emner:
- introduktion
- Trådmålere
- Specifik modstand af ledningen
- Stikforbindelser
- Reparation af tråd
- Lås stik op
Forord:
Moderne køretøjer er udstyret med en masse elektronik. De indeholder ofte snesevis af ECU'er, der hver især er ansvarlige for specifikke funktioner.
- Motorrum: ECU til motorens elektronik, automatgear, ABS/ESP;
- Interiør: ECU til airbaggene, i døre, under sæderne, i taget til skydetag eller belysning, i bagagerummet til anhængertrækelektronik mv.
Disse ECU'er og aktuatorer modtager deres strøm direkte fra sikringsboksen. Da der er flere strømledninger og sikringer, kan vi ofte finde flere sikringsbokse, såsom i motorrummet, instrumentbrættet og endda i bagagerummet på personbiler.
Strømledninger (positive) løber fra sikringsboksen til forskellige komponenter, såsom ECU'er og aktuatorer. ECU'erne modtager information fra sensorer via signalledninger.
Et eksempel i interiøret er dørkontakten, som angiver henholdsvis 12 eller 0 volt, når den er åben eller lukket. I motorrummet kan kølevæsketemperaturføleren sende et 20 volt signal til ECU'en ved en temperatur på 2,5 grader Celsius og et 90 volt signal ved 0,5 grader Celsius.
ECU'en styrer derefter aktuatoren, leverer strøm til en passiv aktuator (fx en injektor), sender et spændingssignal til en aktiv aktuator (COP tændspole) eller sender en digital besked til en intelligent aktuator (viskermotor). Hver ECU og aktuator er forbundet til et jordpunkt på køretøjets karrosseri eller chassis via en eller flere jordledninger.
Alle de positive, jord-, signal- og kommunikationsledninger mellem sikringsbokse, ECU'er, sensorer, aktuatorer og jordpunkter skaber en enorm mængde ledninger. Producenter kører så meget som muligt ledninger som ét bundt gennem køretøjet. Vi kalder dette et ledningsnet.
På det næste billede ser vi en del af ledningsnettet med snesevis af ledninger, der løber igennem det. Ledningsnettet er pakket ind med tape for at holde ledningerne sammen. Farverne er stadig synlige mellem båndets vindinger, fordi en tekniker nemt kan finde trådfarven, når man leder efter fejl.
Et ledningsnet har mange grene: ledningsnettet løber fra motorrummet til bagagerummet, men også fra venstre til højre døre, under instrumentbrættet fra venstre mod højre og under sæderne. Ledningsnettet er lavet præcist, så det passer til køretøjet.
En ledning i et ledningsnet kan blive beskadiget. Hvis isoleringen ofte er blevet beskadiget ved gentagne bøjninger (for eksempel på et dørhængsel eller bagklap), eller hvis wiren har gnidet mod noget, kan wiren i de fleste tilfælde repareres. Den beskadigede del fjernes, og et nyt stykke tråd loddes ind imellem og forsegles derefter med krympeslange. Men når der er kortslutninger og brændte ledninger, bliver tingene mere komplicerede. I så fald, især for en bil med en høj strømværdi, kan det besluttes at installere et nyt ledningsnet.
Trådtykkelser:
Vi finder mange forskellige trådtykkelser i bilen. I motorrummet finder vi tynde ledninger fra sensorer og relativt tykke ledninger til aktuatorer. I det følgende diagram ser vi en sort (jord) ledning på batteriet (A) på 25,0 mm². Dette er den tykkeste ledning, vi finder i motorrummet. På generatoren (C) ser vi en sort ledning på 16,0 mm² på B+. På J367 styreenheden finder vi betydeligt tyndere ledninger på 0,35 til 0,5 mm².
Valget af trådtykkelse har at gøre med den maksimale strøm og længden af tråden i forhold til trådens specifikke modstand:
- En tyk ledning er velegnet til højere strømme;
- Jo længere ledningen er, jo højere modstand bliver ledningen. Lange ledninger laves derfor ofte tykkere.
