Emner:
- introduksjon
- Trådmålere
- Spesifikk motstand av ledningen
- Pluggforbindelser
- Reparasjon av gjenger
- Lås opp pluggene
Forord:
Moderne kjøretøy er utstyrt med mye elektronikk. De inneholder ofte dusinvis av ECUer, hver ansvarlig for spesifikke funksjoner.
- Motorrom: ECU for motorelektronikken, automatgir, ABS/ESP;
- Interiør: ECU for kollisjonsputene, i dører, under setene, i taket til skyvetaket eller belysningen, i bagasjerommet til hengerfesteelektronikken osv.
Disse ECUene og aktuatorene får strøm direkte fra sikringsskapet. Siden det er flere strømledninger og sikringer, kan vi ofte finne flere sikringsskap, for eksempel i motorrommet, dashbordet og til og med i bagasjerommet på personbiler.
Strømledninger (positive) går fra sikringsskapet til ulike komponenter, som ECUer og aktuatorer. ECU-ene mottar informasjon fra sensorer via signalledninger.
Et eksempel i interiøret er dørbryteren, som indikerer henholdsvis 12 eller 0 volt når den er åpen eller lukket. I motorrommet kan kjølevæsketemperatursensoren sende et 20 volt signal til ECU ved en temperatur på 2,5 grader Celsius og et 90 volt signal ved 0,5 grader Celsius.
ECU styrer deretter aktuatoren, leverer strøm til en passiv aktuator (f.eks. en injektor), sender et spenningssignal til en aktiv aktuator (COP tenningsspole), eller sender en digital melding til en intelligent aktuator (viskermotor). Hver ECU og aktuator er koblet til et jordingspunkt på kjøretøyets karosseri eller chassis via en eller flere jordledninger.
Alle de positive, jordings-, signal- og kommunikasjonsledningene mellom sikringsskap, ECU-er, sensorer, aktuatorer og jordpunkter skaper en enorm mengde kabling. Produsenter kjører ledninger som en bunt gjennom kjøretøyet så mye som mulig. Vi kaller dette et ledningsnett.
På det neste bildet ser vi en del av ledningsnettet med dusinvis av ledninger som går gjennom den. Ledningsnettet er pakket inn med tape for å holde ledningene sammen. Fargene er fortsatt synlige mellom svingene på båndet, fordi en tekniker lett kan finne trådfargen når han leter etter feil.
Et ledningsnett har mange grener: ledningsnettet går fra motorrommet til bagasjerommet, men også fra venstre til høyre dører, under dashbordet fra venstre til høyre og under setene. Ledningsnettet er laget nøyaktig for å passe til kjøretøyet.
En ledning i et ledningsnett kan bli skadet. Dersom isolasjonen ofte har blitt skadet ved gjentatte bøyninger (for eksempel på dørhengsel eller bakluke) eller hvis ledningen har gnidd mot noe, kan ledningen i de fleste tilfeller repareres. Den skadede delen fjernes, og et nytt stykke ledning loddes mellom og forsegles deretter med krympeslange. Men når det er kortslutninger og brente ledninger, blir ting mer komplisert. I så fall, spesielt for en bil med høy strømverdi, kan det velges å installere et nytt ledningsnett.
Trådtykkelser:
Vi finner mange forskjellige trådtykkelser i bilen. I motorrommet finner vi tynne ledninger fra sensorer og relativt tykke ledninger til aktuatorer. I det følgende diagrammet ser vi en svart (jord) ledning på batteriet (A) på 25,0 mm². Dette er den tykkeste ledningen vi finner i motorrommet. På dynamoen (C) ser vi en svart ledning på 16,0 mm² på B+. På kontrollenheten J367 finner vi betydelig tynnere ledninger på 0,35 til 0,5 mm².
Valget av trådtykkelse har å gjøre med maksimal strøm og lengden på tråden i forhold til trådens spesifikke motstand:
- En tykk ledning er egnet for høyere strømmer;
- Jo lengre ledningen er, desto høyere blir motstanden til ledningen. Lange ledninger gjøres derfor ofte tykkere.
