Předměty:
- Úvod
- Měřidla drátů
- Měrný odpor drátu
- Připojení konektorů
- Oprava závitu
- Odemkněte zástrčky
Předmluva:
Moderní vozy jsou vybaveny velkým množstvím elektroniky. Často obsahují desítky ECU, z nichž každá je zodpovědná za specifické funkce.
- Motorový prostor: ECU pro elektroniku motoru, automatická převodovka, ABS/ESP;
- Interiér: ECU pro airbagy, ve dveřích, pod sedadly, ve střeše pro posuvnou střechu nebo osvětlení, v kufru pro elektroniku tažného zařízení atd.
Tyto ECU a akční členy jsou napájeny přímo z pojistkové skříňky. Protože existuje více napájecích vodičů a pojistek, můžeme často najít vícenásobné pojistkové skříňky, například v motorovém prostoru, palubní desce a dokonce i v kufru osobních automobilů.
Silové vodiče (kladné) vedou z pojistkové skříně k různým součástem, jako jsou ECU a ovladače. ECU přijímají informace ze senzorů přes signálové vodiče.
Příkladem v interiéru je dveřní spínač, který při otevření nebo zavření ukazuje 12 nebo 0 voltů. V motorovém prostoru může snímač teploty chladicí kapaliny vyslat do ECU signál 20 V při teplotě 2,5 stupňů Celsia a signál 90 V při teplotě 0,5 stupňů Celsia.
ECU pak řídí akční člen, dodává energii do pasivního aktuátoru (např. vstřikovač), posílá napěťový signál do aktivního aktuátoru (zapalovací cívka COP) nebo posílá digitální zprávu do inteligentního akčního členu (motor stěrače). Každá ECU a ovladač jsou připojeny k uzemňovacímu bodu na karoserii nebo podvozku vozidla prostřednictvím jednoho nebo více zemnících vodičů.
Všechny kladné, zemnící, signální a komunikační vodiče mezi pojistkovými skříňkami, ECU, senzory, akčními členy a uzemňovacími body vytvářejí obrovské množství vodičů. Výrobci vedou elektroinstalaci co možná nejvíce jako jeden svazek skrz vozidlo. Říkáme tomu kabelový svazek.
Na dalším obrázku vidíme část kabelového svazku, kterým prochází desítky drátů. Kabelový svazek je omotán páskou, aby kabeláž držela pohromadě. Barvy jsou stále viditelné mezi závity pásky, protože technik snadno najde barvu drátu při hledání závad.
Kabelový svazek má mnoho větví: kabelový svazek vede z motorového prostoru do kufru, ale také zleva k pravým dveřím, pod palubní deskou zleva doprava a pod sedadly. Kabelový svazek je vyroben přesně na míru vozidla.
Vodič v kabelovém svazku se může poškodit. Pokud byla izolace často poškozena opakovaným ohýbáním (například na dveřním závěsu nebo víku zavazadlového prostoru) nebo pokud se drát o něco otřel, lze drát ve většině případů opravit. Poškozená část se odstraní a mezi ně se připáje nový kus drátu a poté se utěsní smršťovací bužírkou. Když však dojde ke zkratům a spáleným drátům, věci se zkomplikují. V takovém případě, zvláště u vozu s vysokou proudovou hodnotou, může být rozhodnuto o instalaci nového kabelového svazku.
Tloušťky drátu:
V autě najdeme mnoho různých tlouštěk drátu. V motorovém prostoru najdeme tenké vodiče od snímačů a poměrně silné vodiče k akčním členům. Na následujícím obrázku vidíme černý (zemnicí) vodič na baterii (A) o průměru 25,0 mm². Jedná se o nejtlustší drát, který najdeme v motorovém prostoru. Na alternátoru (C) vidíme černý vodič 16,0 mm² na B+. Na řídicí jednotce J367 najdeme podstatně tenčí vodiče 0,35 až 0,5 mm².
Volba tloušťky drátu závisí na maximálním proudu a délce drátu ve vztahu ke specifickému odporu drátu:
- Pro vyšší proudy je vhodný silný drát;
- Čím delší je drát, tím vyšší je odpor drátu. Dlouhé dráty se proto často vyrábějí tlustší.
