吴灵勇
【摘 要】机电式继电器在汽车上的作用越来越重要.本文将分析汽车上典型负载的特点,比较不同类型的汽车电气负载,选择不同的继电器触点材料与其相对应.并通过实验结果说明该如何选择合适继电器触点材料.
【期刊名称】《电气技术》
【年(卷),期】2010(000)009
【总页数】4页(P54-57)
【关键词】汽车;负载;继电器;触点;材料;选择
【作 者】吴灵勇
【作者单位】厦门宏发电声股份有限公司,福建,厦门,361021
【正文语种】中 文
1 引言
为减少燃料的使用，增加人员乘坐的安全性和舒适性，车上所需电子装置和控制装置越来越多，这些电子装置和控制装置大都使用机电式的继电器接通、断开和转换负载。因而机电式的继电器在汽车上的作用越来越重要。如果在整车设计时选择的继电器不当，将会带来很大的问题：如继电器的早期失效增多，带来大量的售后维修工作，严重的可能对驾乘人员的安全造成危害。据统计，继电器失效有60%是由于触点失效引起的，需要引起高度重视的是其中由于触点材料选择不当而造成的继电器失效比例约占其中50%。本文将分析汽车上典型负载的特点，比较不同类型的汽车电气负载，选择不同的继电器触点材料与其相对应。并通过实验结果说明该如何选择合适继电器触点材料。
2 汽车负载种类
汽车上负载种类比较多，如大灯负载，车内照明灯负载，转向灯负载，车窗升降负载，空调负载、后窗加热负载、点烟器负载，雨刮器负载，油泵负载等等，以上的负载根据其负
载特性，不考虑特别的情况，大致可以归类为三大类，分别为灯负载，电动机负载和阻性负载，各大类负载的特点同中有异，如灯负载中有闪光灯、照明灯、大灯等负载，闪光灯的负载和照明灯、大灯的负载有很大的不同，电动机负载中比较特殊的是控制正反转的电动机负载，如自动车窗、自动顶篷等负载，正反转的电动机负载带有反向的冲击电流，在继电器触点材料选用上需要特别注意。
各种大类负载的的性能，用示波器上可以看出其负载的特点。
（1）灯负载
图1所示的是典型的灯负载的波型图，灯负载的特点在灯刚接通时有一个比较大的冲击电流，之后电流趋于稳定，图1所示的一个所测量的型的灯负载的波型图，汽车上的大灯负载，两只55W大灯，稳态电流为10A，冲击电流达到55A，有这样的波形是因为当灯丝第一次通电时，由于灯丝处于冷态，电阻比较小，当通电一段时间，灯丝被加热，灯丝的电阻变大，其通过的电流变小。
图1 灯负载
英菲尼迪ex怎么样（2）感性负载
图2所示的是典型的电动机负载的电流波型图，电动机负载的特点在电动机刚开始动作时有一个比较大的冲击电流，之后电流趋于稳定，这是因为当电动机的转子刚开始动作时，电动机还没有产生反电动势，所以有比较高的冲击电流，当动作一段时间后，反电动势逐渐增大，使负载的电流逐渐下降，当到达一定时间后就趋于稳定，从电流波形上看电动机负载的电流波型图与灯负载的波形图有点一致，但实际上差别比较大，灯负载在第一次通电的瞬间通常有一个比较大的瞬间电流，最高可达稳态电流的15倍左右，由于时间很短，必须选择合适的示波器量程才能看出来，这种负载对继电器触点比较严酷，通常在接触的瞬间发生触点粘接的现象，对继电器的触点材料要求比较特殊， 电动机负载的峰值比较固定，和稳态电流的倍数比值和灯负载比通常较低。
迈腾旅行版图2 电动机负载电流波形
（3）阻性负载
阻性负载的电流波型图比较简单，就是一条直线，电流始终处于稳定的状态，在对继电器
触点的考验方面，由于负载没有冲击电流，因此触点材料的转移比较小，触点始终处于相同的电流作用下，触点电阻间发热相对比较严重，因此触点材料本身的接触电阻要比较低。
3 适用于汽车继电器的触点材料性能
根据汽车上负载的特点和类型，用于汽车继电器中的触点材料必须具有以下的特点：
（1）良好的导电性和导热性。这是对触点材料的基本要求，材料本身要具有低而稳定的电阻，同时在工作一段时间后，要保证接触电阻不会急剧增大，温度不会升高太多。
（2）耐电磨损。承受的电流密度较大，触点材料必须要能经受强电弧的侵蚀，保证有足够的使用寿命。
（3）抗熔焊能力强。在汽车继电器使用过程中，如灯负载和电动机负载等往往还存在着大的浪涌电流，极易造成触点熔焊或剧烈烧损，触点材料在选择材料成分和结构时要充分考虑到这一点。
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（4）良好的机械加工性。触点材料要加工成各种形状，特别是大量的铆钉型触点，因此触点材料应具有高强度并兼顾很好的塑性。
根据以上的分析，有以下三种触点材料常用于汽车继电器上。
（1）第1种触点材料：AgNi0.15
AgNi0.15的材料是由第一组分（金属Ag）和第二组分(Ni)混合形成的粉末金属复合材料，其中Ni的含量为0.15%，性能接近于纯银，俗称“细晶银”，材料的物理质地软，材料塑性和延展性好，制成的触点接触电阻比较小，在高浪涌电流负载的条件下容易发生触点粘接现象。
（2）第2种触点材料：AgSnO2
AgSnO2也是一种合金材料，是由第一组分（金属Ag）和第二组分（氧化物SnO2）混合形成的粉末金属复合材料，其中第一组分金属银具有良好的导电性、抗氧化性、抗氮化性。第二组分SnO2决定电弧的开断性能，其很高的熔化和分解温度使Ag-SnO2在电弧的高温作用下不易分解，这种材料的作用机理有两个：一是氧化物的分解和升华中消耗了大量电丰田凯美瑞第七代
弧输入触点的能量，使得触点冷却；二是金属氧化物在触点表面熔池中以颗粒形式存在，增加了熔融态金属的粘性，有助于降低因液态喷溅发生的损耗。三是SnO2粒子增大了Ag 熔池的粘度使熔化的银不易喷射，电弧侵蚀小。四是 SnO2具有的脆性使Ag-SnO2的抗熔焊性很好，且抗熔焊稳定性很高。
（3）第3种触点材料：AgSnO2 In2O3
人们在多年AgSnO2材料的负载应用开发中了解到AgSnO2触点材料具有以下的不足：
在电弧多次作用下，SnO2成分富集于触点表面引起接触电阻增大，温升较高。严重影响了电气使用性能，这也是导致AgSnO2材料在运行过程中尤其是通断操作次数很高时，温升比较高的原因。通过添加特定的添加剂，可有效地降低通断操作过程中AgSnO2触点材料的温升。有研究认为，SnO2具有较高的热稳定性，在高温下比CdO、ZnO更不易分解，AgSnO2触点材料在一定的负荷下，经多次通断操作后，触点表面不断形成非导电的SnO2渣层，使接触电阻升高。形成非导电的SnO2渣层的原因是Ag对SnO2颗粒的润湿性差，当融化时SnO2颗粒聚集，而Ag在电弧作用下发生喷溅逐渐减少，最后在触点材料表面出现了SnO2渣层，AgSnO2 In2O3在AgSnO2的基础上添加了In2O3成分，材料的物理质地更
硬，材料塑性和延展性差，制成的触点接触电阻比较大，但是在电寿命实验中，材料表现出来的优良的抗转移性能。
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