Tápellátás, kábelhálózat, integrált biztosítéktáblák, akkumulátor.

Tapasztalataink szerint a hibák körülbelül 20%-ánál a rendellenesség oka a kábelhálózatban keresendő. Egy mai gépkocsi esetében a hálózat teljes hossza több kilométer, a kábelek összsúlya pedig akár a teljes tömeg 5%-át is kiteheti.

A gépkocsi villamos hálózata alapvetően igen logikusan épül fel: az akkumulátor negatív pólusához közvetlenül csatlakoztatva van a karosszéria. A pozitív pólusról az áram rendszerint a megfelelő védelmi és kapcsoló pontokon keresztül kerül a fogyasztókhoz. Fogyasztóból pedig több százat meg tudunk számolni egy autón. Fogyasztónak minősülnek a szenzorok, a beavatkozók, a vezérlőegységek, tehát számtalan olyan elem, amiről - amíg nincs vele gond - a vezető nem sokat tud, és néhány olyan elem, amire közvetlen befolyása van, mint például a hátsó szélvédő fűtése. Ha elképzeljük, hogy egy átlagos autón a legtöbb alrendszer legtöbb eleme kapcsolódik a biztosítéktáblá(k)hoz, illetve, hogy a műszerfalegységhez kapcsolódó kábelek száma általában 50 és 150 között van, talán lehet valami sejtésünk arról, hogy milyen vaskos kábelkötegek rejtőznek rögtön a műszerfal mögött, vagy éppen a pedálok felett 20 centivel. És akkor még nem beszéltünk a motortérről.




Ez a jól megtermett kábelkígyó egy Alfa 164 V6 műszerfalegysége mögött rejtőzik. Sok munkaórát felemésztő ismeretségbe kerültünk vele: a sebességmérő mutatója - látszólag indokolatlanul - 40-50 km-es ingásokat végzett, néha a kocsi álló helyzetében is kilendült akár 50 km/óra értékre is. A kocsi tulajdonosa először - nem kis pénzért - újra cserélte a műszeregységet. A pénz elment, a hiba megmaradt. Amikor a műszer tápellátását egy külső akkumulátorról biztosítottuk, a műszeregységet a kocsiszekrényből kiemelve, csak egyetlen, árnyékolt kábel kötötte össze a km. órát a jeladóval, és a hibajelenség változatlanul megmaradt, a helyzet elég reménytelennek tűnt. Végül sikerült a hibát kiküszöbölni, de ez - mint utaltunk rá - nem volt egy egyszerű feladat.





A kábelproblémák egy része abból adódik, hogy a műanyag szigetelés hosszútávon nem kellően hő-, illetve olajálló. A motortérben uralkodó magas hőmérséklet hatására megtöredezik, rosszabb esetben elporlad, szabad az út a rövidzár felé. Egyes vélemények szerint a '90-es évek derekától általánosan használt újrahasznosított anyagból készült kábelszigetelésnek ebben jelentős szerepe van. Sok esetben a gondatlan kábelvédelem, feszülő kábelek következménye a sérülés, kidörzsölődés, szakadás.





Csupán idő kérdése, hogy itt egy rövidzár alakuljon ki. Egy éltesebb korú autóban számos ilyen hely van, főleg ha a kábelszigetelés eleve nem az elvárható gondossággal készült.





Egér Úr figyelő állásban a jobb első sárvédőben lévő vacka közelében. A motor működésképtelenségét kis fogak - nem feltétlenül egéré - idézték elő, megszabadítva néhány kábeldarabot a szigetelésétől, ezzel zárlatot okozva.
A képen is kivehető, Egér Úr családfenntartó, ezért - eléggé el nem ítélhető módon - szabadon bocsátottuk.