Et negativt og B+ kabel til generatoren skal føre en høj strøm. En tynd ledning ville have en for høj indre modstand, hvilket ville forårsage ikke kun spændingstab, men også en temperaturstigning. En lille strøm løber gennem ledningerne til ECU'en.
Modstanden i ledningen har stor betydning for spændingsfaldet. Strømmen spiller her en stor rolle. For at gøre dette klart, er to beregninger givet nedenfor. I begge eksempler er ledningens modstand 0,1 Ω.
Vi tager en positiv ledning fra en 21 Watt lampe og beregner strømmen ved at dividere effekten med kildespændingen på 12 volt (effektloven). Afhængigt af temperaturen er strømmen omkring 1,75 A. Vi beregner spændingstabet over en ledning ved hjælp af Ohms lov.
Spændingstabet på 0,18 volt er tilladt, da lampen brænder ved en spænding på (12 - 0,18) 11,82 volt. For at være klar, er 0,18 V3 i V4-målingen. Modstanden i denne ledning er derfor lav nok til ikke at have en negativ indflydelse på forbrugerens funktion.
I det næste eksempel tager vi den positive ledning fra startmotoren. Igen er modstanden af den positive ledning 0,1 Ω. Den målte startstrøm er 90 ampere.
Modstanden i ledningen forårsager et spændingsfald på 9 volt. Ved en spænding på 12 volt, når startmotoren er tændt, vil der kun være 3 volt tilbage til at drive startmotoren. Dette er åbenbart for lidt; startmotoren vil ikke eller næsten ikke bevæge sig.
konklusion: en modstand på 0,1 Ω i en positiv ledning har ringe effekt på en lampe, men er så høj for en startmotor, at den ikke længere fungerer.
Specifik modstand af ledningen:
Hver ledning har en ohmsk modstand. Modstandsværdien afhænger af:
- materialet;
- dimensionerne (længde og diameter);
- temperatur.
Det følgende billede viser fire ledninger af samme materiale, hvoraf ledning A har den højeste modstand og ledning D har den mindste modstand.
- Forholdsmæssigt er 2L dobbelt så lang som l;
- Forholdsmæssigt er 2d dobbelt så lang som d.
En tyk, kort ledning har mindre modstand end en tynd, lang ledning.
Modstanden af en ledning kan beregnes med følgende formel:
Heri er:
- R modstanden af ledningen i ohm [Ω];
- l længden af ledningen i meter [m]
- ρ (rho) ledningens resistivitet i ohmmeter [Ωm]
- A trådens tværsnitsareal i kvadratmeter [m²]
Formlen viser, at ledningens modstand stiger med stigende længde (l) og aftager med stigende tværsnit (A). Den specifikke modstand af en ledning er udtrykt i ohm meter (Ωm). Fordi vi har at gøre med små numeriske værdier, bruger vi en 10^6 gange mindre enhed, nemlig mikro-ohm meter (μΩm).
Eksempel:
Vi beregner modstanden af en kobbertråd med en længde på 2 meter og et tværsnit på 1,25 mm² og en resistivitet på 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Stikforbindelser:
I bilen forbindes ledninger til en sensor, aktuator eller en styreenhed via en stikforbindelse. Det er også muligt, at der et sted i et ledningsnet er et stik, der kan bruges til at forbinde to ledningsnet.
Følgende billede viser en del af et skema af en Ford Fiesta. Her ser vi komponentkoden B31 (luftmassemåler) og Y34 (kulfiltermagnetventil). Luftmassemåleren er en sensor, og magnetventilen er en aktuator. De er begge forbundet til motorstyringsenheden (øverst).
På luftmassemåleren ser vi et 5-benet stik (5p) med fire besatte positioner: 2 til 5.
Magnetventilen er udstyret med et to-benet stik (2P).
Tallene på stikket i diagrammet er faktisk afbildet på selve stikket. På denne måde kan du sammenligne ledningsfarverne, eller når den samme ledningsfarve bruges i flere positioner, skelne ledningsfunktionerne fra hinanden (plus, jord, signal osv.).