En negativ og B+ kabel til dynamoen må føre høy strøm. En tynn ledning vil ha for høy indre motstand, noe som ikke bare vil føre til spenningstap, men også en temperaturøkning. En liten strøm flyter gjennom ledningene til ECU.
Motstanden i ledningen har stor effekt på spenningsfallet. Strømmen spiller en stor rolle i dette. For å gjøre dette klart, er to beregninger gitt nedenfor. I begge eksemplene er motstanden til ledningen 0,1 Ω.
Vi tar en positiv ledning fra en 21 Watt lampe og beregner strømmen ved å dele effekten på kildespenningen på 12 volt (kraftloven). Avhengig av temperaturen er strømmen rundt 1,75 A. Vi beregner spenningstapet over en ledning ved hjelp av Ohms lov.
Spenningstapet på 0,18 volt er tillatt, siden lampen brenner med en spenning på (12 - 0,18) 11,82 volt. For å være tydelig er 0,18 V3 i V4-målingen. Motstanden i denne ledningen er derfor lav nok til ikke å ha en negativ innvirkning på forbrukerens drift.
I neste eksempel tar vi den positive ledningen fra startmotoren. Igjen er motstanden til den positive ledningen 0,1 Ω. Den målte startstrømmen er 90 ampere.
Motstanden i ledningen gir et spenningsfall på 9 volt. Ved en spenning på 12 volt når startmotoren er slått på, er det kun 3 volt igjen for å drive startmotoren. Dette er åpenbart for lite; startmotoren vil ikke eller nesten ikke bevege seg.
Conclusie: en motstand på 0,1 Ω i en positiv ledning har liten effekt på en lampe, men er så høy for en startmotor at den ikke lenger fungerer.
Spesifikk motstand av ledningen:
Hver ledning har en ohmsk motstand. Motstandsverdien avhenger av:
- Materialet;
- dimensjonene (lengde og diameter);
- temperatur.
Det følgende bildet viser fire ledninger av samme materiale, hvorav ledning A har høyest motstand og ledning D har minste motstand.
- Forholdsmessig er 2L dobbelt så lang som l;
- Forholdsmessig er 2d dobbelt så lang som d.
En tykk, kort ledning har mindre motstand enn en tynn, lang ledning.
Motstanden til en ledning kan beregnes med følgende formel:
Her er:
- R motstanden til ledningen i ohm [Ω];
- l lengden på ledningen i meter [m]
- ρ (rho) resistiviteten til ledningen i ohmmeter [Ωm]
- A tverrsnittsarealet til ledningen i kvadratmeter [m²]
Formelen viser at motstanden til ledningen øker med økende lengde (l) og avtar med økende tverrsnitt (A). Den spesifikke motstanden til en ledning uttrykkes i ohmmeter (Ωm). Fordi vi har å gjøre med små numeriske verdier, bruker vi en 10^6 ganger mindre enhet, nemlig mikro-ohm-meter (μΩm).
Eksempel:
Vi beregner motstanden til en kobbertråd med en lengde på 2 meter og et tverrsnitt på 1,25 mm² og en resistivitet på 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Pluggforbindelser:
I bilen kobles ledninger til en sensor, aktuator eller en kontrollenhet via en pluggforbindelse. Det er også mulig at det et sted i et ledningsnett er en plugg som kan brukes til å koble sammen to ledningsnett.
Følgende bilde viser en del av et skjema av en Ford Fiesta. Her ser vi komponentkoden B31 (luftmassemåler) og Y34 (kullfiltermagnetventil). Luftmassemåleren er en sensor og magnetventilen er en aktuator. De er begge koblet til motorens kontrollenhet (øverst).
På luftmassemåleren ser vi en 5-pinners plugg (5p) med fire okkuperte posisjoner: 2 til 5.
Magnetventilen er utstyrt med en to-pins plugg (2P).
Tallene på pluggen i diagrammet er faktisk avbildet på selve pluggen. På denne måten kan du sammenligne trådfargene, eller når den samme trådfargen brukes i flere posisjoner, skille trådfunksjonene fra hverandre (pluss, jord, signal osv.).
