Предмети:
- въведение
- Габарити за тел
- Специфично съпротивление на проводника
- Щепселни връзки
- Ремонт на резба
- Отключете щепселите
Предговор:
Съвременните автомобили са оборудвани с много електроника. Те често съдържат десетки ECU, всяко от които отговаря за специфични функции.
- Двигателен отсек: ECU за електрониката на двигателя, автоматична трансмисия, ABS/ESP;
- Интериор: ECU за въздушните възглавници, във вратите, под седалките, в покрива за плъзгащия се покрив или осветлението, в багажника за електрониката на теглича и др.
Тези ECU и задвижващи механизми получават захранването си директно от кутията с предпазители. Тъй като има множество захранващи проводници и предпазители, често можем да намерим множество кутии с предпазители, като например в двигателното отделение, арматурното табло и дори в багажника на леки автомобили.
Захранващите проводници (положителни) преминават от кутията с предпазители към различни компоненти, като ECU и задвижващи механизми. ECU получават информация от сензори чрез сигнални проводници.
Пример в интериора е превключвателят на вратата, който показва съответно 12 или 0 волта, когато е отворен или затворен. В двигателното отделение сензорът за температура на охлаждащата течност може да изпрати сигнал от 20 волта към ECU при температура от 2,5 градуса по Целзий и сигнал от 90 волта при 0,5 градуса по Целзий.
След това ECU управлява задвижващия механизъм, захранвайки пасивен задвижващ механизъм (напр. инжектор), изпращайки сигнал за напрежение към активен задвижващ механизъм (COP запалителна бобина) или изпращайки цифрово съобщение до интелигентен задвижващ механизъм (двигател на чистачките). Всеки ECU и задвижващ механизъм са свързани към заземителна точка на каросерията или шасито на превозното средство чрез един или повече заземяващи проводника.
Всички положителни, заземяващи, сигнални и комуникационни проводници между кутиите с предпазители, ECU, сензори, задвижващи механизми и заземяващи точки създават огромно количество окабеляване. Производителите прекарват кабелите като един пакет през превозното средство, доколкото е възможно. Ние наричаме това кабелен сноп.
На следващото изображение виждаме част от кабелния сноп с десетки жици, преминаващи през него. Кабелният сноп е увит с лента, за да държи кабелите заедно. Цветовете все още се виждат между навивките на лентата, тъй като техникът може лесно да намери цвета на проводника, когато търси грешки.
Кабелният сноп има много разклонения: кабелният сноп минава от отделението на двигателя към багажника, но също и от лявата към дясната врата, под таблото отляво надясно и под седалките. Окабеляването е направено точно, за да пасне на автомобила.
Проводник в кабелния сноп може да се повреди. Ако изолацията често е била повредена от многократно огъване (например на панти на врата или задна врата) или ако проводникът се е търкал в нещо, в повечето случаи проводникът може да бъде поправен. Повредената част се отстранява и ново парче тел се запоява между тях и след това се запечатва с термосвиваема тръба. Когато обаче има къси съединения и изгорели проводници нещата стават по-сложни. В такъв случай, особено за автомобил с висока стойност на тока, може да се реши да се инсталира нов кабелен сноп.
Дебелини на телта:
В колата намираме много различни дебелини на телта. В двигателното отделение намираме тънки проводници от сензори и сравнително дебели кабели към изпълнителни механизми. На следващата диаграма виждаме черен (заземен) проводник на батерията (A) от 25,0 mm². Това е най-дебелият проводник, който намираме в двигателното отделение. На алтернатора (C) виждаме черен проводник от 16,0 mm² на B+. На контролния блок J367 намираме значително по-тънки проводници от 0,35 до 0,5 mm².
Изборът на дебелината на проводника зависи от максималния ток и дължината на проводника по отношение на специфичното съпротивление на проводника:
- Дебелият проводник е подходящ за по-високи токове;
- Колкото по-дълъг е проводникът, толкова по-високо става съпротивлението на проводника. Следователно дългите проводници често се правят по-дебели.
