Hur kablar, säkringar och kontakter fungerar

De vardagliga ljudkomponenterna i ledningar, säkringar och anslutningar finns i varje elektrisk enhet, och särskilt i bilar. Många av de funktioner vi har förväntat oss i våra bilar är möjliga på grund av dessa element, och deras tillförlitlighet har förbättrats enormt de senaste åren.

Tillsammans med ökad tillförlitlighet har komplexiteten hos bilkabelsystem ökat dramatiskt. Bilar har nu bokstavligen tusentals kretsar. I den här artikeln går vi igenom några av de viktigaste komponenterna i bilens ledningar, börjar med själva tråden. Sedan diskuterar vi säkringar och kontakter och se hur allt passar ihop.

-

En bils ledningar måste distribuera ström från batteriet till enheter som finns över hela bilen. Det måste också överföra data på en databuss, såväl som en mängd digitala och analoga signaler från switchar och sensorer.

Det betyder att det finns många olika typer av trådar i din bil. Vissa ledningar som sänder signaler från omkopplare eller sensorer har nästan ingen ström. De som tillhandahåller kraft till stora elmotorer har mycket ström.

Om för mycket ström går genom en tråd kan den överhettas och smälta. Mängden ström som en tråd kan hantera beror på dess längd, sammansättning, storlek och hur den är bunden. Låt oss ta en snabb titt på hur var och en av dessa egenskaper påverkar trådens strömförande kapacitet:

• Längd - Varje trådtyp har en viss mängd motstånd per fot - ju längre ledningen är, desto större är motståndet. Om motståndet är för hög kommer en stor del av kraften som rinner ner i tråden att slösas bort; energin förlorad när värme bygger sig upp i tråden. I slutändan begränsar värmeuppbyggnaden trådens strömförande kapacitet, eftersom temperaturen inte får bli tillräckligt varm för att smälta isoleringen.
• Sammansättning - Biltråd består vanligtvis av fina koppartrådar. I allmänhet, desto finare trådar, desto lägre motstånd och desto mer ström kan tråden bära. Den använda kopparstypen påverkar också trådens motstånd.
• Trådmätare - Trådmätaren eller trådens storlek bestämmer också hur mycket motstånd tråden har. Ju större tråd, desto mindre motstånd. Ju mindre mätaren är, desto större är tråden - så en 16-gauge är större än en 24-gauge tråd. Trådmätare går hela vägen ner till noll, vilket också kallas 1/0 (en aught). Ännu större än 1/0 är 00 (2/0, eller två aught), och så vidare. Diametern på en 4/0 (fyra aught) tråd är nästan en halv tum (1,27 cm).
• Buntning - Hur en tråd buntas påverkar hur väl den kan sprida värmen. Om ledningen är i ett bunt med 50 andra ledningar kan den ha mycket mindre ström än om den var den enda kabeln i buntet.

(Se även denna fråga om dagen för en bra förklaring av ström, spänning och effekt.)

Du kan se hur viktigt det är att välja rätt trådstorlek. Jobbet görs ännu svårare av antalet ledningar i en bil, som fortsätter att växa varje år när nya funktioner läggs till till och med de mest grundläggande bilarna.

Säkringens huvudjobb är att skydda ledningarna. Säkringarna ska vara dimensionerade och placerade för att skydda den tråd de är anslutna till. Om en enhet som din bilradio plötsligt drar tillräckligt med ström för att blåsa säkringen, är radioen antagligen redan rostat bröd. Säkringen är där för att skydda ledningen, vilket skulle vara mycket svårare att byta ut än radion.

De flesta bilar har två säkring paneler. Den i motorrummet håller säkringarna för enheter som kylfläktar, låsbromspumpen och motorstyrenheten - som alla finns i motorrummet. En annan säkringspanel, vanligtvis belägen i instrumentbrädan nära förarens knän, håller säkringar för enheterna och brytarna i passagerarutrymmet.

Vi såg i det sista avsnittet hur värmeuppbyggnaden i tråden beror på motståndet och mängden ström som strömmar genom tråden. Säkringar är egentligen bara en speciell typ av tråd i ett fristående kontakt. De flesta säkringar i bil har idag två bladkontakter och ett plasthölje som innehåller ledaren. Det finns också några säkringar som finns i bilens ledningar, kallade smältbara länkar.