Záporný a B+ kabel alternátoru musí vést vysoký proud. Tenký drát by měl příliš vysoký vnitřní odpor, což by způsobilo nejen ztrátu napětí, ale i zvýšení teploty. Malý proud protéká vodiči do ECU.
Odpor v drátu má zásadní vliv na pokles napětí. Hlavní roli v tom hraje proud. Aby to bylo jasné, níže jsou uvedeny dva výpočty. V obou příkladech je odpor drátu 0,1 Ω.
Vezmeme kladný vodič z 21W lampy a vypočítáme proud vydělením výkonu zdrojovým napětím 12 voltů (zákon o výkonu). V závislosti na teplotě je proud kolem 1,75 A. Ztrátu napětí na vodiči vypočítáme pomocí Ohmova zákona.
Ztráta napětí 0,18 voltu je přípustná, protože lampa hoří při napětí (12 - 0,18) 11,82 voltu. Aby bylo jasno, 0,18 je V3 v měření V4. Odpor v tomto vodiči je proto dostatečně nízký, aby neměl negativní vliv na provoz spotřebiče.
V dalším příkladu vezmeme kladný vodič ze startéru. Odpor kladného vodiče je opět 0,1 Ω. Naměřený startovací proud je 90 ampérů.
Odpor v drátu způsobí pokles napětí o 9 voltů. Při napětí 12 voltů při zapnutí motoru spouštěče zbývají pouze 3 volty pro provoz motoru spouštěče. To je zjevně příliš málo; startér se nepohne nebo se téměř nepohne.
Závěr: Odpor 0,1 Ω v kladném vodiči má malý vliv na žárovku, ale u spouštěče je tak vysoký, že již nefunguje.
Specifický odpor drátu:
Každý drát má ohmický odpor. Hodnota odporu závisí na:
- materiál;
- rozměry (délka a průměr);
- teplota
Následující obrázek ukazuje čtyři dráty ze stejného materiálu, z nichž drát A má nejvyšší odpor a drát D má nejmenší odpor.
- Proporcionálně je 2L dvakrát delší než l;
- Proporcionálně je 2d dvakrát delší než d.
Tlustý krátký drát má menší odpor než tenký dlouhý drát.
Odpor drátu lze vypočítat podle následujícího vzorce:
Zde je:
- R odpor drátu v ohmech [Ω];
- l délka drátu v metrech [m]
- ρ (rho) měrný odpor drátu v ohmmetru [Ωm]
- A plocha průřezu drátu v metrech čtverečních [m²]
Vzorec ukazuje, že odpor drátu roste s rostoucí délkou (l) a klesá s rostoucím průřezem (A). Měrný odpor drátu je vyjádřen v ohm metrech (Ωm). Protože máme co do činění s malými číselnými hodnotami, používáme 10^6krát menší jednotku, konkrétně mikroohmmetr (μΩm).
Příklad:
Vypočítáme odpor měděného drátu o délce 2 metry a průřezu 1,25 mm² a měrném odporu 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Konektory:
V autě jsou vodiče připojeny k senzoru, akčnímu členu nebo řídicí jednotce pomocí konektoru. Je také možné, že někde v kabelovém svazku je zástrčka, kterou lze připojit dva kabelové svazky.
Následující obrázek ukazuje část schématu Ford Fiesta. Zde vidíme kód komponenty B31 (hmotnostní vzduchoměr) a Y34 (elektromagnetický ventil uhlíkového filtru). Měřič hmotnosti vzduchu je snímač a solenoidový ventil je akční člen. Oba jsou připojeny k řídicí jednotce motoru (nahoře).
Na měřiči hmotnosti vzduchu vidíme 5kolíkovou zástrčku (5p) se čtyřmi obsazenými pozicemi: 2 až 5.
Solenoidový ventil je vybaven dvoukolíkovou zástrčkou (2P).
Čísla na zástrčce ve schématu jsou ve skutečnosti vyobrazena na samotné zástrčce. Tímto způsobem můžete porovnávat barvy vodičů nebo při použití stejné barvy vodičů na více pozicích od sebe odlišit funkce vodičů (plus, zem, signál atd.).
