辛树清 李建辉 王东 刘磊 张海玉 苏杰 杜大虎 王桂升 刘伟波
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摘要 随着社会的快速发展，汽车越来越普及；在整车中，变速器倒车灯开关是非常重要的安全保护装置，一般装配于变速器的操纵机构上。这种装置保证了变速器挂入倒档时，开关动作，发送信号，倒车灯点亮，通知驾驶人员及行人此车已挂入倒档，从而避免事故发生。本文对变速器倒车灯开关的工作原理进行说明，同时对比较常见的故障模式进行分析，寻求可行的整改方案，避免开关的故障发生。
关键词 变速器 开关 故障分析 触点 滑片
变速器常用的倒车灯开关大多为机械式。此类的开关动作原理比较简单，开关是与传动机构或杠杆机构联动，在外力作用下，顶杆在一定范围内做直线运动，去推动触点闭合（或打开），一旦外力消失，依靠本身复位弹簧自动复位，使其触点保持原始状态。目前机械开关按通断型式可以分为两种：A、常开开关，B、常闭开关。常开开关原理如下图所示：
1工作原理
驾驶员挂入倒档，开关的顶杆受到外力，向右移动，顶杆复位弹簧受到压缩，推动动触点向右移动，迫使动触点发生运动，同时动触点复位弹簧受到压缩，当动触点与静触点结合导通，倒车灯点亮；反之，驾驶员挂入空挡，开关的顶杆受到的外力消失，顶杆复位弹簧和动触点复位弹簧分别推动顶杆和动触点回归原来位置，动触点与静触点分离，倒车灯熄灭。
为分析寻找开关出现故障的具体原因，我们对一些故障件进行了拆解检测，并详细分析导致开关发生故障的具体原因。在拆解过程中，我们发现，开关内部的静触点发生烧蚀、弹簧断裂、顶杆处有杂质导致顶杆卡滞、接插件针脚拖出、内部发生烧蚀和开关内部形成大量积碳等。
下面以常开式开关故障为例进行解析。
2故障解析
2.1 倒车灯常亮
从开关原理来看，出现此种故障的根本原因为内部静、动触点始终为接通状态。在此类故障的开关中顶杆被卡死致使动触点和静触点始终接通的现象占有很大比例。变速器运行一段时间后，变速器内部会有很多杂质（例如：铁屑、铝屑），如果开关结构设计及安装位置不合理，杂质会被油液带动进入顶杆与壳体的间隙，由于杂质颗粒较大或积累过多，导致顶杆卡死，动触点和静触点始终接通，倒车灯常亮。
2.2倒车灯不亮
倒车灯开关本身是一个常开式开关，触点接通，倒车灯点亮；从开关的原理来看，出现此种故障的根本原因为内部触点始终为断开状态或内部触点损坏，导致外部电路不能接通。在此类故障的开关中，触点烧蚀及塑料件融化碎裂现象占有很大比例。触点烧蚀的情况主要是由于开关内部，拉弧放电造成的。拉弧放电，是指在动、静触点分开时，由于电流产生的电动斥力分开，而产生电弧的放电过程。虽然开关接通时，宏观上动、静触点已接触上，但在微观上，开关内部的触点存在短时震荡或部分接触，在极短的时间内流过大电流，会造成起弧或放电。开关断开时也存在相同现象，当正常电流被开关切断瞬间，触点两个极小的接触上电流密度会增大，就会出现拉弧。电流越大，拉弧情况越严重。拉弧引起电极上的积碳沉积后，所有后期的放电就容易集中在积碳点上，从而加剧了拉弧现象。
拉弧放电可以产生瞬间的高温，从而造成开关内部塑料件融化，与开关动触点成为一体，使得动触点无法与静触点接通，开关处于常闭状态，倒车灯开关始终不亮。
另外两触点安装错位，触点接触面积过小，容易产生电火花，长期形成积碳，可能使两触点烧蚀，无法接通，导致倒车灯不亮；
还有开关本身密封不严，导致开关内部弹簧、触点发生锈蚀，导致触点不能导通，倒车灯不亮。
2.3倒车灯时亮时不亮
这种状态比较复杂，需要从两方面去考虑原因。首先是开关本身的问题。内部触点接触不良，时断时续，造成这种现象的原因有很多种，比如密封圈或密封垫密封不严，导致开关内部弹簧、触点锈蚀，引起触点接触不良，或者塑料结构问题，衬套装偏导致行程减小，从而不能正常通断。其次，是外部装配结构问题，由于开关通断需要一定的通断行程，顶杆消磨严重，行程减少，也有可能致使开关触点不能正常接触。
3结论
针对以上分析，提高开关性能品质，可以从以下几个方面进行改进：
a)开关触点分开要迅速并且触点距离加大，可以减少拉弧现象。将开关动触点和静触点之间的距离大于2mm，通过加大弹簧力，顶杆力撤销时，内部动触点和静触点迅速断开，这样可以有效改善拉弧现象的发生。
b)开关内部增加灭弧脂，防止拉弧现象产生。
c)增大动、静触点接触面积，减小单位面积内的电流，避免因过载导致烧蚀，提高产品寿命；
d)开关弹簧选用特殊弹簧，保证弹簧回弹寿命不少于开关寿命；产品设计时采用双弹簧，开启和关闭过程中不会产生中间死角，以确保其安全和灵活性。
e)提高开关顶杆硬度，避免过早磨损。
f)将倒车灯开关布置在不易进入杂质的位置。
论文作者:辛树清, 李建辉, 王东,刘磊,张海玉,苏杰,杜
论文发表刊物:《中国科技教育·理论版》2013年第12期供稿
论文发表时间:2014-3-24
标签：触点论文; 车灯论文; 弹簧论文; 变速器论文; 故障论文; 和静论文; 现象论文; 《中国科技教育·理论版》2013年第12期供稿论文;