Funktionsweise von Drähten, Sicherungen und Steckverbindern

Die weltlich klingenden Komponenten von Drähten, Sicherungen und Steckverbindern sind in jedem elektrischen Gerät und insbesondere in Autos zu finden. Viele der Eigenschaften, die wir von unseren Autos erwarten, sind aufgrund dieser Elemente möglich, und ihre Zuverlässigkeit hat sich in den letzten Jahren immens verbessert.

Zusammen mit der erhöhten Zuverlässigkeit hat die Komplexität von Fahrzeugverkabelungssystemen dramatisch zugenommen. Autos haben jetzt buchstäblich Tausende von Rennstrecken. In diesem Artikel gehen wir einige der wichtigsten Komponenten in der Verkabelung Ihres Autos durch, beginnend mit dem Kabel selbst. Dann werden wir über Sicherungen und Anschlüsse sprechen und sehen, wie alles zusammenpasst.

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Bündel von Drähten unter der Lenksäule eines Autos

Die Verkabelung eines Autos muss die Energie von der Batterie auf Geräte im ganzen Auto verteilen. Es muss auch Daten auf einem Datenbus sowie eine Vielzahl von digitalen und analogen Signalen von Schaltern und Sensoren übertragen.

Dies bedeutet, dass sich in Ihrem Auto viele verschiedene Arten von Kabeln befinden. Einige Drähte, die Signale von Schaltern oder Sensoren übertragen, führen fast keinen Strom. Diejenigen, die große Elektromotoren mit Strom versorgen, führen viel Strom.

Wenn zu viel Strom durch einen Draht fließt, kann er überhitzen und schmelzen. Die Strommenge, die ein Draht verarbeiten kann, hängt von seiner Länge, Zusammensetzung, Größe und Bündelung ab. Lassen Sie uns einen kurzen Blick darauf werfen, wie sich jede dieser Eigenschaften auf die Strombelastbarkeit des Drahtes auswirkt:

• Länge - Jeder Drahttyp hat einen bestimmten Widerstand pro Fuß - je länger der Draht, desto größer der Widerstand. Wenn der Widerstand zu hoch ist, wird ein Großteil der Energie, die über den Draht fließt, verschwendet. Die Energie, die verloren geht, wenn sich Wärme im Draht aufbaut. Letztendlich begrenzt der Wärmestau die Strombelastbarkeit des Drahtes, da die Temperatur nicht heiß genug werden darf, um die Isolierung zu schmelzen.
• Komposition - Autodraht besteht normalerweise aus feinen Kupferlitzen. Je feiner die Litzen sind, desto geringer ist im Allgemeinen der Widerstand und desto mehr Strom kann der Draht führen. Die Art des verwendeten Kupfers wirkt sich auch auf den Widerstand des Drahtes aus.
• Drahtstärke - Die Drahtstärke oder Größe des Drahtes bestimmt auch, wie viel Widerstand der Draht hat. Je größer der Draht, desto geringer der Widerstand. Je kleiner die Stärke, desto größer der Draht. Ein 16-Gauge-Draht ist also größer als ein 24-Gauge-Draht. Drahtstärken gehen bis auf Null, was auch als 1/0 (eins) bezeichnet wird. Noch größer als 1/0 ist 00 (2/0 oder zwei) und so weiter. Der Durchmesser eines 4/0 (vier Aught) Drahtes beträgt fast 1,27 cm..
• Bündelung - Die Art und Weise, wie ein Draht gebündelt wird, beeinflusst, wie gut er Wärme ableiten kann. Wenn sich der Draht in einem Bündel mit 50 anderen Drähten befindet, kann er viel weniger Strom führen als wenn er der einzige Draht im Bündel wäre.

(Siehe auch diese Frage des Tages für eine gute Erklärung von Strom, Spannung und Leistung.)

Sie können sehen, wie wichtig es ist, die richtige Drahtgröße zu wählen. Die Arbeit wird durch die Anzahl der Kabel in einem Auto noch schwieriger, die jedes Jahr weiter zunimmt, da selbst den grundlegendsten Automobilen neue Funktionen hinzugefügt werden.

Motorraum-Sicherungsblech

Die Hauptaufgabe der Sicherung ist es, Schützen Sie die Verkabelung. Die Sicherungen sollten so dimensioniert und angeordnet sein, dass sie den Draht schützen, an den sie angeschlossen sind. Wenn ein Gerät wie Ihr Autoradio plötzlich genug Strom zieht, um die Sicherung durchzubrennen, ist das Radio wahrscheinlich bereits geröstet. Die Sicherung dient zum Schutz des Kabels, das viel schwerer zu ersetzen wäre als das Radio.

Die meisten Autos haben zwei Sicherungsplatten. Die im Motorraum enthält die Sicherungen für Geräte wie die Lüfter, die Antiblockierpumpe und das Motorsteuergerät, die sich alle im Motorraum befinden. Ein weiteres Sicherungsfeld, das sich normalerweise im Armaturenbrett in der Nähe der Knie des Fahrers befindet, enthält Sicherungen für die Geräte und Schalter im Fahrgastraum.

Sicherungskasten innen

Wir haben im letzten Abschnitt gesehen, wie der Wärmestau im Draht vom Widerstand und der Strommenge abhängt, die durch den Draht fließt. Sicherungen sind eigentlich nur eine spezielle Art von Draht in einem in sich geschlossenen Stecker. Die meisten Automobilsicherungen haben heute zwei Schaufelverbinder und ein Kunststoffgehäuse, das den Leiter enthält. Es gibt auch einige Sicherungen, die in der Verkabelung des Autos genannt werden Schmelzverbindungen.