Oprava Draad:
Během opravy vodiče může být nutné na vodič nalisovat novou zástrčku. Provádíme to pomocí momentových kleští na kabely, nazývaných také krimpovací kleště. V tomto příkladu jsou neizolované kovové zástrčky sevřeny na drát a zaklapnuty do plastových konektorových bloků.
Kabelové momentové kleště obsahují mechanismus, kterým lze na kabelové oko nebo kovovou zástrčku vyvinout velký moment s minimální silou v rukojeti. Většinou nechybí ani přidržovací mechanismus, takže kleště při zmáčknutí "cvaknou" a při puštění rukojeti drží kabelové očko. Teprve po sevření kleští do krajní polohy nebo při aktivaci uvolňovacího mechanismu kleště kabelové oko opět uvolní.
Určete délku drátu a uřízněte část. Vezměte prosím na vědomí, že pomocí odizolovacích kleští se z konců odstraní další část izolace.
Dva obrázky níže ukazují odizolovací kleště a konec zeleného drátu:
- vlevo: nejprve určete délku, na kterou chcete drát odizolovat, posunutím červené části do jiné polohy. Zcela vlevo, jak je znázorněno na obrázku, je délka 2 mm. Zmáčkněte kleště. Čelisti se zavřou a kovový mechanismus sevře izolaci. Zcela zmáčkněte kleště. Izolace se zatlačí do nastavené vzdálenosti od vodiče;
- vpravo: pustit kleště. Měděný drát je nyní viditelný.
Po odizolování vodiče (měděný vodič je dlouhý 2 mm) lze na něj nacvaknout kabelová oka (izolovaná / neizolovaná) nebo kovové záslepky. Tři obrázky níže ukazují následující:
- Vlevo: kabelové momentové kleště se dvěma kovovými zástrčkami (samec a samice);
- Uprostřed: kovová zástrčka se zacvakne do kabelové svorky a odizolovaný vodič se zasune do zadní části kovové zástrčky;
- Vpravo: druhá strana kabelových momentových kleští s kovovou zástrčkou.
dobrý (1)
Při utahování kabelových ok se někdy dělají chyby. Je důležité vědět, jak daleko odizolovat elektrický kabel a jak daleko by měl být drát zasunut do kabelového oka. Zde je pět příkladů ukazujících tři nejčastější chyby.
Následující obrázek ukazuje správně nainstalovaný vodič.
dobrý (2)
Toto je stejný drát, natažený z jiného úhlu.
Chyba (1)
Izolace byla odstraněna příliš daleko. Měděný drát vyčnívá a po ohnutí konců může v některých pouzdrech zástrčky zkratovat.
Chyba (2)
Ne celý měděný drát je vmáčknutý do kabelového oka. Při ohnutí může vyčnívající vodič zkratovat jiný vodič v zástrčce nebo proti karoserii vozidla.
Chyba 3:
Izolace byla odizolována příliš krátce a byla přiskřípnuta ve vnitřní části kabelového oka. Protože je tato část tlustší než měděný drát, kabelové oko není zcela uzavřeno. Možným důsledkem toho je špatný kontakt mezi měděným drátem a kabelovým okem.
Po přitlačení dvou kovových zástrček na drát je možné je zacvaknout do plastových konektorových bloků.
Je možné, že drát omylem zacvakl ve špatné poloze. Pomocí nástrčného šroubováku nebo vytahováku zástrčky můžete opatrně ohnout hrot na zástrčce a vytáhnout drát ze zástrčky. Přirozeně je nutné háček znovu ohnout nahoru, jinak zástrčka již nezapadne na místo.
Odblokujte zástrčky:
Může být nutné vyjmout drát ze zástrčky. Kovový konektor přiskřípnutý na konci vodiče musí být proto demontován z plastového pouzdra zástrčky. To vyžaduje nástroj; tzv. plug puller. To vám umožní ohnout hroty na kovovém konektoru v zástrčce, takže drát lze ze zástrčky vytáhnout. Chcete-li to provést, musíte nejprve odstranit zámek v zástrčce; Na obrázku je zámek poznat podle fialové plastové části, v polovině zástrčky. Zámek zabraňuje vytažení drátu ze zástrčky, i když je konektor odblokován nástrojem. Animace ukazuje odblokování a vytažení drátu ze čtyřkolíkové zástrčky používané v Audi.