Draad reparasjon:
Under en ledningsreparasjon må en ny plugg kanskje trykkes på ledningen. Dette gjør vi med kabelmomenttang, også kalt krympetang. I dette eksemplet klemmes uisolerte metallplugger fast på ledningen og klikkes inn i plastkoblingsblokker.
Kabelmomenttangen inneholder en mekanisme som gjør at et stort moment kan utøves på kabelskoen eller metallpluggen med minimal kraft i håndtaket. Vanligvis er det også en holdemekanisme, slik at tangen "klikker" ved klem og holder i kabelskoen når man slipper håndtaket. Først når tangen er klemt til ytterste stilling, eller når utløsermekanismen er aktivert, vil tangen frigjøre kabelskoen igjen.
Bestem lengden på ledningen og kutt en seksjon. Vær oppmerksom på at en annen del av isolasjonen fjernes fra endene med strippetangen.
De to bildene nedenfor viser strippetangen og enden av den grønne ledningen:
- venstre: Bestem først lengden som du vil strippe ledningen ved å flytte den røde delen til en annen posisjon. Helt til venstre, som vist på figuren, er lengden 2 mm. Klem tangen. Kjevene lukkes og metallmekanismen griper tak i isolasjonen. Klem tangen helt. Isolasjonen skyves til den justerte avstanden fra ledningen;
- høyre: slipp tangen. Kobbertråden er nå synlig.
Etter at ledningen er strippet (kobbertråden er 2 mm lang), kan kabelsko (isolerte/uisolerte) eller metallplugger klemmes fast på den. De tre bildene nedenfor viser følgende:
- Venstre: en kabelmomenttang med to metallplugger (hann og hunn);
- Midten: metallpluggen klikkes inn i kabelklemmen og den avisolerte ledningen settes inn på baksiden av metallpluggen;
- Høyre: den andre siden av kabelmomenttangen med metallpluggen.
Bra (1)
Noen ganger gjøres det feil ved stramming av kabelsko. Det er viktig å vite hvor langt man skal strippe den elektriske kabelen og hvor langt ledningen skal skyves inn i kabelskoen. Her er fem eksempler som viser de tre vanligste feilene.
Følgende bilde viser en riktig installert ledning.
Bra (2)
Dette er den samme ledningen, trukket fra en annen vinkel.
Feil (1)
Isolasjonen er strippet alt for langt. Kobbertråden stikker ut og kan kortsluttes i enkelte plugghus etter at endene er bøyd.
Feil (2)
Ikke all kobbertråden er klemt inn i kabelskoen. Når den er bøyd, kan den utstikkende ledningen kortslutte en annen ledning i pluggen, eller mot kjøretøyets karosseri.
Feil 3:
Isolasjonen er strippet for kort og har blitt klemt i den indre delen av kabelskoen. Fordi denne delen er tykkere enn kobbertråden, er ikke kabelskoen helt lukket. Den mulige konsekvensen av dette er dårlig kontakt mellom kobbertråden og kabelskoen.
Etter å ha trykket på de to metallpluggene på ledningen, kan de klikkes inn i plastkoblingsblokkene.
Det er mulig at ledningen ved et uhell har blitt klikket i feil posisjon. Ved hjelp av en pipeskrutrekker eller en pluggtrekker kan du forsiktig bøye mothaken på pluggen og trekke ledningen ut av pluggen. Mothaken må naturligvis bøyes oppover igjen, ellers klikker ikke pluggen på plass lenger.
Lås opp plugger:
Det kan være nødvendig å fjerne en ledning fra en plugg. Metallkontakten som er klemt i enden av ledningen må derfor demonteres fra plastplugghuset. Dette krever et verktøy; en såkalt pluggtrekker. Dette gjør at du kan bøye mothakene på metallkontakten i pluggen, slik at ledningen kan trekkes ut av pluggen. For å gjøre dette må du først fjerne låsen i pluggen; På bildet kan låsen kjennes igjen på den lilla plastdelen, halvveis oppe i pluggen. Låsen forhindrer at ledningen trekkes ut av støpselet, selv om kontakten låses opp med verktøyet. Animasjonen viser opplåsing og fjerning av ledningen fra en firepinners plugg som brukes i en Audi.