Draad reparation:
Under en ledningsreparation skal der muligvis trykkes et nyt stik på ledningen. Det gør vi med kabelmomenttang, også kaldet krympetang. I dette eksempel klemmes uisolerede metalpropper fast på ledningen og klikkes ind i plastikforbindelsesblokke.
Kabelmomenttangen indeholder en mekanisme, hvorved der kan udøves et stort moment på kabelskoen eller metalstikket med minimal kraft i håndtaget. Normalt er der også en holdemekanisme, så tangen "klikker" når man klemmer og holder i kabelskoen når man slipper håndtaget. Først når tangen er blevet spændt i yderposition, eller når udløsermekanismen er aktiveret, vil tangen frigøre kabelskoen igen.
Bestem længden af ledningen og klip en sektion. Bemærk venligst, at en anden del af isoleringen fjernes fra enderne med afisoleringstangen.
De to billeder nedenfor viser afisoleringstangen og enden af den grønne ledning:
- venstre: Bestem først den længde, hvormed du vil strippe ledningen ved at flytte den røde del til en anden position. Yderst til venstre, som vist på figuren, er længden 2 mm. Klem tangen. Kæberne lukker, og metalmekanismen griber fat i isoleringen. Klem tangen helt. Isoleringen skubbes til den justerede afstand fra ledningen;
- højre: slip tangen. Kobbertråden er nu synlig.
Efter at ledningen er blevet strippet (kobbertråden er 2 mm lang), kan kabelsko (isolerede/uisolerede) eller metalstik klemmes fast på den. De tre billeder nedenfor viser følgende:
- Til venstre: en kabelmomenttang med to metalstik (han og hun);
- Midten: metalstikket klikkes ind i kabelklemmen, og den afisolerede ledning indsættes på bagsiden af metalstikket;
- Til højre: den anden side af kabelmomenttangen med metalstikket.
Godt (1)
Der begås nogle gange fejl ved tilspænding af kabelsko. Det er vigtigt at vide, hvor langt el-kablet skal strippes, og hvor langt ledningen skal skubbes ind i kabelskoen. Her er fem eksempler, der viser de tre mest almindelige fejl.
Følgende billede viser en korrekt installeret ledning.
Godt (2)
Dette er den samme ledning, trukket fra en anden vinkel.
Fejl (1)
Isoleringen er blevet strippet alt for langt. Kobbertråden stikker ud og kan kortslutte i nogle stikhuse efter bøjning af enderne.
Fejl (2)
Ikke hele kobbertråden er klemt ind i kabelskoen. Når den er bøjet, kan den udragende ledning kortslutte en anden ledning i stikket eller mod køretøjets karrosseri.
Fejl 3:
Isoleringen er blevet strippet for kort og er blevet klemt i den indvendige del af kabelskoen. Fordi denne del er tykkere end kobbertråden, er kabelskoen ikke helt lukket. Den mulige konsekvens af dette er dårlig kontakt mellem kobbertråden og kabelskoen.
Efter at have trykket på de to metalpropper på ledningen, kan de klikkes ind i plastikforbindelsesblokkene.
Det er muligt, at ledningen ved et uheld er blevet klikket i den forkerte position. Ved hjælp af en fatningsskruetrækker eller en stikpropper kan du forsigtigt bøje modhagen på stikket og trække ledningen ud af stikket. Modhagen skal naturligvis bøjes opad igen, ellers klikker proppen ikke længere på plads.
Lås stik op:
Det kan være nødvendigt at fjerne en ledning fra et stik. Metalstikket klemt i enden af ledningen skal derfor afmonteres fra plastikstikhuset. Dette kræver et værktøj; en såkaldt stiktrækker. Dette giver mulighed for at bøje modhagerne på metalstikket i stikket, så ledningen kan trækkes ud af stikket. For at gøre dette skal du først fjerne låsen i stikket; På billedet kan låsen kendes på den lilla plastikdel, halvvejs oppe på stikket. Låsen forhindrer ledningen i at blive trukket ud af stikket, selvom stikket er låst op med værktøjet. Animationen viser oplåsning og fjernelse af ledningen fra et firebenet stik, der bruges i en Audi.
