Soggetti:
- Introduzione
- Calibri di filo
- Resistenza specifica del filo
- Connessioni plug
- Riparazione del filo
- Sbloccare le spine
Introduzione:
I veicoli moderni sono dotati di molta elettronica. Spesso contengono decine di ECU, ciascuna responsabile di funzioni specifiche.
- Vano motore: ECU per l'elettronica del motore, cambio automatico, ABS/ESP;
- Interni: ECU per gli airbag, nelle portiere, sotto i sedili, nel tetto per il tetto apribile o l'illuminazione, nel bagagliaio per l'elettronica del gancio di traino, ecc.
Queste ECU e attuatori ricevono l'alimentazione direttamente dalla scatola dei fusibili. Poiché sono presenti più cavi di alimentazione e fusibili, spesso possiamo trovare più scatole dei fusibili, ad esempio nel vano motore, sul cruscotto e persino nel bagagliaio delle autovetture.
I cavi di alimentazione (positivi) vanno dalla scatola dei fusibili a vari componenti, come centraline elettroniche e attuatori. Le ECU ricevono informazioni dai sensori tramite cavi di segnale.
Un esempio all'interno è l'interruttore della porta, che indica rispettivamente 12 o 0 volt quando è aperta o chiusa. Nel vano motore, il sensore della temperatura del liquido di raffreddamento può inviare alla ECU un segnale da 20 volt a una temperatura di 2,5 gradi Celsius e un segnale da 90 volt a 0,5 gradi Celsius.
L'ECU controlla quindi l'attuatore, fornendo energia a un attuatore passivo (ad esempio un iniettore), inviando un segnale di tensione a un attuatore attivo (bobina di accensione COP) o inviando un messaggio digitale a un attuatore intelligente (motorino del tergicristallo). Ogni ECU e attuatore è collegato a un punto di terra sulla carrozzeria o sul telaio del veicolo tramite uno o più cavi di terra.
Tutti i cavi positivi, di terra, di segnale e di comunicazione tra le scatole dei fusibili, le ECU, i sensori, gli attuatori e i punti di terra creano un'enorme quantità di cavi. I produttori eseguono il cablaggio il più possibile come un unico fascio attraverso il veicolo. Lo chiamiamo cablaggio.
Nell'immagine successiva vediamo parte del cablaggio con dozzine di fili che lo attraversano. Il cablaggio è avvolto con nastro adesivo per tenere insieme il cablaggio. I colori sono ancora visibili tra le spire del nastro, perché un tecnico può facilmente trovare il colore del filo durante la ricerca dei guasti.
Un cablaggio ha molte diramazioni: il cablaggio va dal vano motore al bagagliaio, ma anche dalle porte sinistra a destra, sotto il cruscotto da sinistra a destra e sotto i sedili. Il cablaggio è realizzato appositamente per adattarsi al veicolo.
Un filo in un cablaggio può danneggiarsi. Se l'isolamento è stato spesso danneggiato da piegature ripetute (ad esempio sulla cerniera di una portiera o sul portellone) o se il filo ha sfregato contro qualcosa, nella maggior parte dei casi il filo può essere riparato. La parte danneggiata viene rimossa e un nuovo pezzo di filo viene saldato nel mezzo e quindi sigillato con una guaina termorestringente. Quando però si verificano cortocircuiti e fili bruciati le cose si complicano. In tal caso, soprattutto per un'auto con un valore di corrente elevato, si può decidere di installare un nuovo cablaggio.
Spessori del filo:
Troviamo molti spessori di filo diversi nell'auto. Nel vano motore troviamo fili sottili dai sensori e fili relativamente spessi dagli attuatori. Nello schema seguente vediamo un filo nero (massa) sulla batteria (A) da 25,0 mm². Questo è il filo più spesso che troviamo nel vano motore. Sull'alternatore (C) vediamo un filo nero da 16,0 mm² su B+. Sulla centralina J367 troviamo fili notevolmente più sottili da 0,35 a 0,5 mm².
La scelta dello spessore del filo ha a che fare con la corrente massima e la lunghezza del filo in relazione alla resistenza specifica del filo:
- Un filo spesso è adatto a correnti più elevate;
- Più lungo è il filo, maggiore diventa la resistenza del filo. Pertanto i fili lunghi vengono spesso resi più spessi.
