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车用油压开关防水研究 李荣忠。赵松强 (曲阜天博汽车零部件制造有限公司,山东曲阜273100) 摘要:油压开关常见的故障是由于水或其他杂质进入开关内部导致的触点接触不良或无法接通。通过增强密封 可以防止水或杂质的侵入。但由于油压开关的原理是通过膜片两侧油压和大气压的平衡来工作的,不能将开关内部 与外界完全隔离开来,所以,防水与通气成为矛盾。通过安装位置和方向设计,点突式、护套式结构设计,以及增 加防水通气膜等设计方案,能够在确保压力平衡的情况下,有效防止水和杂质的侵人,提高油压开关的可靠性。 关键词:油压开关;防水;通气;可靠性 中图分类号:6 文献标识码:A 文章编号:10038639(2014)08003303 oU I o,73100,he il by or or ut of be of on of of by of is to of or 压开关用来控制汽 车仪表板上机油报警灯的 通断。图1是一种常见的常 闭式油压开关结构示意图。 油压开关内部有一膜 片一侧直接与机油接 触另一侧通过一个顶杆 推动动静触点的断开与闭 合。绝大多数的油压开关 是常闭式的。在油压系统 无压力时,触点处于闭合 图1油压开关结构示意图 状态。当汽车点火开关处于时机油泵 没有工作,系统压力为零,机油报警灯点亮。当将 点火开关旋到油泵开始工 作由于油压上升有个过程,所以这时机油报警灯 仍处于点亮状态。12 压达到正常值(一 般30 50上,机油报警灯熄灭。通过每次的 启动自检,可以发现油压开关的工作异常。当由于 机油泄漏等原因导致润滑系统油压不足时,油压开 关内部在弹簧力和外界大气压的共同作用下,触点 闭合机油报警灯点亮。 1 油压开关防水性与通气性的矛盾 11 油压开关内部为什么要与大气联通 油压开关常见的故障是由于水或其他杂质进 入开关内部导致的触点接触不良或无法接通。解 决开关密封性本来是一个较简单的课题。有多种 方式可以轻松实现阻挡水和其他杂质的侵入。但 是,如果开关内部完全封闭,空气与外界大气不 联通,内部气压会随温度变化而产生变化,从而 导致开关通断的压力值随温度漂移。所以,油压 开关的结构原理决定了必须与外界大气联通才能 正常工作。 12油压开关为什么要防水 油压开关一般安装在油底壳附近或机油滤清器 附近。多数发动机没有护板,在汽车经过涉水路面 时,容易有水进溅到开关上或顺线束流到开关 上,造成进水。由于开关的呼吸作用极少的一点 水滴都有可能被吸人开关内部。动静触点的间距很 小触点间不清洁的水会导电在动静触点断开状 态下有电流通过,导致机油报警灯误报警。时间 长了。积水会腐蚀镀银的动静触点。导致开关无 法接通 收稿日期:20140616:修回日期:20140630 作者简介:李荣忠(1971一),男,工程师;赵松强(1975一),男,工程师,均从事汽车零部件研发工作。 汽车电器2l 常见的油压开关防水设计 鉴于开关的通气要求,所有的防水设计都 是建立在通气的基础上 大此,防水开关只能是防 止进溅水,而不能在浸没的条件下防水。 21几种通气孔设计 通常会采用如图2所示的结构实现开关内外部 的气体流通。但这些通气孔结构在有水滴附着在上 面时,很容易被吸人开关内部 尽管可以采用斜向 下安装的方式在一定程度上让水滴从远离开关口部 的位置滑落,但总体上讲,其防水性较差。 者进溅在开关上的水都不易在开关口部积聚:水平 安装的次之;防水性能最差的就是斜向上安装的方 式,水滴极易在开关口部积聚,在温度降低时随同 吸入的空气进入开关 3)增加防水护套图5是常见的儿种防水护套。 一般采用橡胶护套。增加这种护套后,外界的水滴 不易进溅到通气孔附近。而且这种护套有一定的弹 性内部气压增高时,气体可以从橡胶护套与捅头 之问溢出:气压降低时,又可以从护套与插头之问 吸入空气。在一定程度上起到防水通气的作用。 橡胶护蹬 图5防水护套形式 另外还有点突式通气孔。见罔3 、这种结构的 通气孔建立在一个突起上,减少通气孑夕,图3所介绍的点突式结构,既是一种通 滴的可能性,进水的可能性大大降低 气结构,也是一种防水结构。 图3点突式防水通气设计 武 孔 2常会从以下方面提高油压开关的防水性。 1)安装位置一般尽可能避免安装位置过低。 安装位置越低,接触到地面进溅水的可能性越大。 