Tópicos:
- Introdução
- Medidores de fio
- Resistência específica do fio
- Conexões plugue
- Reparo de rosca
- Desbloquear plugues
Introdução:
Os veículos modernos estão equipados com muitos componentes eletrônicos. Muitas vezes contêm dezenas de ECUs, cada uma responsável por funções específicas.
- Compartimento do motor: ECU para a eletrônica do motor, transmissão automática, ABS/ESP;
- Interior: ECU para os airbags, nas portas, sob os bancos, no teto para o teto solar ou iluminação, no porta-malas para a eletrônica do engate de reboque, etc.
Essas ECUs e atuadores recebem energia diretamente da caixa de fusíveis. Como existem vários fios de alimentação e fusíveis, muitas vezes podemos encontrar várias caixas de fusíveis, como no compartimento do motor, no painel e até no porta-malas de automóveis de passageiros.
Os fios de alimentação (positivos) vão da caixa de fusíveis até vários componentes, como ECUs e atuadores. As ECUs recebem informações dos sensores por meio de fios de sinal.
Um exemplo no interior é o interruptor da porta, que indica 12 ou 0 volts respectivamente quando aberto ou fechado. No compartimento do motor, o sensor de temperatura do líquido refrigerante pode enviar um sinal de 20 volts para a ECU a uma temperatura de 2,5 graus Celsius e um sinal de 90 volts a 0,5 graus Celsius.
A ECU então controla o atuador, fornecendo energia a um atuador passivo (por exemplo, um injetor), enviando um sinal de tensão para um atuador ativo (bobina de ignição COP) ou enviando uma mensagem digital para um atuador inteligente (motor do limpador). Cada ECU e atuador são conectados a um ponto de aterramento na carroceria ou chassi do veículo por meio de um ou mais fios terra.
Todos os fios positivos, de aterramento, de sinal e de comunicação entre as caixas de fusíveis, ECUs, sensores, atuadores e pontos de aterramento criam uma enorme quantidade de fiação. Os fabricantes passam a fiação como um único feixe pelo veículo, tanto quanto possível. Chamamos isso de chicote elétrico.
Na próxima imagem vemos parte do chicote elétrico com dezenas de fios passando por ele. O chicote elétrico é enrolado com fita adesiva para manter a fiação unida. As cores ainda ficam visíveis entre as voltas da fita, pois o técnico consegue encontrar facilmente a cor do fio ao procurar por falhas.
Um chicote elétrico tem muitas ramificações: o chicote elétrico vai do compartimento do motor até o porta-malas, mas também da esquerda para a direita das portas, sob o painel da esquerda para a direita e sob os bancos. A cablagem é feita precisamente para caber no veículo.
Um fio em um chicote elétrico pode ser danificado. Se o isolamento tiver sido frequentemente danificado por dobras repetidas (por exemplo, na dobradiça de uma porta ou na porta traseira) ou se o fio tiver roçado em alguma coisa, o fio pode, na maioria dos casos, ser reparado. A parte danificada é removida e um novo pedaço de fio é soldado no meio e então selado com tubo termorretrátil. Porém, quando há curtos-circuitos e fios queimados, as coisas ficam mais complicadas. Nesse caso, especialmente para um carro com um valor de corrente elevado, pode ser decidido instalar um novo chicote elétrico.
Espessuras do fio:
Encontramos muitas espessuras de fio diferentes no carro. No compartimento do motor encontramos fios finos que vão dos sensores e fios relativamente grossos aos atuadores. No diagrama a seguir vemos um fio preto (terra) na bateria (A) de 25,0 mm². Este é o fio mais grosso que encontramos no compartimento do motor. No alternador (C) vemos um fio preto de 16,0 mm² no B+. Na unidade de controle J367 encontramos fios consideravelmente mais finos de 0,35 a 0,5 mm².
A escolha da espessura do fio tem a ver com a corrente máxima e o comprimento do fio em relação à resistência específica do fio:
- Um fio grosso é adequado para correntes mais altas;
- Quanto mais longo o fio, maior se torna a resistência do fio. Os fios longos são, portanto, muitas vezes mais grossos.