A motortér különösen igénybevett terület a kábelhálózat, tápellátás számára. A már említett fokozott hő-, és kémiai igénybevétel mellett állandó a rezonancia, a motor nyomatékváltáskor a kocsiszekrényhez képest valamelyest elfordul, ezt a gyakori elfordulást a "drótoknak" követniük kell. Télen az agresszív hólé, felcsapódó víz, sár rontja a villamos csatlakozások állapotát. Néhány korábbi autótípus test gyűjtőkapcsai érthetetlen módon éppen a nem zárt rendszerű akkuk kivezető csövei közelében voltak, ami aztán a korosabb példányok esetén gyakori szervizlátogatást eredményezett.

Az ISO 6722 nemzetközi szabvány a kisfeszültségű járműkábelek vonatkozásában környezetállósági vizsgálatokat ír elő, szám szerint tizenhármat. Követelmény pl. a PVC szigetelőanyag 70 C°-os tartós hőállósága. Egészen biztos, hogy a felhasznált kábelek ezeknek a követelményeknek maradéktalanul megfelelnek. A motortérben viszont vannak olyan kábelek, melyek csupán a motor sugárző hőjétől ennél eleve magasabb hőmérsékletnek vannak kitéve. Ehhez ha hozzászámítjuk az esetenkénti 40 fokos külső hőmérsékletet, a helyzet még rosszabb. Ehhez jön a vezetéken a feszültségesés hatására fejlődött hőmennyiség. A jelzett szabvány keretében végzett vizsgálatok során a 105 C°-os hőmérséklet tartása 15 percig a legkeményebb hőmérséklettel összefüggő próba.
A mindennapokon néhány kábel ennél nagyobb, illetve jóval tartósabb hőterhelést kap.




A fénykép jól mutatja a kábelek, csatlakozók igénybevételét. A Bosch ECU a motortérben kapott helyet, ezzel megtakarítva jónéhány méter kábelt. De amint azt látjuk, a kábelköteg csatlakozója nem képes teljesen távoltartani innen a port, olajpárát, nedvességet. Az ECU lábai, tüskéi igen kis méretűek, ezt jól mutatja a golyóstoll vége. A tüskék (pin-ek) illetve a kábelköteg hozzájuk csatlakozó érintkezőinek szennyeződésmentes, makulátlan állapota a rendszer hibátlan működése szempontjából alapkövetelmény. Egy nagynyomású mosóval történő motortisztítás, vagy a maró hatású felcsapódott hólé ide jutása komoly károkat okozhat. Az esőcsatornában elhelyezett elektronikák (gyakori megoldás) pedig a vízlevezető cső tartós dugulását nemigen szokták túlélni.

Gyakori a testkábelek hibája. Nemegyszer a probléma már az akku negatívot a karosszériával összekötő vastag kábel nagy átmeneti ellenállásával kezdődik. Itt kétféle mérési eljárás is van, a legegyszerűbb egy multiméterrel az akku negatív és a kocsiszekrény, illetve akku negatív és a motortest közötti ellenállást megmérni, levett gyújtásnál. Mindkét esetben csak nagyon kis átmeneti ellenállás megengedett, az itt folyó száz/több száz Amper már kis átmeneti ellenállás esetén is jelentős feszültségesést okoz.
Egy másik, sokkal megnyugtatóbb eljárás során egy motordiagnosztikai műszer pontos referenciafeszültséget juttat minden testelési pontra. A feszültségesés mértékéből adódóan azt vagy jónak, vagy javításra szorulónak minősíti.




A képen megfigyelhető Volvo esetében - nagyon sok egyéb mellett - 10 testponton mér feszültségesést, a méréssorozat mindjárt ezzel kezdődik. Mint látható, ebben az esetben, ebből a szempontból a vizsgált jármű kitűnő állapotban van, mindössze 0,06...0,07 Volt feszültségesési értékekkel.

Az átgondolatlan, nagyon amatőr szinten elvégzett kábelhálózati kis módosítások nagy zűrt képesek okozni. Nagyon sok autóban található egyszerű indításgátló, a kábeleket átvágják, a toldást forrasztás és zsugorcsöves szigetelés helyett kis összesodrással (nemegyszer minden szigetelés nélkül!!) megoldottnak gondolják. Az utólag beépített erősítő, mélynyomó láda, pótféklámpa, fordulatszámmérő, tolatóradar, ködlámpa az eredeti állapot megváltoztatásával jár, és nem mindig szerencsés kézzel nyúlnak hozzá.