Отрицателният и B+ кабел на алтернатора трябва да носят голям ток. Тънка жица би имала твърде високо вътрешно съпротивление, което би причинило не само загуба на напрежение, но и повишаване на температурата. През кабелите към ECU протича малък ток.
Съпротивлението в проводника има голямо влияние върху спада на напрежението. Основна роля за това играе течението. За да стане ясно това, по-долу са дадени две изчисления. И в двата примера съпротивлението на проводника е 0,1 Ω.
Взимаме положителен проводник от 21-ватова лампа и изчисляваме тока, като разделяме мощността на напрежението на източника от 12 волта (законът за мощността). В зависимост от температурата, токът е около 1,75 A. Изчисляваме загубата на напрежение през проводник, като използваме закона на Ом.
Загубата на напрежение от 0,18 волта е допустима, тъй като лампата гори при напрежение (12 - 0,18) 11,82 волта. За да бъде ясно, 0,18 е V3 в измерването на V4. Следователно съпротивлението в този проводник е достатъчно ниско, за да не оказва отрицателно влияние върху работата на потребителя.
В следващия пример вземаме положителния проводник от стартера. Отново съпротивлението на положителния проводник е 0,1 Ω. Измереният стартов ток е 90 ампера.
Съпротивлението в жицата причинява спад на напрежението от 9 волта. При напрежение от 12 волта, когато стартерът е включен, само 3 волта ще останат за работа на стартера. Това очевидно е твърде малко; стартерът не иска или почти не се движи.
Заключение: съпротивление от 0,1 Ω в положителен проводник има малък ефект върху лампата, но е толкова високо за стартер, че той вече не функционира.
Специфично съпротивление на проводника:
Всеки проводник има омично съпротивление. Стойността на съпротивлението зависи от:
- Материалът;
- размерите (дължина и диаметър);
- температурни.
Следното изображение показва четири проводника от един и същи материал, от които проводник A има най-голямо съпротивление, а проводник D има най-малко съпротивление.
- Пропорционално, 2L е два пъти по-дълъг от l;
- Пропорционално, 2d е два пъти по-дълъг от d.
Дебелият къс проводник има по-малко съпротивление от тънкия дълъг проводник.
Съпротивлението на проводник може да се изчисли по следната формула:
Тук е:
- R съпротивлението на проводника в ома [Ω];
- l дължината на проводника в метри [m]
- ρ (rho) съпротивлението на проводника в омметър [Ωm]
- A площта на напречното сечение на проводника в квадратни метри [m²]
Формулата показва, че съпротивлението на проводника нараства с увеличаване на дължината (l) и намалява с увеличаване на напречното сечение (A). Специфичното съпротивление на проводник се изразява в омметри (Ωm). Тъй като имаме работа с малки числени стойности, използваме 10^6 пъти по-малка единица, а именно микроом метър (μΩm).
Пример:
Изчисляваме съпротивлението на меден проводник с дължина 2 метра и напречно сечение 1,25 mm² и съпротивление 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Щепселни връзки:
В автомобила кабелите са свързани към сензор, задвижващ механизъм или контролен блок чрез щепсел. Възможно е също така някъде в кабелния сноп да има щепсел, който може да се използва за свързване на два кабелни снопа.
Следното изображение показва част от схема на Ford Fiesta. Тук виждаме кода на компонента B31 (масов въздухомер) и Y34 (магнитен клапан на въглеродния филтър). Масомерът на въздуха е сензор, а електромагнитният клапан е задвижващ механизъм. И двете са свързани към блока за управление на двигателя (отгоре).
На измервателя на въздушната маса виждаме 5-пинов щепсел (5p) с четири заети позиции: 2 до 5.
Електромагнитният вентил е оборудван с двущифтов щепсел (2P).
Числата на щепсела в диаграмата всъщност са изобразени върху самия щепсел. По този начин можете да сравните цветовете на проводниците или когато един и същи цвят на проводниците се използва в няколко позиции, да разграничите функциите на проводниците една от друга (плюс, маса, сигнал и т.н.).