Um cabo negativo e B+ do alternador deve transportar uma corrente elevada. Um fio fino teria uma resistência interna muito alta, o que causaria não apenas perda de tensão, mas também aumento de temperatura. Uma pequena corrente flui através dos fios até a ECU.
A resistência no fio tem um efeito importante na queda de tensão. A corrente desempenha um papel importante nisso. Para deixar isso claro, dois cálculos são fornecidos abaixo. Em ambos os exemplos a resistência do fio é 0,1 Ω.
Pegamos um fio positivo de uma lâmpada de 21 Watts e calculamos a corrente dividindo a potência pela tensão da fonte de 12 volts (a lei da potência). Dependendo da temperatura, a corrente fica em torno de 1,75 A. Calculamos a perda de tensão em um fio usando a Lei de Ohm.
Uma perda de tensão de 0,18 volts é permitida, pois a lâmpada queima a uma tensão de (12 - 0,18) 11,82 volts. Para ser claro, 0,18 é o V3 na medição V4. A resistência neste fio é, portanto, baixa o suficiente para não influenciar negativamente o funcionamento do consumidor.
No próximo exemplo pegamos o fio positivo do motor de partida. Novamente, a resistência do fio positivo é 0,1 Ω. A corrente inicial medida é de 90 amperes.
A resistência no fio causa uma queda de tensão de 9 volts. A uma tensão de 12 volts quando o motor de partida é ligado, restarão apenas 3 volts para operar o motor de partida. Obviamente, isso é muito pouco; o motor de partida não se move ou quase não se move.
Conclusão: uma resistência de 0,1 Ω em um fio positivo tem pouco efeito sobre uma lâmpada, mas é tão alta para um motor de partida que ele não funciona mais.
Resistência específica do fio:
Cada fio possui uma resistência ôhmica. O valor da resistência depende de:
- o material;
- as dimensões (comprimento e diâmetro);
- temperatura.
A imagem a seguir mostra quatro fios do mesmo material, dos quais o fio A tem a maior resistência e o fio D tem a menor resistência.
- Proporcionalmente, 2L é duas vezes maior que l;
- Proporcionalmente, 2d é duas vezes maior que d.
Um fio grosso e curto tem menos resistência do que um fio fino e longo.
A resistência de um fio pode ser calculada pela seguinte fórmula:
Aqui está:
- R a resistência do fio em ohms [Ω];
- l o comprimento do fio em metros [m]
- ρ (rho) a resistividade do fio em ohmímetro [Ωm]
- A a área da seção transversal do fio em metros quadrados [m²]
A fórmula mostra que a resistência do fio aumenta com o aumento do comprimento (l) e diminui com o aumento da seção transversal (A). A resistência específica de um fio é expressa em ohmímetros (Ωm). Como estamos lidando com valores numéricos pequenos, usamos uma unidade 10 ^ 6 vezes menor, ou seja, micro-ohmímetro (μΩm).
Exemplo:
Calculamos a resistência de um fio de cobre com comprimento de 2 metros e seção transversal de 1,25 mm² e resistividade de 0,0175 * 10^-6 Ωm.
Conexões de plugue:
No carro, os fios são conectados a um sensor, atuador ou unidade de controle por meio de um plugue. Também é possível que em algum lugar de um chicote elétrico exista um plugue que possa ser usado para conectar dois chicotes elétricos.
A imagem a seguir mostra parte do esquema de um Ford Fiesta. Aqui vemos o código do componente B31 (medidor de massa de ar) e Y34 (válvula solenóide do filtro de carbono). O medidor de massa de ar é um sensor e a válvula solenóide é um atuador. Ambos estão conectados à unidade de controle do motor (parte superior).
No medidor de massa de ar vemos um plugue de 5 pinos (5p) com quatro posições ocupadas: 2 a 5.
A válvula solenóide está equipada com um plugue de dois pinos (2P).
Os números no plugue no diagrama estão representados no próprio plugue. Desta forma você pode comparar as cores dos fios, ou quando a mesma cor dos fios é usada em múltiplas posições, distinguir as funções dos fios umas das outras (mais, terra, sinal, etc.).