Eine Auswahl an Kfz-Sicherungen

Das Dirigent Das Innere der Sicherung besteht aus einem lötähnlichen Metall. Es hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Draht selbst. Die Größe des Leiters wird sehr sorgfältig kalibriert, so dass bei Erreichen des Nennstroms genügend Wärme erzeugt wird, um den Leiter zu schmelzen und so den Stromkreis zu unterbrechen.

Wenn eine Sicherung durchgebrannt ist, muss sie ersetzt werden, bevor der Stromkreis funktioniert. Eine durchgebrannte Sicherung muss durch eine Sicherung mit der gleichen Stromstärke ersetzt werden.

Sicherungen prüfen

Die kinderleichteste Möglichkeit, eine Sicherung zu überprüfen, besteht darin, sie aus der Steckdose zu ziehen und a anzuschließen Durchgangsprüfer zu beiden Schaufeln der Sicherung. Wenn Sie dies jedoch tun, während die Sicherung eingesteckt ist, kann es zu einem Durchgang über einen anderen Pfad als die Sicherung kommen (z. B. können beide Seiten des Kabels geerdet sein, wenn Sie die Sicherung überprüfen). Normalerweise können Sie durch eine Sichtprüfung feststellen, ob eine Sicherung durchgebrannt ist:

Kommen wir nun zu den Anschlüssen.

Der Stecker am Motorsteuergerät hat mehr als 100 Drähte.

Steckverbinder sind für heutige Autos von entscheidender Bedeutung. Ohne sie wäre es fast unmöglich, ein Auto zu bauen oder zu warten. Immer wenn ein Kabelbündel durch eine Komponente des Fahrzeugs verläuft oder an dieser befestigt wird, die möglicherweise entfernt werden muss, muss dort ein Stecker vorhanden sein, um diese Entfernung zu ermöglichen. Ein einzelner Stecker kann mehr als 100 Drähte haben.

In der Vergangenheit waren unzuverlässige Steckverbinder die Ursache vieler elektrischer Probleme. Steckverbinder müssen wasserdicht sein (moderne Steckverbinder haben mehrere Dichtungen, um Feuchtigkeit fernzuhalten), korrosionsbeständig sein und einen guten elektrischen Kontakt für die Lebensdauer des Fahrzeugs bieten.

Der unten abgebildete Stecker ist ein Stecker mit acht Anschlüssen - er verbindet acht Drähte miteinander.

Die Teile eines typischen Kfz-Steckverbinders: Alles auf der linken Seite verbindet sich mit allem auf der rechten Seite.

Um diese Verbindung herzustellen, gibt es insgesamt 23 separate Teile. Die Hauptteile sind:

• Das Schale
• Das Stifte und Buchsen
• Das Stifthalter
• Das Dichtungen

Die Muschel

Die Schale ist ein kompliziertes Stück, das eine komplizierte Form hat. An der Außenseite befindet sich ein Verriegelungsclip, der die beiden Hälften des Steckverbinders zusammenhält. Es gibt Löcher für die Stifte und spezielle Widerhaken, die die Stifte nach dem Einsetzen verriegeln. Es gibt zahlreiche Rillen, um Dichtungen zu halten und sicherzustellen, dass die Dinge fest zusammenpassen. Alle diese Merkmale werden bei der Herstellung in das Stück eingegossen.

Die Stifte und Buchsen

Die Stifte und Buchsen sind dafür verantwortlich, Strom von einer Hälfte des Steckers zur anderen zu leiten. Diese sind sehr präzise hergestellt, so dass die Stifte und Buchsen mit gerade genug Kraft zusammenpassen, um eine gute Verbindung zu gewährleisten, aber nicht genug Kraft, um das Verbinden und Trennen zu schwierig zu machen.

Eine Buchse (links) und ein Stift (rechts)

Die Stifte werden mit einem speziellen Crimpwerkzeug an die Drähte gecrimpt. Ein Teil des Stifts wickelt sich um den blanken Draht, während ein anderer Teil an der Isolierung festklemmt. Dies macht es schwieriger, den Draht vom Stift wegzuziehen.

Der Pin / Socket Retainer

Der Stift- / Buchsenhalter ist ein Stück Kunststoff, das von vorne in den Anschluss geschoben wird. Es klemmt sich gegen alle Kunststoff-Widerhaken, damit sie sich nicht lösen können. Dieses Stück macht es den Stiften und Buchsen fast unmöglich, sich zu lösen.

Der Halter hält die Stifte und Buchsen an Ort und Stelle.

Die Siegel

Die Dichtungen verhindern, dass Wasser in den Anschluss gelangt, sobald die Steckverbinder miteinander verriegelt sind. Jeder Stecker hat eine Gummidichtung, durch die alle Drähte geführt werden. Diese Dichtung passt fest in die Rückseite des Steckers. Eine Seite jedes Steckverbinders hat eine runde Dichtung, die verhindert, dass Wasser in den Raum zwischen den Steckverbindern gelangt, sobald diese miteinander verriegelt sind.

Die Drähte verlaufen durch eine Gummidichtung auf der Rückseite jedes Steckverbinders (die rechts gezeigte Dichtung wurde für dieses Bild herausgezogen)..

Weitere Informationen zu Kabeln, Sicherungen, Steckverbindern und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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