大家看看自己愛車的方向盤,即使是最減配的車型,上面也有一個(gè)安全氣囊,一個(gè)喇叭按鈕;如果是多功能方向盤,上面的按鍵就更多了,比如音響音量控制、歌曲切換、語(yǔ)音控制、巡航控制、電話接聽等,功能多達(dá)十幾個(gè)。這些功能按鍵都是電控的,我們按下按鍵,就輸出一個(gè)電信號(hào)到相應(yīng)的元器件或控制單元上,控制它們的動(dòng)作和功能切換。但是大家有沒有想過一個(gè)問題,就是方向盤是隨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的,而汽車的線束是固定不動(dòng)的,那么方向盤上這些功能按鍵是如何與汽車線束連接的呢?
早期的汽車方向盤(包括現(xiàn)在沒有安全氣囊的車型),上面只有一個(gè)或兩個(gè)喇叭按鈕,它控制的是喇叭繼電器的搭鐵線。當(dāng)按下喇叭開關(guān)時(shí),接通喇叭繼電器的搭鐵線路,這樣就構(gòu)成了電瓶正極→喇叭繼電器→搭鐵線→電瓶負(fù)極這樣一個(gè)閉合電路,然后繼電器吸合,給喇叭供電,喇叭就響了。但是方向盤是隨時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的,而喇叭繼電器搭鐵線是固定在車身上的,二者如何連接呢?
其實(shí)這個(gè)是非常簡(jiǎn)單的。在方向盤下面的轉(zhuǎn)向管柱上平面,固定安裝一個(gè)銅質(zhì)金屬滑環(huán),它與喇叭繼電器相連;在方向盤的下平面,有一個(gè)銅質(zhì)金屬滑桿,它與方向盤上的喇叭開關(guān)相連。金屬滑桿在彈簧壓力的作用下,始終與滑環(huán)接觸,當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滑桿就在滑環(huán)的凹槽內(nèi)滑動(dòng)。當(dāng)駕駛員按下喇叭開關(guān)時(shí),電流通過滑桿-滑環(huán)接通喇叭電路,喇叭就響了。這種結(jié)構(gòu)使用時(shí)間長(zhǎng)了經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滑環(huán)磨損、接觸不好以及異響等故障。
但是現(xiàn)在安裝方向盤上的按鍵越來越多了,方向盤與車身線束連接的線路多達(dá)幾十個(gè)。這么多的線路,如果使用上述的滑環(huán)式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜,可靠性也是問題,所以必須另辟蹊徑。在這種情況下,聰明的汽車工程師發(fā)明了一個(gè)叫做時(shí)鐘彈簧的裝置。
時(shí)鐘彈簧又叫旋轉(zhuǎn)連接器、氣囊游絲、螺旋電纜,它的形狀就像老式掛鐘里面用來驅(qū)動(dòng)鐘擺的螺旋彈簧一樣,可以卷起來,也可以松開。它主要由柔性扁平電纜、做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的上下殼體、線束(導(dǎo)電引出線)和接插件等組成,安裝在車輛的方向盤下方組合開關(guān)上面或者轉(zhuǎn)向管柱上。其中的柔性扁平電纜本質(zhì)上是一段線束,它把多條線路集中制作在一個(gè)扁平的塑料基帶上,兩端做成插接件分別與上下殼體相連。
那么時(shí)鐘彈簧是如何工作的呢?前文說了,時(shí)鐘彈簧的上下殼體是可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的。它的下殼體固定安裝在轉(zhuǎn)向管柱上,與車身線束相連;上殼體安裝在方向盤上,可以隨方向盤轉(zhuǎn)動(dòng),它與方向盤上各種按鍵相連;柔性扁平電纜有一定的長(zhǎng)度,以一定的圈數(shù)纏繞在殼體中,它的兩端分別與上下殼體相連,這樣就把方向盤電路與車身線束連接起來。當(dāng)駕駛員向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí),上殼體帶動(dòng)柔性扁平電纜纏繞得更緊或者反向松開,但是并不會(huì)被拉斷,這樣就可以始終保持方向盤電路與車身線束的良好連接。
需要注意的是,時(shí)鐘彈簧在安裝時(shí),必須保證方向盤處于中間位置,柔性扁平電纜纏繞得松緊適度,左右兩側(cè)活動(dòng)余量相等。否則向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致柔性扁平電纜纏繞得過緊而斷裂。如果時(shí)鐘彈簧中的線路折斷了,方向盤上相應(yīng)的功能就失效了。如果恰好是安全氣囊的線路折斷了,那么在車輛發(fā)生碰撞時(shí),安全氣囊就不能正常打開,從而不能有效地保護(hù)乘員的生命安全。所以,時(shí)鐘彈簧在汽車安全系統(tǒng)中也有著非常重要的作用。
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