汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得汽車上的各種功用件及各種零部件都在不斷地向智能化,精細(xì)化及牢靠性方向發(fā)展,對汽車連接器結(jié)構(gòu)規(guī)劃、外觀規(guī)劃及資料也提出了更高的要求。下面就汽車連接器的牢靠性作一討論。
1汽車連接器的規(guī)則
USCAR-20 作為汽車電氣連接器體系的功能標(biāo)準(zhǔn),規(guī)則汽車連接器在整個運(yùn)用周期內(nèi)電器連接器觸摸面要一直牢靠,包含以下幾個要素:
1)連接器觸頭的資料穩(wěn)定,牢靠+2)正向力穩(wěn)定;
3)電路的電壓和電流穩(wěn)定;
4)溫度要求在規(guī)則的規(guī)模之內(nèi),包含周圍的溫度和自身的溫升;
5)較好的魯棒性。
為了滿意汽車電子計算機(jī)的要求,汽車連接器在功能方面有必要與高速長距離通信計算機(jī)用的連接器相同,別的,汽車連接器有必要能在極惡劣的條件下牢靠地工作,因此汽車連接器的規(guī)劃有必要滿意以下一些要求:
1)連接器刺進(jìn)力:20.5 kg 以下,2)連接器堅持力:2.5 kg 以上,3)耐熱性:―40~120 C,4)耐沖擊性:1 000個周期;5)耐振性:25 g;6)連接器觸摸電阻:變化在1 m規(guī)模內(nèi)。
汽車連接器的測驗
汽車連接器有必要經(jīng)過如下測驗。2.1機(jī)械性測驗
1)端子至端子的嚙合/別離力:本測驗確認(rèn)整個插頭總成人工嚙合和別離所需要的嚙合/別離力。
嚙合力是確認(rèn)一個特定插頭的結(jié)構(gòu)是否適合于批量生產(chǎn)的重要考慮要素。
別離力是確認(rèn)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和保證在整個車輛運(yùn)用期間嚙合銜接運(yùn)用牢靠的重要要素。
2)端子抗彎力:本測驗檢查端子在裝配過程中反抗曲折和決裂能力的最小強(qiáng)度。
3>極化特征效果:本測驗保證具有合適的極化特征,并且使得極化特征能避免一個插頭的外殼與要被嚙合的別的-半嚙合的不正確,以及避免一個插頭的外殼與其他不應(yīng)當(dāng)被嚙合的別的--半嚙合。它也實驗極化特征在不正確裝配測驗過程中避免端子損壞的有效性。
4)轟動/機(jī)械沖擊:本測驗用模仿的加速方式將一個插頭體系露出在車輛實際運(yùn)用環(huán)境的各種轟動中。轟動和沖擊會導(dǎo)致端子交接面和電氣觸點(diǎn)的磨損和插頭體系機(jī)械部件發(fā)生毛病。
5)其他部件的嚙合/別離力:本測驗是為了保證插頭總成部件。例如:TPAs，PLRs，CPAs，定位夾箍等能被有效固定,可是在有修理必要時又能夠非常容易地進(jìn)行拆開和安裝。
2.2電氣測驗
1)干式電路電阻測驗:本測驗確認(rèn)在低能量狀態(tài)下(干式電路:20 mV開路電壓和100 mA電流極限)2種導(dǎo)線壓接(如果是一個端板插頭就只有一種壓接)與一對配對端子觸摸面之間的組合電阻。
2)壓降測驗:本測驗確認(rèn)在標(biāo)稱電流狀態(tài)下因為導(dǎo)線壓接和觸摸面區(qū)域的電阻而發(fā)生的電壓降。然后,可以根據(jù)電壓降計算出總銜接電阻。
3)最大實驗電流能力測驗:本測驗的意圖是為了確認(rèn)端子體系在開始發(fā)生過度熱降解和/或具有電阻之前在室溫環(huán)境中能夠承受的最大實驗電流。