Un cavo negativo e B+ dell'alternatore deve trasportare una corrente elevata. Un filo sottile avrebbe una resistenza interna troppo elevata, che causerebbe non solo una perdita di tensione, ma anche un aumento della temperatura. Una piccola corrente scorre attraverso i fili verso l'ECU.
La resistenza nel filo ha un effetto importante sulla caduta di tensione. La corrente gioca un ruolo importante in questo. Per chiarire questo punto, di seguito vengono forniti due calcoli. In entrambi gli esempi la resistenza del filo è 0,1 Ω.
Prendiamo un filo positivo da una lampada da 21 Watt e calcoliamo la corrente dividendo la potenza per la tensione della sorgente di 12 volt (legge sulla potenza). A seconda della temperatura, la corrente è di circa 1,75 A. Calcoliamo la perdita di tensione su un filo utilizzando la legge di Ohm.
È consentita una perdita di tensione di 0,18 volt, poiché la lampada brucia con una tensione di (12 - 0,18) 11,82 volt. Per essere chiari, lo 0,18 è il V3 nella misura V4. La resistenza in questo filo è quindi sufficientemente bassa da non avere un'influenza negativa sul funzionamento dell'utenza.
Nel prossimo esempio prendiamo il filo positivo dal motorino di avviamento. Ancora una volta, la resistenza del filo positivo è 0,1 Ω. La corrente iniziale misurata è di 90 amp.
La resistenza nel filo provoca una caduta di tensione di 9 volt. Con una tensione di 12 volt quando il motorino di avviamento è acceso, rimarranno solo 3 volt per azionare il motorino di avviamento. Questo è ovviamente troppo poco; il motorino di avviamento non si muove o si muove difficilmente.
conclusione: una resistenza di 0,1 Ω in un filo positivo ha poco effetto su una lampada, ma è così elevata per un motorino di avviamento che non funziona più.
Resistenza specifica del filo:
Ogni filo ha una resistenza ohmica. Il valore della resistenza dipende da:
- il materiale;
- le dimensioni (lunghezza e diametro);
- temperatura.
L'immagine seguente mostra quattro fili dello stesso materiale, di cui il filo A ha la resistenza più alta e il filo D ha la resistenza più piccola.
- In proporzione, 2L è lungo il doppio di l;
- In proporzione, 2d è lungo il doppio di d.
Un filo spesso e corto ha meno resistenza di un filo sottile e lungo.
La resistenza di un filo può essere calcolata con la seguente formula:
Ecco qui:
- R la resistenza del filo in ohm [Ω];
- l la lunghezza del cavo in metri [m]
- ρ (rho) la resistività del filo in ohmmetro [Ωm]
- A la sezione trasversale del filo in metri quadrati [m²]
La formula mostra che la resistenza del filo aumenta con l'aumentare della lunghezza (l) e diminuisce con l'aumentare della sezione trasversale (A). La resistenza specifica di un filo è espressa in ohm metri (Ωm). Poiché abbiamo a che fare con valori numerici piccoli, utilizziamo un'unità 10^6 volte più piccola, ovvero il micro-ohmmetro (μΩm).
Esempio:
Calcoliamo la resistenza di un filo di rame con una lunghezza di 2 metri e una sezione di 1,25 mm² e una resistività di 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Collegamenti a spina:
Nell'auto i cavi vengono collegati tramite un collegamento a spina a un sensore, un attuatore o una centralina. È anche possibile che da qualche parte nel cablaggio sia presente una spina che può essere utilizzata per collegare due cablaggi.
L'immagine seguente mostra parte di uno schema di una Ford Fiesta. Qui vediamo il codice del componente B31 (misuratore di massa d'aria) e Y34 (elettrovalvola filtro carbone). Il misuratore della massa d'aria è un sensore e l'elettrovalvola è un attuatore. Entrambi sono collegati alla centralina del motore (in alto).
Sul misuratore della massa d'aria vediamo una spina a 5 poli (5p) con quattro posizioni occupate: da 2 a 5.
L'elettrovalvola è dotata di una spina bipolare (2P).
I numeri sulla spina nello schema sono in realtà raffigurati sulla spina stessa. In questo modo è possibile confrontare i colori dei fili oppure, quando lo stesso colore dei fili viene utilizzato in più posizioni, distinguere le funzioni dei fili l'una dall'altra (più, terra, segnale, ecc.).
