張志開

校車應(yīng)急開關(guān)電路分析與應(yīng)用

張志開

（保定長安客車制造有限公司，河北 定州073000）

主要分析校車應(yīng)急開關(guān)與整車電路之間連接可能存在的問題，從而使應(yīng)急開關(guān)在校車上能有更合理的線路設(shè)計，避免產(chǎn)生不良后果。

校車；應(yīng)急開關(guān)；電路；電氣原理

汽車電氣系統(tǒng)的安全性、可靠性是第一位的，校車的安全更是重中之重。2012年4月10日，國家發(fā)布了GB 24407—2012《專用校車安全技術(shù)條件》，其中第5.12.2.4規(guī)定“為降低火災(zāi)發(fā)生后造成的損失，應(yīng)在駕駛員座椅附近安裝有安全應(yīng)急開關(guān)”［1］。

1　校車“應(yīng)急開關(guān)”的功能要求及電氣原理

文獻(xiàn)［1］中規(guī)定，啟動應(yīng)急開關(guān)后，應(yīng)能同時實(shí)現(xiàn)以下功能：發(fā)動機(jī)迅速停止工作；加熱器的冷卻風(fēng)扇能夠延時關(guān)閉；乘客門開啟和關(guān)閉的控制系統(tǒng)能夠正常工作；啟動車內(nèi)應(yīng)急照明（部分廂燈和乘客門踏步燈）；接通車輛危險警告信號；切斷電磁式電源總開關(guān)，如果沒有電磁式電源總開關(guān)，在滿足5.12.2.4要求的功能外，所有電路都應(yīng)該切斷；以上功能的實(shí)現(xiàn)不僅可以通過應(yīng)急開關(guān)實(shí)現(xiàn)，而且還可以通過獨(dú)立的操作來完成。但在緊急狀態(tài)下，這些操作不能影響應(yīng)急開關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)“應(yīng)急開關(guān)”的功能要求，很多配套廠家研發(fā)了應(yīng)急開關(guān)。一般的應(yīng)急開關(guān)配套廠家提供的原理圖如圖1所示。

1）圖1中，1-12為接線位置（門燈1，前頂燈2，后頂燈3，發(fā)動機(jī)控制4，危險報警信號5，左轉(zhuǎn)向6，右轉(zhuǎn)向7，電源總開關(guān)控制線輸入8，電源總開關(guān)控制線輸出9，閃光燈10，?；?1，地線12）；13-18為應(yīng)急開關(guān)內(nèi)的元件（單向二極管13，蜂鳴器14，開關(guān)15，保險16，限流電阻17，發(fā)光二極管18）。

2）對圖1進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)原理圖中應(yīng)急開關(guān)的工作原理很簡單，也很明確［2］。在應(yīng)急開關(guān)15啟動以前，除了電源總開關(guān)控制線輸入8與電源總開關(guān)控制線輸出9之間的觸點(diǎn)閉合外，其他都是斷開的，保證了電源總開關(guān)控制線路的正常導(dǎo)通，二極管13也保證了上述電器件之間不會互相竄電；在開關(guān)15啟動以后，電源總開關(guān)控制線路斷開，?；?1連通1-7所連接的線路能實(shí)現(xiàn)校車標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的內(nèi)容。同時蜂鳴器14在開關(guān)15啟動后帶電開始工作，起到應(yīng)急開關(guān)開啟狀態(tài)報警作用。

2　整車連接時可能產(chǎn)生的缺陷及避免措施

2.1可能產(chǎn)生的缺陷

應(yīng)急開關(guān)線路與整車線路的連接，不是說把兩個線路同一接點(diǎn)簡單地連接在一起就可以的。如果簡單地把兩電氣原理圖連接在一起，稍微分析一下就會發(fā)現(xiàn)，將出現(xiàn)一些不正常的電氣現(xiàn)象。

1）把應(yīng)急開關(guān)線路與一般的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路原理連接后的局部原理如圖2（a）所示。左半部分為應(yīng)急開關(guān)線路，右半部分為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線路。在開關(guān)15啟動以后，危險報警信號5通過轉(zhuǎn)向開關(guān)20的常閉觸點(diǎn)（23和24）給閃光器21的電源B供電，實(shí)現(xiàn)了“接通車輛危險警告信號”［3-5］。然而，在危險報警信號5給轉(zhuǎn)向開關(guān)22供電的同時，會通過ON線，傳至整個與ON相連接的線路，如儀表等。如果當(dāng)時點(diǎn)火開關(guān)20處在ON檔，電還會通過點(diǎn)火開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)返流至整車電源19，通過與整車線路19相連的各電器件保險，導(dǎo)致各個電器件帶電。

2）把應(yīng)急開關(guān)線路與門燈控制線路相連后，其局部電路原理圖見圖2（b）。在應(yīng)急開關(guān)15啟動以后，門燈1把電傳至踏步燈27，踏步燈點(diǎn)亮；但同時，也會把電傳至踏步燈行程開關(guān)26，車門只要不是在關(guān)閉到位狀態(tài)，行程開關(guān)26就會導(dǎo)通，繼而過保險把電傳到整車電源19；折疊門一般都使用門燈控制器（功能同行程開關(guān)26）控制踏步燈。在車檢查中發(fā)現(xiàn)，踏步燈亮?xí)r，電流會通過門燈控制器，并輸出至整車電源19。按常規(guī)，門燈控制器只能輸出電流給踏步燈。我們很難意識到，某些系列的門燈控制器會出現(xiàn)返流現(xiàn)象。