4)1 008 h電流循環(huán)測驗:本測驗?zāi)７露俗釉谲囕v預(yù)期運(yùn)用年限中的主要功用。電流循環(huán)是一種加速老化實驗﹐該實驗首先用電加熱端子交接面和導(dǎo)線內(nèi)芯的壓接處,然后讓它們在沒有電流的狀態(tài)下自行冷卻,然后使得它們發(fā)生因為磨損、氧化、金屬間脹大和應(yīng)力松懈而發(fā)生可能會影響銜接電阻值的脹大和縮短。
5)隔離能力測驗:本測驗驗證一個連接器體系中任何2個空腔之間是否有足夠的電阻值來避免經(jīng)該插頭體系的各種電路發(fā)生有害的導(dǎo)電現(xiàn)象。
別的,除了以上所說的機(jī)械性測驗和電氣測驗外,還有環(huán)境實驗,其間包含熱沖擊測驗、溫度/濕度循環(huán)測驗、高溫露出測驗.流體阻力測驗、壓力/真空走漏測驗等,這些測驗將進(jìn)一步檢驗連接器的穩(wěn)定性。
3汽車連接器牢靠性剖析
汽車連接器的牢靠性剖析主要是對連接器觸頭的剖析,其間非常重要的2個要素便是觸頭觸摸力和觸頭的觸摸電阻。觸摸電阻包含2部分:體電阻和界面電阻。體電阻是觸摸體基底資料的電阻,界面電阻由縮短電阻和膜層電阻組成?？s短電阻取決于兩觸摸面之間A點(diǎn)的數(shù)量與巨細(xì),它是因為在點(diǎn)的觸摸區(qū)縮短而發(fā)生的。膜層電阻與積聚在兩觸摸體外表的氧化腐蝕膜有關(guān)。膜層電阻因為減小了金屬觸摸面積而發(fā)生一個串聯(lián)電阻。
注:兩連接器觸頭銜接時,垂直于觸摸外表的那些隆起的凸點(diǎn)稱之為A點(diǎn)。
根據(jù)霍爾姆原理,得出連接器觸頭觸摸力與銜接連接器觸摸電阻的聯(lián)系見圖1。
式中:H為觸頭觸摸面的硬度﹔pm為觸摸電阻的電阻率; p為薄膜電阻的電阻率;t為薄膜厚度;R。為縮短電阻;R為薄膜電阻。
連接器觸摸力越大,其觸摸電阻就越小。造成觸摸電阻不穩(wěn)定的要素如下。
1)應(yīng)力松懈:周圍的溫度變化,歐姆加熱;2)永久性形變:高度變形,轟動/沖擊負(fù)荷﹐熱脹大;
3)腐蝕:主要為微孔腐蝕、微動腐蝕;
4)外表的污染物:磨損發(fā)生的碎屑、灰塵、沖突發(fā)生的調(diào)集反應(yīng)、潤滑油衰變;
5)振動:外環(huán)境;
6)微動:小振幅微運(yùn)動,觸頭的微動也是影響連接器的穩(wěn)定性的重要要素。
如圖⒉所示:微動跟著振動周期的添加使得觸摸電阻逐步增大。
連接器觸頭的功能和牢靠性取決于觸頭的穩(wěn)定性,觸頭的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為在工作狀態(tài)下連接器觸摸電阻穩(wěn)定,觸頭的觸摸力決議了觸摸電阻。然而,觸頭資料的功能決議了觸頭觸摸力。
為了提高連接器的穩(wěn)定性,往往對連接器觸頭進(jìn)行電鍍,選用電鍍的方法對觸頭進(jìn)行改良,有以下優(yōu)點(diǎn):
1)連接器在運(yùn)用環(huán)境中的抗蝕功能更好﹔2)裝飾連接器的外表,使其光亮美觀;3)提高連接器的工作功能,如硬度、耐磨性、導(dǎo)電性、電磁性﹑耐熱性等。
結(jié)語
汽車工業(yè)的電子銜接體系表現(xiàn)出2種趨勢:一個是電子連接器小型化,而另一個是大功率連接器。連接器的規(guī)劃、資料的選擇都是影響其穩(wěn)定性的重要原因,電鍍資料和電鍍工藝研討也為汽車連接器的牢靠性提供了更大的發(fā)展空間。