Riparazione Draad:
Durante la riparazione del cavo, potrebbe essere necessario premere una nuova spina sul cavo. Lo facciamo con le pinze dinamometriche per cavi, chiamate anche pinze a crimpare. In questo esempio, le spine metalliche non isolate vengono fissate sul filo e inserite a scatto nei blocchi connettori in plastica.
Le pinze dinamometriche per cavi contengono un meccanismo grazie al quale è possibile esercitare un grande momento sul capocorda o sulla spina metallica con una forza minima nell'impugnatura. Di solito c'è anche un meccanismo di tenuta, in modo che la pinza "scatti" quando si stringe e trattenga il capocorda quando si rilascia la maniglia. Solo quando la pinza è stata bloccata nella posizione estrema o quando viene azionato il meccanismo di rilascio, la pinza rilascerà nuovamente il capocorda.
Determinare la lunghezza del filo e tagliarne una sezione. Si prega di notare che un'altra sezione di isolamento viene rimossa dalle estremità con la pinza spelafili.
Le due immagini sottostanti mostrano la pinza spelafili e l'estremità del filo verde:
- a sinistra: determinare innanzitutto la lunghezza alla quale si desidera spelare il filo spostando la parte rossa in una posizione diversa. All'estrema sinistra, come mostrato in figura, la lunghezza è di 2 mm. Stringere le pinze. Le ganasce si chiudono e il meccanismo metallico fa presa sull'isolante. Stringere completamente le pinze. L'isolante viene spinto alla distanza regolata dal filo;
- destra: rilasciare le pinze. Il filo di rame è ora visibile.
Dopo aver spelato il filo (il filo di rame è lungo 2 mm), è possibile fissarvi dei capicorda (isolati/non isolati) o dei connettori metallici. Le tre immagini seguenti mostrano quanto segue:
- A sinistra: una pinza dinamometrica per cavi con due tappi metallici (maschio e femmina);
- Al centro: la spina metallica viene inserita nel serracavo e il filo spelato viene inserito nella parte posteriore della spina metallica;
- A destra: l'altro lato della pinza dinamometrica per cavo con il tappo metallico.
Buono (1)
Talvolta si commettono errori quando si stringono i capicorda. È importante sapere fino a che punto spelare il cavo elettrico e fino a che punto il filo deve essere spinto nel capocorda. Ecco cinque esempi che mostrano i tre errori più comuni.
L'immagine seguente mostra un cavo installato correttamente.
Buono (2)
Questo è lo stesso filo, tirato da un'angolazione diversa.
Errore (1)
L'isolamento è stato rimosso troppo. Il filo di rame sporge e può andare in cortocircuito in alcuni alloggiamenti delle spine dopo aver piegato le estremità.
Errore (2)
Non tutto il filo di rame è schiacciato nel capocorda. Se piegato, il filo sporgente può cortocircuitare un altro filo nella presa o contro la carrozzeria del veicolo.
Errore 3:
L'isolamento è stato spelato troppo brevemente ed è rimasto schiacciato nella parte interna del capocorda. Poiché questa parte è più spessa del filo di rame, il capocorda non è completamente chiuso. La possibile conseguenza di ciò è uno scarso contatto tra il filo di rame e il capocorda.
Dopo aver premuto i due tappi metallici sul cavo, è possibile inserirli nei blocchi connettori in plastica.
È possibile che il filo sia stato accidentalmente incastrato nella posizione sbagliata. Usando un cacciavite a bussola o un estrattore, puoi piegare con attenzione la punta della spina ed estrarre il cavo dalla spina. Naturalmente la spina deve essere nuovamente piegata verso l'alto, altrimenti la spina non scatta più in posizione.
Sbloccare le spine:
Potrebbe essere necessario rimuovere un filo da una spina. Il connettore metallico schiacciato all'estremità del cavo deve quindi essere smontato dall'alloggiamento della spina in plastica. Ciò richiede uno strumento; un cosiddetto estrattore di spine. Ciò consente di piegare le punte del connettore metallico nella spina, in modo che il filo possa essere estratto dalla spina. Per fare ciò è necessario prima rimuovere il blocco della spina; Nell'immagine la serratura si riconosce dalla parte in plastica viola, a metà della spina. Il blocco impedisce che il filo venga estratto dalla spina, anche se il connettore viene sbloccato con l'utensile. L'animazione mostra lo sblocco e la rimozione del cavo da una presa a quattro poli utilizzata in un'Audi.
