فاعل، موضوع:
- مقدمه
- گیج های سیم
- مقاومت خاص سیم
- اتصالات دوشاخه
- تعمیر نخ
- دوشاخه ها را باز کنید
معرفی:
وسایل نقلیه مدرن به وسایل الکترونیکی زیادی مجهز هستند. آنها اغلب حاوی ده ها ECU هستند که هر کدام وظایف خاصی را بر عهده دارند.
- محفظه موتور: ECU برای الکترونیک موتور، گیربکس اتوماتیک، ABS/ESP.
- داخلی: ECU برای کیسه هوا، در درها، زیر صندلی ها، در سقف برای سانروف یا روشنایی، در صندوق عقب برای لوازم الکترونیکی یدک کش و غیره.
این ECU ها و محرک ها برق خود را مستقیماً از جعبه فیوز دریافت می کنند. از آنجایی که چندین سیم برق و فیوز وجود دارد، ما اغلب می‌توانیم جعبه فیوزهای متعددی مانند در محفظه موتور، داشبورد و حتی در صندوق عقب خودروهای سواری پیدا کنیم.
سیم های برق (مثبت) از جعبه فیوز به اجزای مختلف مانند ECU و محرک ها می روند. ECU ها اطلاعات را از حسگرها از طریق سیم سیگنال دریافت می کنند.
یک مثال در فضای داخلی سوئیچ درب است که در حالت باز یا بسته به ترتیب ولتاژ 12 یا 0 ولت را نشان می دهد. در محفظه موتور، سنسور دمای مایع خنک کننده می تواند یک سیگنال 20 ولتی به ECU در دمای 2,5 درجه سانتیگراد و یک سیگنال 90 ولتی در 0,5 درجه سانتیگراد ارسال کند.
ECU سپس محرک را کنترل می کند، برق را به یک محرک غیرفعال (به عنوان مثال یک انژکتور) می فرستد، سیگنال ولتاژ را به یک محرک فعال (کویل احتراق COP) می فرستد یا یک پیام دیجیتالی را به یک محرک هوشمند (موتور پاک کن) ارسال می کند. هر ECU و محرک از طریق یک یا چند سیم زمین به یک نقطه زمین در بدنه یا شاسی خودرو متصل می شوند.
تمام سیم‌های مثبت، زمین، سیگنال و ارتباط بین جعبه‌های فیوز، ECU، سنسورها، محرک‌ها و نقاط زمین، مقدار زیادی سیم‌کشی را ایجاد می‌کنند. سازندگان تا حد امکان سیم کشی را به صورت یک بسته از طریق وسیله نقلیه انجام می دهند. ما به این سیم کشی می گوییم.
در تصویر بعدی بخشی از دسته سیم را می بینیم که ده ها سیم از آن عبور می کند. دسته سیم با نوار بسته بندی شده است تا سیم کشی را در کنار هم نگه دارد. رنگ ها هنوز بین چرخش های نوار قابل مشاهده هستند، زیرا یک تکنسین می تواند به راحتی رنگ سیم را هنگام جستجوی ایراد پیدا کند.
دسته سیم دارای شاخه های زیادی است: دسته سیم از محفظه موتور تا صندوق عقب و همچنین از سمت چپ به سمت راست درها، زیر داشبورد از چپ به راست و زیر صندلی ها حرکت می کند. دسته سیم دقیقاً متناسب با خودرو ساخته شده است.
یک سیم در دسته سیم ممکن است آسیب ببیند. اگر عایق اغلب در اثر خم شدن مکرر آسیب دیده است (مثلاً روی لولای در یا درب عقب) یا اگر سیم به چیزی ساییده شده باشد، در بیشتر موارد می توان سیم را تعمیر کرد. قسمت آسیب دیده برداشته می شود و یک قطعه سیم جدید در بین آن لحیم می شود و سپس با لوله هیت شرینک مهر و موم می شود. با این حال، هنگامی که اتصال کوتاه و سیم سوخته وجود دارد، همه چیز پیچیده تر می شود. در این صورت، مخصوصاً برای خودرویی با مقدار جریان بالا، ممکن است تصمیم گرفته شود که یک دسته سیم جدید نصب شود.