Amikor egy kábel becsatlakozik egy kábelerdőbe, és nem érkezik meg a "rendeltetési helyére", az nem egy örömteli állapot. Ha a kábelkötegszakasz - esetleg - több, mint száz "drótból" áll össze, elég rosszak a kilátások. Korántsem biztos, hogy pl. egy kék-fehér kábel a célállomáson még mindig ugyanilyen színt visel. Nemritkán két kolléga többórás vesződése az ára, hogy megállapítható legyen a kábeltörés / szakadás pontos helye.
Egy kis segítség sosem árt - képünkön egy ügyes kis szerkezet.

A 90-es években persze mindenki csodát várt a buszrendszerek elterjedésétől, hiszen a cél az volt, hogy ezek lecsökkentsék a vezetékek számát. Ez valószínűleg így is lett, de csak relatív értelemben. A kábelhálózat teljes hossza folyamatosan növekszik, mivel maga a motorirányítás is egyre bonyolultabb lesz, újabb és újabb biztonsági illetve kényelmi berendezések kerülnek be napjaink autóiba.




A problémát nem csupán az új és még újabb berendezések megjelenése jelenti, hanem a már korábban is meglévők egyre bonyolultabbá válása is. Nem is olyan rég még néhány kábel, biztosíték, kapcsoló, relé elég volt a világítás izzók működtetéséhez, a ritkán előforduló hibák javítása gyakran az utcán vagy a garázsban megtörtént, mivel szaktudást alig igényelt. Mára a helyzet gyökeresen megváltozott. Képünkön egy mai autó világítást vezérlő elektronikája látható, amint a kép is mutatja, nem elhanyagolható mennyiségű kábellel. Az otthoni bütykölgetése erősen ellenjavallt.





Több száz kábel találkozása a fenti, korszerű típusnál: gyengébb idegzetű vezető nem baj, ha nem tudja, mit takar a fedél néhány centire attól, ahol a bal lábát szokta pihentetni. A csípőfogót hirtelen felindulásból vezérelve megdolgoztatni ebben a térben nem szerencsés döntés...



Természetesen a teljesítményelosztási rendszer is állandó változás alatt van. Mára általánossá váltak az ún. integrált biztosítéktáblák, vagy intelligens teljesítményelosztó központok, ezeknek híres-hírhedt példája a PSA konszern BSI ill. BSM moduljai. Ezek az egységek vezérlik a legtöbb fogyasztót, ide van integrálva a biztosítékok egy része, és rengeteg praktikus funkcióval vannak ellátva, mint pl. az economy üzemmód, ami az akkumulátor lemerülését hivatott megakadályozni.




Ahogy az lenni szokott, az integráltságnak ára van: ami a gyárnak költségcsökkenés, az a felhasználónak sokba kerülhet. Egy BSI-vel, vagy hasonló teljesítményelosztó központtal rendelkező gépkocsiban - elvileg - nem tudunk külön indításgátló egységet cserélni, integrálva van a hátsóablak fűtés vezérlés, az esőérzékelős ablaktörlő kezelése, az újabb modelleken a BSI hangolja össze a buszrendszereket, ide futnak be a diagnosztikai csatlakozó jelszálai, stb. Ha a kezelt 30-40 funkció közül csak egy meghibásodik, vagy "utólagos megoldásokhoz" kell folyamodjunk, vagy cserélni kell a komplett BSI-t. Csak érzékeltetésképpen: a legújabb BSI-k csatlakozóiba összesítve mintegy 120 kábel fut be, és az információk kb. harmada buszrendszeren érkezik. (Csak egy példa: egy 5 éves Peugeot 406 kormányvezérlőjébe csupán 4 kábel van bekötve: a tápellátás, és két buszkábel. A kormányon, ill. a bajuszkapcsolókon viszont összesen 19 különböző kapcsolóállást tudunk megszámolni: a rádió választókapcsolója, az ablaktörlő ill. a világítás különböző fokozatai, index, kürt, stb.)

