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汽车连接器接触故障的原因

2022-12-17 15:52:39

汽车连接器接触故障的原因

根据现场分析和试验数据,可以看出接触故障是连接器的主要故障模式,占45.1%。接触电阻的生长和接触点的瞬时断开是故障形式的主要表现。接触故障的主要原因是接触力的变化.根据电接触原理表面质量降低,根据电接触原理,结合汽车连接器材料.分析上述失效机制的结构和工作环境:

1.接触变化连接器的配合是通过材料变形来实现的。一般来说,阴极件(即插座)上有弹性元件,阳极件(即插针)为刚性元件。在插入插座的过程中,导致插座上的弹性元件变形,产生正压,以保持接触。因此,整个接触对的可靠性取决于弹性元件的性能和提供接触力的大小。随着使用时间的增加,弹性元件的材料性能会发生变化,疲劳和应力松弛会导致弹性元件失去原有弹性和塑性变形。在这些变化过程中,接触力逐渐降低,导致连接器失效。同时,汽车发动机产生的热应力会降低材料的强度和接触压力。汽车连接器材料的蠕变会发生在长期的高温工作环境中,材料的应力松弛甚至不同形式的断裂会导致接触压力的波动。它对连接器的可靠性危害很大。在行驶过程中,由于路况的影响,必然会产生颠簸,连接器接触在这种外部接触点中“颠簸”激励(具体可表现为振动、冲击)会发生碰撞和变形,可能导致接触接触力的变化,使连接器电阻波动较大,当接触力变化到一定范围以下时,会导致连接器瞬间故障。

2.摩擦磨损汽车连接器的插头和插座在使用过程中会相对移动。由于弹性的存在,这种运动总是伴随着触点与表面之间的摩擦。材料表面的微凸起和凹陷在摩擦过程中会受到剪切力的影响,随着摩擦程度的增加,剪切力的大小也会增加。当剪切力达到一定极限时,表面的凸起会被切断,然后粘接或散落在另一个表面的触点界面外。随着颗粒在接触面之间的反复运动,粘接颗粒的硬度逐渐增加。这些高硬度颗粒会擦伤材料表面,长期擦伤会增加接触电阻,导致触电失效,缩短连接器的使用寿命。摩擦过程中产生的热量会加速材料表面氧化物的形成,导致接触电阻升高的触点失效。摩擦磨损通常发生在材料硬度低、强度极小、表面粗糙不平的触点。

3.为了降低材料的表面质量,需要在连接器的触点表面涂一层金属,以提高材料的性能、汽油污渍和道路粉尘.气体等污染物散落在涂层表面形成膜层。分子极性和范德华力的存在会诱使涂层表面吸附氧化物膜层,如二氧化碳。材料的化学反应会使涂层金属产生氧化物膜层,如接触表面镀锡,如果接触压力不高,很容易产生厚而致密的氧化物。这些膜层降低了电流通过面积,导致接触电阻增大失效。高温会加速这些膜在吸附中的生长。镀金层或镀银层可以在一定程度上防止这些膜的产生和吸附。黄金的化学性质稳定,空气中难以氧化。但黄金价格昂贵,硬度低,容易粘结磨损,因此不能保证接触面质量100%稳定。银的价格相对较低,硬度大,粘结磨损程度小,但银对环境中的硫含量特别敏感,空气只需要几个ppb硫含量会腐蚀银涂层,导致接触失效。在这些涂层的形成过程中,由于工艺不同,涂层表面难免会有许多小缝隙。环境中的电解质溶液通过这些小间隙渗透到基体材料中。由于基体材料电极电位与涂层材料电极电位的差异,原电池在这些渗透电解质的作用下发生反应,形成腐蚀产物。这些腐蚀产物从间隙中向外延伸,导致接触故障。


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