ضخامت سیم:
ما ضخامت های سیم های مختلفی را در ماشین پیدا می کنیم. در محفظه موتور سیم های نازک از سنسورها و سیم های نسبتاً ضخیم به محرک ها را می یابیم. در نمودار زیر یک سیم سیاه (زمین) روی باتری (A) 25,0 میلی متر مربع مشاهده می کنیم. این ضخیم ترین سیمی است که در محفظه موتور پیدا می کنیم. در دینام (C) یک سیم سیاه به ابعاد 16,0 میلی متر مربع روی B+ می بینیم. در واحد کنترل J367 سیم‌های بسیار نازک‌تری از 0,35 تا 0,5 میلی‌متر مربع پیدا می‌کنیم.
انتخاب ضخامت سیم به حداکثر جریان و طول سیم نسبت به مقاومت خاص سیم بستگی دارد:
- یک سیم ضخیم برای جریان های بالاتر مناسب است.
- هر چه سیم بلندتر باشد، مقاومت سیم بیشتر می شود. بنابراین سیم های بلند اغلب ضخیم تر می شوند.
کابل منفی و B+ دینام باید جریان بالایی داشته باشد. یک سیم نازک دارای مقاومت داخلی بسیار بالایی است که نه تنها باعث کاهش ولتاژ، بلکه افزایش دما نیز می شود. جریان کمی از سیم ها به ECU می گذرد.
مقاومت در سیم تأثیر عمده ای بر افت ولتاژ دارد. جریان نقش اصلی را در این امر ایفا می کند. برای روشن شدن این موضوع، دو محاسبه در زیر آورده شده است. در هر دو مثال مقاومت سیم 0,1 Ω است.
از یک لامپ 21 وات سیم مثبت می گیریم و با تقسیم برق بر ولتاژ منبع 12 ولت (قانون قدرت) جریان را محاسبه می کنیم. بسته به دما، جریان در حدود 1,75 A است. ما افت ولتاژ در یک سیم را با استفاده از قانون اهم محاسبه می کنیم.
افت ولتاژ 0,18 ولت مجاز است، زیرا لامپ با ولتاژ (12 - 0,18) 11,82 ولت می سوزد. برای روشن بودن، 0,18 V3 در اندازه گیری V4 است. بنابراین مقاومت در این سیم به اندازه ای کم است که تأثیر منفی بر عملکرد مصرف کننده نداشته باشد.
در مثال بعدی سیم مثبت را از موتور استارت می گیریم. باز هم مقاومت سیم مثبت 0,1 Ω است. جریان شروع اندازه گیری شده 90 آمپر است.
مقاومت در سیم باعث افت ولتاژ 9 ولتی می شود. در ولتاژ 12 ولت زمانی که استارت موتور روشن می شود، تنها 3 ولت برای کارکرد موتور استارت باقی می ماند. این بدیهی است که خیلی کم است. موتور استارت حرکت نمی کند یا به سختی حرکت می کند.
نتیجه گیری: مقاومت 0,1 Ω در یک سیم مثبت تأثیر کمی روی لامپ دارد، اما برای موتور استارت آنقدر زیاد است که دیگر کار نمی کند.
مقاومت ویژه سیم:
هر سیم دارای مقاومت اهمی است. مقدار مقاومت به موارد زیر بستگی دارد:
- مواد؛
- ابعاد (طول و قطر)؛
- دما
تصویر زیر چهار سیم از یک ماده را نشان می دهد که سیم A بیشترین مقاومت و سیم D کمترین مقاومت را دارد.
- به نسبت، 2L دو برابر l است.
- به نسبت، 2d دو برابر d است.