De dirigent inuti säkringen är tillverkad av en metall som liknar lödning. Den har en lägre smältpunkt än själva tråden. Ledarens storlek kalibreras mycket noggrant så att när nominell ström nås genereras tillräckligt med värme för att smälta ledaren och så bryta kretsen.

När en säkring blåses måste den bytas ut innan kretsen fungerar. En blåst säkring måste ersättas med en säkring med samma strömstyrka.

Kontrollera säkringar

Det mest idiotsäkra sättet att kontrollera en säkring är att dra ut den ur behållaren och ansluta en kontinuitetstestare till båda säkringen. Men om du gör detta medan säkringen är ansluten kan du få kontinuitet genom en annan bana än säkringen (till exempel kan båda sidorna av tråden vara jordade när du kontrollerar säkringen). Du kan vanligtvis se om en säkring blåses av en visuell inspektion:

Låt oss nu gå vidare till kontakter.

Kontaktdon är avgörande för dagens bilar. Utan dem skulle det vara nästan omöjligt att bygga eller serva en bil. Varje gång ett bunt av kablar passerar genom eller fästs till en del av bilen som kan behöva tas bort, måste det finnas ett kontaktdon där för att möjliggöra borttagning. En enda kontakt kan ha mer än 100 ledningar.

Tidigare har opålitliga anslutningar varit källan till många elektriska problem. Kontaktdon måste vara vattentäta (moderna kontakter har flera tätningar för att hålla fukt ut), korrosionssäkra och ge god elektrisk kontakt under fordonets livslängd.

Anslutningen på bilden nedan är en åtta terminalanslutning - den ansluter åtta ledningar till varandra.

För att göra denna anslutning finns det totalt 23 separata delar. Huvuddelarna är:

• De skal
• De stift och uttag
• De stifthållare
• De tätningar

Skalet

Skalet är ett intrikat stycke som har en komplicerad form. Det finns ett låsklämma på utsidan som håller de två halvorna på kontakten samman. Det finns hål för stiften, och det finns speciella piggar som låser stiften på plats när de sätts in. Det finns många spår för att hålla tätningar och se till att sakerna sitter tätt ihop. Alla dessa funktioner formas i stycket när det är tillverkat.

Stift och uttag

Stiften och uttagen ansvarar för att leda elektricitet från den ena halvan av kontakten till den andra. Dessa är gjorda mycket exakt så att stiften och uttagen passar ihop med precis tillräckligt med kraft för att säkerställa en god anslutning, men inte tillräckligt med kraft för att göra anslutningen och kopplingen för svår.

Stiften klämmas fast i trådarna med hjälp av ett speciellt krympverktyg. En del av stiftet lindas runt den nakna tråden, medan en annan del klämmer fast på isoleringen. Detta gör det svårare att dra bort tråden från stiftet.

Stift / uttagshållaren

Stift / sockelhållaren är en plastbit som glider in i kontakten framifrån. Det kilar fast mot alla plastlåsmaggar så att de inte kan lossa. Den här biten gör det nästan omöjligt för stift och uttag att lösa sig löst.

Sälarna

Tätningarna förhindrar att vatten tränger in i anslutningen när kontakterna är låsta ihop. Varje kontaktdon har en gummitätning genom vilken alla ledningar matas. Denna tätning sitter ordentligt på baksidan av kontakten. En sida av varje anslutning har en rund tätning som hindrar vatten från att komma in i utrymmet mellan anslutningarna när de låses ihop.

För mer information om kablar, säkringar, kontakter och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

• Hur batterier fungerar
• Inuti en Power-Cube Transformer
• Hur elmotorer fungerar
• Hur bildatorer fungerar
• Hur bilmotorer fungerar
• Hur reläer fungerar
• Vad är ampere, watt, volt och ohm?

Fler bra länkar

• Introduktion till el - illustrerad
• DC-kretsar och komponenter
• Smart kontinuitetstester
• Autoweb: Att äga och underhålla ditt fordon
• GM Goodwrench videor