Ремонт на резба:
По време на ремонт на проводник може да се наложи нов щепсел да се натисне върху проводника. Ние правим това с въртящи клещи за кабели, наричани още клещи за кримпване. В този пример неизолирани метални щепсели са захванати върху проводника и щракнати в пластмасови съединителни блокове.
Клещите за затягане на кабела съдържат механизъм, чрез който може да бъде упражнен голям момент върху кабелния накрайник или металния щепсел с минимална сила в дръжката. Обикновено има и механизъм за задържане, така че клещите да "щракат" при стискане и да задържат кабелната обувка при отпускане на дръжката. Едва когато клещите са затегнати до крайно положение или когато освобождаващият механизъм е задействан, клещите ще освободят отново кабелния накрайник.
Определете дължината на жицата и изрежете част. Моля, обърнете внимание, че друга част от изолацията се отстранява от краищата с клещите за оголване.
Двете изображения по-долу показват клещите за оголване и края на зеления проводник:
- отляво: първо определете дължината, на която искате да оголите жицата, като преместите червената част на друга позиция. Най-вляво, както е показано на фигурата, дължината е 2 mm. Стиснете клещите. Челюстите се затварят и металният механизъм захваща изолацията. Стиснете клещите напълно. Изолацията се избутва на зададеното разстояние от проводника;
- дясно: освободете клещите. Медната жица вече се вижда.
След като проводникът бъде оголен (медният проводник е с дължина 2 мм), върху него могат да се захванат кабелни накрайници (изолирани/неизолирани) или метални щепсели. Трите изображения по-долу показват следното:
- Отляво: динамометрични клещи за кабел с две метални тапи (мъжки и женски);
- В средата: металният щепсел се щраква в кабелната скоба и оголеният проводник се вкарва в задната част на металния щепсел;
- Вдясно: другата страна на динамометричните клещи на кабела с металната тапа.
добър (1)
Понякога се допускат грешки при затягане на кабелни накрайници. Важно е да знаете докъде да оголите електрическия кабел и докъде трябва да се пъхне проводникът в кабелния накрайник. Ето пет примера, показващи трите най-често срещани грешки.
Следното изображение показва правилно инсталиран проводник.
добър (2)
Това е същата жица, изтеглена от различен ъгъл.
Грешка (1)
Изолацията е премахната твърде много. Медният проводник стърчи и може да даде късо съединение в някои корпуси на щепсела след огъване на краищата.
Грешка (2)
Не целият меден проводник е притиснат в кабелния накрайник. Когато се огъне, стърчащият проводник може да доведе до късо съединение на друг проводник в щепсела или към каросерията на автомобила.
Грешка 3:
Изолацията е твърде къса и е прищипана във вътрешната част на кабелния накрайник. Тъй като тази част е по-дебела от медния проводник, кабелният накрайник не е напълно затворен. Възможната последица от това е лош контакт между медния проводник и кабелния накрайник.
След натискане на двата метални щекера върху проводника, те могат да бъдат щракнати в пластмасовите съединителни блокове.
Възможно е кабелът случайно да е бил щракнат в грешна позиция. С помощта на гнездова отвертка или инструмент за издърпване на щепсела можете внимателно да огънете ръба на щепсела и да издърпате проводника от щепсела. Естествено, шипът трябва да се огъне отново нагоре, в противен случай щепселът вече няма да щракне на място.
Отключете щепсели:
Може да се наложи да извадите проводник от щепсела. Следователно металният съединител, притиснат в края на проводника, трябва да се демонтира от пластмасовия корпус на щепсела. Това изисква инструмент; така наречения щепсел дърпач. Това ви позволява да огънете ръбовете на металния конектор в щепсела, така че проводникът да може да бъде издърпан от щепсела. За да направите това, първо трябва да премахнете ключалката в щепсела; На изображението ключалката може да се разпознае по лилавата пластмасова част, на средата на щепсела. Ключалката предотвратява издърпването на проводника от щепсела, въпреки че конекторът е отключен с инструмента. Анимацията показва отключване и премахване на кабела от четири изводен щепсел, използван в Audi.
