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汽車連接器可靠性的影響因素

    連接(jiē)器的可(kě)靠性影響(xiǎng)因素眾多,國內外學者對大部(bù)分因素進行了分析和討論(lùn),對各種因素總結歸納可以可能出,大部分連接器可靠性能在結構方麵主要與觸點間的斑點形狀、正向力、配合模式、觸(chù)點平滑度、材料性(xìng)能有關;在(zài)工作環境方麵主要與環境溫度(dù)、環境汙(wū)染、載荷頻率(lǜ)有關。

    1、斑點形狀斑點形狀(zhuàng)的不同會造成擴散電阻的差異,圓形斑(bān)點(diǎn)電阻值與(yǔ)半(bàn)徑(jìng)有關,矩形斑(bān)點電阻值取決於斑點的長寬比,環(huán)形斑點則取決於外環半徑和圓環厚(hòu)度,方形環狀(zhuàng)斑點同圓環斑點類似其接觸電阻值(zhí)與環厚和邊長大小(xiǎo)有關。這(zhè)些斑點的傳(chuán)遞性能也有好(hǎo)壞(huài)之分。例如對於(yú)相同接觸麵積的銅金屬界麵正方環狀斑(bān)點的接觸(chù)電阻值與最小、之後為圓環形斑點,其次為圓形斑點,而正(zhèng)方形斑點的電(diàn)阻最高。

    2、配合模(mó)式連(lián)接器(qì)配合(hé)方式按照其形式可以分為點接觸形式、線接觸形式和麵接觸形式。不同的形式對應(yīng)不同的斑點數目,點接觸時接觸斑點最少(shǎo),由Holm定理得知接觸斑點越多其接觸(chù)電阻越小,多以點接觸電(diàn)阻值最高,麵接觸時斑點最(zuì)多,其接觸(chù)電阻最小,線接(jiē)觸的斑點(diǎn)數(shù)和接觸電阻值則(zé)為這兩者的中間值。膜層電阻的大小組要與觸點的壓強有關,在(zài)等壓力條(tiáo)件下點接觸方式的(de)觸點壓強最大最容易破壞膜層,就膜(mó)層電阻來說電接觸方式小於線接觸模式,麵接觸模式最大。

    3、正向力由於連接(jiē)器接觸表麵是(shì)粗糙不平的,材料在正(zhèng)壓力的作用下(xià)會伴隨著一定程度上的塑性變形,這種變形將會擴大接觸麵積,以至於起(qǐ)到降低接觸電阻的作用。連接器接(jiē)觸表麵的汙染膜層在一定大小的(de)正向力作用下會發(fā)生破裂,這大大降低了膜(mó)層電阻值的大小。因此在一定程度上較大(dà)的接觸壓力是保證連接器可靠性的關鍵(jiàn)。

    4、觸點(diǎn)平(píng)滑度(dù)

    觸點的光滑程度對接(jiē)觸電阻的影響從本(běn)質上來說是接觸點數目的影響。如果相互配合的平(píng)麵其表麵較為粗糙(cāo),其材料表(biǎo)麵的微(wēi)觀凹陷和凸起易於相互接觸,產生(shēng)較多的接觸斑點使接觸(chù)電阻降低,同時這些不平整的凸起也起到(dào)了去除氧化(huà)膜層的作用使膜層電阻降低。對於加(jiā)工精細的接觸表(biǎo)麵,其接(jiē)觸斑點數目往往較低,其接觸電阻(zǔ)值與粗糙時相比較高,但在穩定性方麵,平整的表麵表(biǎo)現要良好一些。

    5、材料(liào)性能材料的電阻率、硬度是決定接觸電(diàn)阻的關鍵因素。電阻率低且質軟的材(cái)料,是保證較低接(jiē)觸電阻的關鍵。材料的化(huà)學性能(néng)、耐高溫性(xìng)能決(jué)定了其在外界複(fù)雜環境中的可靠(kào)性。化學性能穩定的(de)金屬表麵不易產生汙染膜層,耐高溫性能好的金屬可以抵(dǐ)抗高溫帶來的材料軟化和應力(lì)鬆弛。

    6、環境工作溫度電流、摩擦(cā)、環境是連接器溫升的熱源,金屬材料的硬度在這種高溫的作用下會有所下降,這會(huì)提升實(shí)際的接觸麵積及觸點數目,接觸電阻也隨之降低。通常材料電阻率在高溫(wēn)環境下會一定程度的增長,伴隨而來的是接(jiē)觸電阻的(de)提高。接(jiē)觸麵積和電阻率的在高溫環境下此消彼長,兩者的作用相互抵消,對接觸電(diàn)阻的影響(xiǎng)可以忽(hū)略不計。但是溫度對膜層電阻的影響不可忽略,高溫對金屬表麵化學反應(yīng)起到催化作用,加速氧化物的產生及金屬擴(kuò)散,加厚氧化膜(mó)層,增大接(jiē)觸電阻。汽車在運行過程中發動機會生成大量(liàng)的(de)熱,因(yīn)此汽(qì)需(xū)要通過散熱等方式來保證連接器運行在可以(yǐ)接受的範圍之內。

    7、環境汙染環(huán)境(jìng)汙染對連(lián)接器的影響(xiǎng)表現為化學腐(fǔ)蝕(shí)以及電化學腐蝕,化學腐蝕主要發生(shēng)於汙染氣體(tǐ)的環(huán)境中(例如(rú):氧氣、二氧化硫、氯氣等),連接(jiē)器在這些氣體(tǐ)的化學作用下生成(chéng)化學物(wù),導致電阻的增大。與化學腐蝕不同,電化學腐蝕通常需要(yào)有電解質溶液的參與才能夠(gòu)發生,電極電位不同(tóng)的兩種金屬在導電溶液中產生電勢差,正負離子在電場(chǎng)的作用移動發生原電池反應腐蝕金屬。析氫腐蝕和吸氧腐蝕是最常見的電化學腐蝕(shí)類型。

    8、載荷頻率與(yǔ)傳遞直流電流情況不同的是,連接器在傳遞交流(liú)電(diàn)流時會發生集膚效應(電流在導體的表麵聚集(jí)),它限製了電磁場(chǎng)的穿透深度使收縮電組增長。這種(zhǒng)效(xiào)應在較大(dà)的載荷頻率下更為(wéi)顯著。


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