2)安装方向 冈4为安装方向及水滴积存位 置 斜向下安装的方式最好,顺线束而下的水滴或 (a)斜向下安装 水滴流向插片根部 (c)斜向上安装 图4安装方向与水滴积存位置 34汽车电2014年第8期 3一种新型防水结构设计 一般情况下通气孔的截面积要在05 ,不可能过小。这一方面是妇于过小的截而积空 气流通阻力大,通气效果不好,另一方面是加工的 工艺性差。而水汽从05 面积浸入是一件很轻 松的事,特别是在温度降低,内部空气体积收缩的 情况下 所以上述各种防水设计都不可避免地存在 某些使用条件下的进水导致开关失效。不同的车 型油压开关安装位置不同,进水的概率有差异。 同样的车型在不同季节、不同路况下L月的故障率从儿一为在通 气的条件下最大限度地实现防水,一种新型的防水 透气膜结构正在悄然兴起。 3。1 防水透气膜设汁方案 图6为带防水透气膜的油压开关,这种结构的 核心是在通气孔上焊接了一种 聚四氟乙烯防水薄膜。该薄膜 表面有微孔,具有良好的透气 性同时由于空隙非常小,水 滴在表面张力的作用下,不能 轻易渗透到薄膜的另一侧,实 现防水透气的效果。聚四氟乙 烯被誉为“塑料王”,是南四 氟乙烯经聚合而成的高分子化 合物具有优良的化学稳定 性、耐腐蚀性,良好的抗老化 | 图6带防水透气膜 的油压开关 l _ _ 一一_ 踊田 耐力,耐温性优异。适合油压开关接触有机溶剂、 高低温波动大的工作环境。 除了在通气孔上焊接防水透气膜之外,还采取 了其他相关的设计以增强防水性能,包括防水插 头。采用防水插头之后能够保证除了通气孑位置密封良好,不会进水。 32试验验证 行业内较多采用大众汽车公司的油压开关功能 要求标准,来验证产品的防水性能。试验表明,在 80C810 续喷射60 关内部没有进水。甚至导线的绝缘层都被破坏,而 内部没有水迹。防尘、防水安全等级分别达另外,再通过试验验证通气性。采取两组同样 的产品,其中一组用胶完全将插头处封闭。两组产 品在常温、高温条件下检测的开关点压力结果对照 见表1。 表1不同防水形式下检测的开关点压力值 一组(采用防水透气膜) 第二组(完全密闭) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 98 95 107 15 19 96 90 90 120 96 95 95 99 87 230 236 228 219 205 漂移值一2 01228 125 137 132 129 115 注:正常开关动作点压力范同为88120于气体不能溢出,内部气压升高,开关动作值产生 了漂移,普遍超过200经远超120值,高温时容易出现油压误报警;而采用防水通 气膜的产品开关动作值几乎没有发生变化,可以在 高温时正常工作。 4采用防水透气膜的油压开关在汽车上的应用 随着对汽车可靠性要求越来越高,这种结构设 计的产品开始逐步在国内外的一些车型上应用。目 前大众系列产品几乎全部采用了这种开关通用、 福特等公司的汽车上也有采用。部分数据显示,采 用这种结构的产品,00结论 尽管油压开关是汽车上众多零部件中对安全、 节能、环保影响不太明显的小零件之一但随着汽 车工业的发展汽车零部件的高可靠性越来越受到 重视,油压开关也不例外。采用防水透气膜的设计 方案,在不显著提高成本的前提下,可以大幅降低 售后故障率,值得推广应用。 参考文献: 1大众汽车标准, 2百度百科一防水透气膜 可以看出,在高温条件下,完全密闭的产品由 (编辑孙涓) +-+-+ +“+w+“卜 +一+-+一十一十一+一+一+-+-+”+”+ 一一-+一一-+一一+一一+一一+一一一一一+一一+-+一+-+-+-卜-+- 一” 一-卜一- 一-一一一一 (上接第32页) 制的,通过按“方式”键,可以在1,5,_10三 种方式之间切换,它的调整范围是0+,实际运 用中,2O3)调整精度高,可达到035 带的长度 与步进电机的精度成正比,每个脉冲电机的进度为 18。,传动齿轮直径为20以每个脉冲胶带 的进度为1860=0314每个脉冲的进度即 为调整精度。 4)第一次装胶带时通过按控制面板“下按 钮”可实现自动进胶带,降低操作者的劳动强度。 5)能在极短的时间内调整胶带的长度,且不 浪费胶带,与旧的传送方式对比见表1。 6)考虑到调整胶带长度所需的时间、工人换 班的时间等因素,此捆扎机捆扎每根线束的时间约为 10 S,可在1日内大约完成8500根线束的捆扎工作。 表1新、旧型胶带传送方式对比 5 应用 捆扎汽车线束的胶带传送机构已开始在某线束 企业中生产和应用,与原有技术相比,其效果是积 极和明

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