یک سیم ضخیم و کوتاه نسبت به سیم نازک و بلند مقاومت کمتری دارد.
مقاومت یک سیم را می توان با فرمول زیر محاسبه کرد:
در اینجا این است:
- R مقاومت سیم بر حسب اهم [Ω]؛
- l طول سیم بر حسب متر [m]
- ρ (rho) مقاومت سیم در اهم متر [Ωm]
- سطح مقطع سیم بر حسب متر مربع [m²]
فرمول نشان می دهد که مقاومت سیم با افزایش طول (l) افزایش می یابد و با افزایش سطح مقطع (A) کاهش می یابد. مقاومت ویژه یک سیم بر حسب اهم متر (Ωm) بیان می شود. از آنجایی که ما با مقادیر عددی کوچک سر و کار داریم، از یک واحد 10^6 برابر کوچکتر، یعنی میکرو اهم متر (μΩm) استفاده می کنیم.
مثال:
ما مقاومت یک سیم مسی را با طول 2 متر و سطح مقطع 1,25 میلی متر مربع و مقاومت 0,0175 * 10^-6 Ωm محاسبه می کنیم.
اتصالات دوشاخه:
در خودرو، سیم ها از طریق یک اتصال دوشاخه به یک سنسور، محرک یا یک واحد کنترل متصل می شوند. همچنین ممکن است در جایی از دسته سیم، دوشاخه ای وجود داشته باشد که بتوان از آن برای اتصال دو دسته سیم استفاده کرد.
تصویر زیر بخشی از شماتیک یک فورد فیستا را نشان می دهد. در اینجا کد قطعه B31 (جرم سنج هوا) و Y34 (شیر برقی فیلتر کربنی) را مشاهده می کنیم. جرم سنج هوا یک سنسور و شیر برقی یک عملگر است. هر دو به واحد کنترل موتور (بالا) متصل هستند.
بر روی جرم سنج هوا یک پلاگین 5 پین (5p) را با چهار موقعیت اشغال شده مشاهده می کنیم: 2 تا 5.
شیر برقی مجهز به دوشاخه دو پین (2P) است.
اعداد روی دوشاخه در نمودار در واقع روی خود دوشاخه نشان داده شده است. به این ترتیب می توانید رنگ سیم ها را با هم مقایسه کنید، یا زمانی که از همان رنگ سیم در موقعیت های مختلف استفاده می شود، عملکرد سیم ها را از یکدیگر متمایز کنید (به علاوه، زمین، سیگنال و غیره).
تعمیر نخ:
در طول تعمیر سیم، ممکن است یک دوشاخه جدید روی سیم فشار داده شود. ما این کار را با انبر گشتاور کابلی که به آن انبر چین دار نیز می گویند، انجام می دهیم. در این مثال، شاخه های فلزی بدون عایق روی سیم چسبانده شده و روی بلوک های اتصال پلاستیکی کلیک می کنند.
انبردست گشتاور کابل دارای مکانیزمی است که به موجب آن می توان با کمترین نیروی در دسته، یک لحظه بزرگ روی بند کابل یا دوشاخه فلزی اعمال کرد. معمولاً یک مکانیسم نگهدارنده نیز وجود دارد، به طوری که انبر هنگام فشردن "کلیک" می کند و هنگام رها کردن دسته، بند کابل را نگه می دارد. تنها زمانی که انبردست در موقعیت شدید خود فشرده شده باشد، یا زمانی که مکانیزم رهاسازی فعال شود، انبر دوباره گیره کابل را آزاد می کند.
طول سیم را مشخص کرده و یک قسمت را برش دهید. لطفاً توجه داشته باشید که بخش دیگری از عایق از انتهای آن با انبردست جدا می شود.