3）把應(yīng)急開關(guān)線路與頂燈線路相連后，也會出現(xiàn)類似的現(xiàn)象（見圖2（c））。只要頂燈開關(guān)是閉合的，應(yīng)急開關(guān)15啟動后，就會通過頂燈開關(guān)向其他電路返流。

通過以上分析，如果在應(yīng)急開關(guān)線路原理上考慮不周密，也沒有進(jìn)行現(xiàn)場檢查，就可能造成電氣工作混亂，就會事與愿違，無法實(shí)現(xiàn)“在滿足5.12.2.4要求的功能外所有電路都應(yīng)該切斷”的要求，還可能帶來不良后果。如果在應(yīng)急開關(guān)15啟動時，有燈光、暖風(fēng)、雨刷之類的等大功率電器件在工作，應(yīng)急開關(guān)內(nèi)的保險及線路就會過載，可能會出現(xiàn)燒保險或線束過熱現(xiàn)象。保險燒毀，會使該亮的頂燈、門燈不亮；發(fā)動機(jī)該熄火熄不了火等，也就是無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)急開關(guān)的大部分功能。另線束過熱，還可能存在線束燒毀的隱患［6］。

2.2可采取的避免措施

既然通過電氣原理分析，簡單的線路連接會出現(xiàn)上述無法實(shí)現(xiàn)“在滿足5.12.2.4要求的功能外所有電路都應(yīng)該切斷”的要求，也就必須在設(shè)計中加以彌補(bǔ)?？刹扇〉闹饕胧和ㄟ^改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電源接線位置，利用二極管的單向?qū)щ娞匦?，消除線路上可能存在的互相竄電現(xiàn)象［7-8］。通過對與應(yīng)急開關(guān)線路有關(guān)電器件、開關(guān)、繼電器、全車線路等之間的電路進(jìn)行充分的分析，修改后的電氣原理如圖3所示。

1）轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)的閃光器21的電源B外接線路25為常有電，應(yīng)急開關(guān)中的危險報警信號5不再接線。以上線路能保證危險報警、應(yīng)急開關(guān)、轉(zhuǎn)向操作時，轉(zhuǎn)向燈都能正常閃亮。

2）在踏步燈開關(guān)26、前頂燈開關(guān)28、后頂燈開關(guān)30后分別串聯(lián)二極管33，二極管的單向?qū)ㄌ匦?，阻止了?yīng)急開關(guān)15啟動后，門燈27、前頂燈29、后頂燈31電路通過各自開關(guān)向整車電路返流現(xiàn)象。

3）應(yīng)急開關(guān)的發(fā)動機(jī)控制4控制常閉觸點(diǎn)繼電器34的線圈。在正常情況下，ECU控制線路通過常閉觸點(diǎn)控制發(fā)動機(jī)正常工作。在應(yīng)急開關(guān)15啟動后，發(fā)動機(jī)控制4有電，常閉觸點(diǎn)繼電器34線圈通電后，常閉觸點(diǎn)張開，發(fā)動機(jī)控制線路斷電，從而達(dá)到“發(fā)動機(jī)迅速停止工作”的目的。

4）在需加二極管的線路中，后頂燈是耗電最大的電器件，功率最大時為40W，額定電流就是40/24=1.67A；用1N5408型二極管，經(jīng)過現(xiàn)場2h通電測試后，二極管溫升最高到42℃；型號為1N5408的二極管，電壓范圍是50～1000V，電流是3A，操作和儲存溫度范圍是-65℃～+175℃。1N5408型二極管體積比較小，因此作為首選。

3　結(jié)束語

應(yīng)急開關(guān)是為降低火災(zāi)發(fā)生后造成的損失而設(shè)置的。希望是直到車輛報廢時也不要使用它。但是從設(shè)計上要盡可能地考慮更周全，把各種故障隱患扼殺在設(shè)計中。

［1］GB 24407—2012，專用校車安全技術(shù)條件［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［2］蹇小平，麻有良.汽車電器與電子技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［3］邊煥鶴.汽車電器與電子設(shè)備［M］.北京：人民交通出版社，1997.

［4］GB 6988.1-7-1986，電氣制圖［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987.

［5］GB/T4728-1985，電氣圖用圖形符號［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

［6］麻友良.汽車電器與電子控制系統(tǒng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［7］康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［8］朱禮銘，陸云峰.整車電路系統(tǒng)引起汽車自燃原因分析及驗(yàn)證方法介紹［J］.汽車電器，2010，（12）：35-38.

修改稿日期：2014-12-01

Analysis and Application of Emergency Switch Circuit for School Buses

ZhangZhikai
（Changan Bus Manufacture Co.，Ltd，Dingzhou 073000，China）

The author mainlyanalyzes the possible problems ofschool bus emergencyswitch connected with the vehicle circuit，in order to enable the emergency switch has more reasonable circuit design in the school bus and to avoid the adverse consequences.

school bus；emergencyswitch；circuit；electric principle

U463.6

B

1006-3331（2015）01-0044-03

張志開（1973-），男，助理工程師；從事客車整車電器系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)、電器件匹配設(shè)計工作。