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汽車連接器可靠性的影響(xiǎng)因素

    連接(jiē)器(qì)的可(kě)靠性影響因素眾多,國內外學者對大部分因素(sù)進行了分析和討論,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(jiān)的斑點形狀、正向力、配合模式、觸點平滑度、材料性能有關;在(zài)工作環境方麵主要與環境(jìng)溫度、環境(jìng)汙染、載荷頻率有關。

    1、斑點形狀斑點形狀的不同會造成擴散電阻的差異,圓(yuán)形斑點電阻值與半徑有關,矩形斑點電阻值取決於斑點的長寬比,環形斑點則取決於外環半徑和圓環厚度,方形環狀斑(bān)點同(tóng)圓環(huán)斑點類似其接(jiē)觸電阻值與環厚和邊長大小有關。這些斑點的傳遞性(xìng)能也有好壞之分。例如(rú)對於相同接觸麵積的銅金屬界麵正方環狀斑點(diǎn)的接觸電阻值與最小、之後為圓環形斑點,其次為圓形斑點,而正方形斑點的電阻最高。

    2、配合模式連接(jiē)器配合方式按照其形式可以分為點接觸形式、線接觸(chù)形式和麵接觸形式。不同的形式對應(yīng)不同的斑點數(shù)目(mù),點接(jiē)觸時接觸斑點最少,由Holm定理(lǐ)得知(zhī)接觸斑點越多其接(jiē)觸電阻越小,多以點接觸(chù)電阻值最高,麵接觸時斑點最多,其接觸電阻最小,線接觸的斑點數和接觸(chù)電阻值則為這兩者的中(zhōng)間值。膜層電阻的(de)大小組要與觸點的(de)壓強有關,在等壓力條件下點接觸方式的觸點壓強最大最(zuì)容易破壞膜層,就膜層電阻來說電(diàn)接觸(chù)方式(shì)小於(yú)線接(jiē)觸模式,麵(miàn)接觸模式(shì)最大。

    3、正向力由(yóu)於連接器接觸表麵是(shì)粗糙不平的,材料在正壓力的作用(yòng)下會伴隨著一定程度上的塑性變形,這種變形(xíng)將會擴大(dà)接(jiē)觸麵積,以至(zhì)於(yú)起(qǐ)到降低接觸電阻的作用。連接器接觸表麵的(de)汙染膜層在一定大小的正向力作用下會發生破裂,這大大降(jiàng)低了膜層電阻值(zhí)的大小。因此在一定程度上較大的(de)接觸壓(yā)力是保證連接器可靠性的關鍵。

    4、觸點平滑度

    觸點的光滑程度對接觸(chù)電阻的影響從本質上來說是接觸點數(shù)目的影響。如果相互配合的平麵其表麵較為粗糙,其材(cái)料表麵的微觀凹陷和凸(tū)起易於相互接觸,產生較多的接觸斑點使接觸電阻降低,同(tóng)時這些不平整的凸起也起(qǐ)到了去除氧化膜層的作用使膜層(céng)電阻降低(dī)。對於加工精細的接觸表(biǎo)麵,其接觸斑點(diǎn)數目往往較(jiào)低,其接觸電阻值與粗(cū)糙時相(xiàng)比較高,但在穩定(dìng)性方(fāng)麵,平整的表麵表現要良好一些。

    5、材料(liào)性能材料的電阻(zǔ)率、硬度是決定接觸電阻的關鍵因素。電阻率低且質軟(ruǎn)的材料,是保證較低接觸電阻的關鍵(jiàn)。材料(liào)的化學(xué)性能、耐高溫性能決定了其在外界複雜環境中的可靠性。化學性能穩定的金屬表麵不易(yì)產(chǎn)生汙染膜層,耐高溫性能好的金屬可(kě)以抵抗高溫帶來的材料軟化和應力鬆弛。

    6、環境工作溫度電流、摩擦、環境是(shì)連接器溫升的熱源,金屬材料的硬度在(zài)這種高溫的作用下會有所下降(jiàng),這會提(tí)升實際的接(jiē)觸麵積(jī)及觸點數目,接觸(chù)電(diàn)阻也隨之降低。通常材料電阻率在高溫環(huán)境下會一定程度的增長,伴隨而來的是接(jiē)觸電阻的提高(gāo)。接觸麵積和電阻(zǔ)率的在高溫環境下此消彼長,兩(liǎng)者的作(zuò)用相互抵消,對(duì)接觸(chù)電阻的影響可以忽略不計(jì)。但是溫度(dù)對膜層電阻的影響不可忽略,高溫對金屬表麵化學(xué)反應起到催化作用,加速氧化物的產生及金屬擴散,加厚氧化膜層,增大接觸電阻。汽(qì)車在運行(háng)過程中發動機會生成大量的(de)熱(rè),因此汽需要通過散熱等方式來(lái)保證連接器運行在可以接受的範圍之內。

    7、環境汙染(rǎn)環境汙染對連(lián)接器的影響表現為化(huà)學腐蝕以及電化學腐蝕,化學腐(fǔ)蝕主要發生於(yú)汙染氣體的環境中(例如(rú):氧氣、二氧化(huà)硫、氯氣等),連接器在這些氣體的化學作(zuò)用下生成化學物,導(dǎo)致電(diàn)阻的增大。與化學腐蝕不同,電化學腐蝕通常需(xū)要有電解質溶液的(de)參與才能夠發生,電極電位不同(tóng)的兩(liǎng)種金屬在(zài)導電溶液中產(chǎn)生電勢差,正(zhèng)負離子在(zài)電場的作用移動發生(shēng)原電池反應腐蝕金屬。析氫腐(fǔ)蝕和吸氧腐蝕是最常見的電化學腐蝕類型。

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


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