Превключватели, теория

Напредъкът в ергономията и дизайна превърна един обикновен превключвател в изключително усъвършенстван инструмент. Начинът, по който работи прекъсвачът, трябва да отговаря на различни критерии. Групирането на превключвателите на арматурното табло за по-малко разсейване и умора на водача, бърз достъп до превключвателя в критична позиция и предотвратяване на случайно препъване на превключвателя при удар са само част от предизвикателствата пред дизайнера. Сега стана норма главните превключватели да се правят под формата на лостове, монтирани на кормилната колона. Тези функции обикновено включват:

превключване на фаровете
включете странично осветление
аларма
шайби
чистачи

Други органи за управление са монтирани в обсега на водача на или близо до арматурното табло. В допълнение към конструктивните ограничения, споменати по-горе, надеждността е важен фактор за прекъсвача. Проучванията показват, че превключвател за фарове, например, може да се използва приблизително 22 000 пъти за 80 000 км - средно за 4 години - което поставя голямо механично и електрическо натоварване на това устройство.

Проста дефиниция на превключвател е "устройство за прекъсване и създаване на токов път във верига". Това означава, че прекъсвачът може да се разглежда като две системи:

контакти, които осигуряват превключване
механично устройство, което движи контактите

Има много видове работещи механизми, които управляват контактите. Фигурата показва само една от често срещаните техники - плъзгащи се контакти.

Ориз. плъзгащ се контактен превключвател

Контактите трябваимат следните задължителни свойства:

висока устойчивост на механично и електрическо износване
ниско контактно съпротивление
без замърсяване на контактната повърхност
ниска цена

Най-често използваните превключващи контакти са мед, фосфорен бронз, месинг, берилиев бронз и в специални случаи сребро или сребърни сплави. Златото се използва за покриване на контакти за специални цели. Основният проблем е токът, който превключвателят трябва да издържи, тъй като основният проблем е дъговата ерозия на контактите. Среброто е един от най-добрите материали за контакти на превключватели. И един от начините да заобиколите проблема с разходите е да използвате само сребърни подложки, заварени към месингови контакти, например. Сега е обичайно да се използват превключватели за управление на реле, което от своя страна управлява основната част на веригата. Токовото разтоварване на прекъсвача дава по-голяма свобода при избора на конструкцията му, но може да се наложи да се гаси електрическата дъга, причинена от индуктивността на намотката на релето. Не трябва също да забравяме, че релето също е превключвател, но тъй като релетата нямат същите конструктивни ограничения като превключвателите на уреди, това им позволява да се справят с по-висок ток.

Продължителността на живота на прекъсвача зависи от честотата на използване, съотношението на времето за включване/изключване, естеството на натоварването, потискането на дъгата, степента на движение на използвания задвижващ механизъм, температурата и влажността на околната среда, нивото на вибрации, за да назовем само няколко.

Гамата от размери и видове превключватели, използвани в автомобилите, е доста широка: от контакти в реле за стартиране на стартера до контакти вмикропревключвател на люк. Фигурата показва един тип автомобилен превключвател и неговите характеристики.

Ориз. Еднополюсен превключвател с три позиции

Някои от понятията, използвани за описание на работата на превключвателя, са дадени по-долу.

Първоначалното състояние. Позицията на задвижващия механизъм при липса на влияние върху него.
на празен ход. Движение на задвижващия механизъм между свободно и работно положение.
Работна позиция. Позицията, която задвижващият механизъм заема при възникване на контакт.
Понижаващо положение. Позицията на задвижването, при която механизмът се връща в първоначалното си състояние.
Излишно движение. Движение на задвижващия механизъм след заемане на работна позиция.
Пълен ход. Сума от празен ход и извънреден ход.
Сила на ангажиране. Силата, необходима за преместване на задвижващия механизъм от свободно положение в работно положение.
Усилие за освобождаване. Силата, която позволява на механизма да се върне в първоначалното си състояние.

След това помислете за въпроси като броя на контактите, броя на полюсите и вида на превключването. Някои потребители на ток на автомобила изискват определени действия по превключване. Фигурата показва символите на веригата за превключвателите и техните функции. Подобни символи се прилагат за релета.

Ориз. Символи за ключове и ключове

Всички превключватели, споменати по-горе, се управляваха ръчно. Има и други превключватели, които могат да се задействат от температура, налягане и, например, инерция. Тези три примера са показани на фигурата по-долу. Температурният превключвател е типичен за вентилаторите на радиатора, той използва биметална плоча, която се огъва под въздействието на температурата изатваря група от контакти. Пресостатът се използва за контролиране на свръхналягането в климатичната система и се задейства чрез натиск върху диафрагмата. При определено налягане диафрагмата преодолява напрежението на пружината и затваря поредица от контакти. И накрая, инерционният превключвател за ускорение често се използва за прекъсване на подаването на гориво към инжекционната помпа в случай на удар на превозно средство при инцидент.

Ориз. Превключватели за температура, налягане и ускорение