دو تصویر زیر انبردست و انتهای سیم سبز رنگ را نشان می دهد:
- سمت چپ: ابتدا با حرکت دادن قسمت قرمز رنگ به موقعیت دیگری، طولی را که می خواهید سیم را جدا کنید تعیین کنید. در سمت چپ، همانطور که در شکل نشان داده شده است، طول 2 میلی متر است. انبر را فشار دهید. فک ها بسته می شوند و مکانیزم فلزی عایق را می گیرد. انبر را کاملا فشار دهید. عایق به فاصله تنظیم شده از سیم فشار داده می شود.
- راست: انبردست را رها کنید. سیم مسی اکنون قابل مشاهده است.
پس از جدا شدن سیم (طول سیم مسی 2 میلی متر) می توان گیره های کابل (عایق / بدون عایق) یا شاخه های فلزی را روی آن گیر کرد. سه تصویر زیر موارد زیر را نشان می دهد:
- سمت چپ: یک انبر گشتاور کابل با دو شاخه فلزی (نر و ماده)؛
- وسط: دوشاخه فلزی در گیره کابل کلیک می شود و سیم جدا شده در پشت فیش فلزی وارد می شود.
- سمت راست: طرف دیگر انبر گشتاور کابل با دوشاخه فلزی.
خوب (1)
گاهی اوقات هنگام سفت کردن گیره های کابل اشتباهاتی رخ می دهد. مهم است که بدانید کابل برق را تا چه اندازه باید جدا کنید و سیم را تا چه اندازه باید به داخل بند کابل فشار دهید. در اینجا پنج مثال آورده شده است که سه اشتباه رایج را نشان می دهد.
تصویر زیر سیمی را نشان می دهد که به درستی نصب شده است.
خوب (2)
این همان سیم است که از زاویه دیگری کشیده شده است.
خطا (1)
عایق خیلی زیاد کنده شده است. سیم مسی به بیرون می‌چسبد و پس از خم شدن انتهای آن ممکن است در برخی از محفظه‌های شاخه کوتاه شود.
خطا (2)
تمام سیم های مسی در بند کابل فشرده نمی شود. هنگامی که خم می شود، سیم بیرون زده می تواند سیم دیگری را در دوشاخه یا در برابر بدنه خودرو اتصال کوتاه کند.
اشتباه 3:
عایق خیلی کوتاه برداشته شده و در قسمت داخلی بند کابل گیر کرده است. از آنجایی که این قسمت از سیم مسی ضخیم تر است، بند کابل کاملا بسته نمی شود. پیامد احتمالی این امر تماس ضعیف بین سیم مسی و بند کابل است.
پس از فشار دادن دو شاخه فلزی روی سیم، می توان آنها را در بلوک های اتصال پلاستیکی کلیک کرد.
این امکان وجود دارد که سیم به طور تصادفی در موقعیت اشتباه کلیک شده باشد. با استفاده از یک پیچ گوشتی پریز یا یک دوشاخه می توانید خار روی دوشاخه را با دقت خم کنید و سیم را از دوشاخه بیرون بکشید. به طور طبیعی، خار باید دوباره به سمت بالا خم شود، در غیر این صورت دوشاخه دیگر در جای خود کلیک نمی کند.
باز کردن قفل دوشاخه ها:
ممکن است لازم باشد سیم را از دوشاخه جدا کنید. بنابراین کانکتور فلزی که در انتهای سیم فشرده شده است باید از محفظه دوشاخه پلاستیکی جدا شود. این به یک ابزار نیاز دارد. به اصطلاح پلاگین کش. این به شما امکان می دهد خارهای روی رابط فلزی در دوشاخه را خم کنید تا سیم از دوشاخه خارج شود. برای انجام این کار، ابتدا باید قفل را در دوشاخه بردارید. در تصویر، قفل را می توان با قسمت پلاستیکی بنفش، در نیمه راه پلاگین تشخیص داد. قفل از بیرون کشیدن سیم از دوشاخه جلوگیری می کند، حتی اگر کانکتور با ابزار باز شده باشد. این انیمیشن باز کردن و جدا کردن سیم از دوشاخه چهار پین مورد استفاده در آئودی را نشان می دهد.
