais

Didelio naudojimo dažnumo ir minimalios priežiūros suderinamumas: pramonės išškūris

Kurdami jungiklių skylius, kurie turi išlaikyti gerokai daugiau nei 100 tūkstančių įjungimų iki nusidėvėjimo požymių, viršutiniai gamintojai vis dažniau naudoja auksu dengtus kontaktus ir laseriu suvirintus mazgus. Tačiau net ir tokiu atveju automobiliai, kurių vairuotojai per dieną paspaudžia jungiklius daugiau nei trisdešimt kartų, paprastai reikalauja patikros kas tris mėnesius, kad būtų užtikrintas gamyklinių specifikacijų lygis. Gera naujiena ta, kad naujesni konstrukcijos su moduliniais korpusais leidžia technikams keisti tik neveikiančias dalis, o ne keisti visus skylius. Pagal naujausius Šiaurės Amerikos automobilių dirbtuvių ataskaitas, toks požiūris sumažina remonto sąnaudas apie 35 procentais.