Reparação Draad:
Durante um reparo de fio, pode ser necessário pressionar um novo plugue no fio. Fazemos isso com um alicate de torque para cabos, também chamado de alicate de crimpagem. Neste exemplo, plugues de metal não isolados são presos ao fio e encaixados em blocos conectores de plástico.
O alicate de torque para cabos contém um mecanismo pelo qual um grande momento pode ser exercido no terminal do cabo ou no plugue de metal com força mínima no cabo. Normalmente existe também um mecanismo de fixação, para que o alicate “clique” ao apertar e segure o terminal do cabo ao soltar a alça. Somente quando o alicate for pressionado até a posição extrema, ou quando o mecanismo de liberação for acionado, o alicate liberará novamente o terminal do cabo.
Determine o comprimento do fio e corte uma seção. Observe que outra seção de isolamento é removida das extremidades com o alicate de decapagem.
As duas imagens abaixo mostram o alicate desencapador e a ponta do fio verde:
- esquerda: primeiro determine o comprimento em que deseja descascar o fio movendo a parte vermelha para uma posição diferente. Na extrema esquerda, conforme mostrado na figura, o comprimento é de 2 mm. Aperte o alicate. As mandíbulas fecham e o mecanismo de metal segura o isolamento. Aperte o alicate completamente. O isolamento é empurrado até a distância ajustada do fio;
- certo: solte o alicate. O fio de cobre agora está visível.
Depois que o fio for descascado (o fio de cobre tem 2 mm de comprimento), terminais de cabo (isolados/não isolados) ou plugues de metal podem ser presos nele. As três imagens abaixo mostram o seguinte:
- À esquerda: um alicate de torque para cabos com dois plugues metálicos (macho e fêmea);
- Meio: o plugue de metal é encaixado na braçadeira do cabo e o fio desencapado é inserido na parte traseira do plugue de metal;
- À direita: o outro lado do cabo alicate de torque com o plugue de metal.
Bom (1)
Às vezes, são cometidos erros ao apertar os terminais dos cabos. É importante saber até onde descascar o cabo elétrico e até que ponto o fio deve ser empurrado para dentro do terminal do cabo. Aqui estão cinco exemplos que mostram os três erros mais comuns.
A imagem a seguir mostra um fio instalado corretamente.
Bom (2)
Este é o mesmo fio, desenhado de um ângulo diferente.
Erro (1)
O isolamento foi removido demais. O fio de cobre sobressai e pode entrar em curto em alguns invólucros de plugue após dobrar as extremidades.
Erro (2)
Nem todo o fio de cobre está espremido no terminal do cabo. Quando dobrado, o fio saliente pode causar curto-circuito em outro fio do plugue ou contra a carroceria do veículo.
Erro 3:
O isolamento foi desgastado muito curto e preso na parte interna do terminal do cabo. Como esta parte é mais espessa que o fio de cobre, o terminal do cabo não está completamente fechado. A possível consequência disso é um mau contato entre o fio de cobre e o terminal do cabo.
Depois de pressionar os dois plugues de metal no fio, eles podem ser encaixados nos blocos conectores de plástico.
É possível que o fio tenha sido clicado acidentalmente na posição errada. Usando uma chave de fenda ou um extrator de plugue, você pode dobrar cuidadosamente a rebarba do plugue e puxar o fio para fora do plugue. Naturalmente, a farpa deve ser dobrada novamente para cima, caso contrário o plugue não encaixará mais no lugar.
Desbloquear plugues:
Pode ser necessário remover um fio de um plugue. O conector metálico preso na extremidade do fio deve, portanto, ser desmontado da caixa plástica do plugue. Isto requer uma ferramenta; um chamado extrator de plugue. Isso permite dobrar as farpas do conector de metal do plugue, para que o fio possa ser puxado para fora do plugue. Para fazer isso, primeiro você deve remover a trava do plugue; Na imagem, a fechadura pode ser reconhecida pela parte plástica roxa, na metade da altura do plug. A trava evita que o fio seja puxado para fora do plugue, mesmo que o conector seja destravado com a ferramenta. A animação mostra o desbloqueio e retirada do fio de um plugue de quatro pinos usado em um Audi.