A végére hagytuk ugyan, de: nincs tápellátás energiatárolás, azaz akkumulátor nélkül.
A ma használatos savas ólomakkumulátorok élettartama gyártmánytól, igénybevételtől függően általában 3 és 7 év között van. Tárolóképessége (kapacitása) az akkumulátorházon fel van tüntetve. Az ún. névleges tárolóképesség azt a villamos töltésmennyiséget jelöli Amperórában (Ah), amelyet 25°C külső hőmérséklet mellett az akku képes leadni névleges áramú terhelés mellett. Mivel a kapacitás függ a kisütő áram erősségétől, külső hőmérséklettől, stb. az akkuk tényleges tárolóképessége alacsonyabb, mint a névleges kapacitás. Fontos még az maximális indítóáram ismerete.
A legutóbbi időkben gyakran hallani olyan híreket, hogy az új autó néhány napos leállítás után nem indul be, az önindító nem képes körbeforgatni a motort.
Gondoljuk át: környezetvédelmi és üzemanyag fogyasztás csökkentési okokból a gyártók arra törekednek, hogy a motor fordulatszáma lehetőleg alacsony legyen. Egy 80A töltőáram leadására képes Bosch generátor erre a főtengely 6000 percenkénti fordulatszámán hajlandó, 1900-as fordulatszámon ez már csak 54 Amper, és 1500 percenkénti fordulatnál csupán 36A. A városban vánszorgó autó esetén bekövetkezhet, hogy eleve több áramot fogyaszt, mint amennyit a generátor termel, így a hiányzó Ampereket az akku pótolja.

Vegyünk alapul egy középkategóriás, korszerű gépkocsit, akadályozott forgalomban, a motor éppen kétezret forog percenként, a generátor pedig 50 Ampert tölt.

A villamos hálózat terhelései, megközelítőleg:

-Motormenedzsment (gyújtás+befecskendezés): 30-50 W
-Benzinszivattyú: 10-30 W
-2 db. tompított fényszóró: 110 W
-2 db. ködlámpa: 110 W
-4 db. helyzetjelző lámpa: 20 W
-Belső megvilágítás: 20 W
-Rendszámtábla megvilágítás: 10 W
-Fűtés: 60 W
-Hűtőventilátor magas fokozaton: 250 W
-Audio rendszer: 50 W
-Ablaktörlők elől: 80 W
-Egyéb biztonsági és komfortelektronikai rendszerek: 10-20W

Ez eddig kb. 800 W. Ez bizony erősen közelít a 60 Amperhez, a generátorunk viszont ennél jóval kevesebbet tölt.
Nem számoltunk ülésfűtést, irányjelzőt, féklámpát, szélvédő fűtést, fényszóró mosót, önindító motort, kürtöt, motoros antennát, ablakemelőt, hátsó ablaktörlőt... és még számos más alkalmi fogyasztót. Ha ezek időszakos terhelésével is számolunk, akkor a helyzet még rosszabb.

Ezen kíván segíteni a korszerű gépkocsikon már esetenként megtalálható motormenedzsment vezérelte generátor. Mint vázoltuk, a gépkocsik jelentősen kibővült villamos rendszereinek a korábbiakat jelentősen meghaladó teljesítményfelvétele olyan magas, hogy az ezzel lépést tartó generátorok beépítése kikerülhetetlen, ezek hajtása viszont a korábbiakat lényegesen meghaladó motorteljesítményt igényel. Az alapjáraton egyébként is csekély teljesítményű motort ez fokozottan terheli, alapjárati problémákat okozhat, ez fokozottan igaz a hidegindításra. (Ilyenkor a kipufogógázok károsanyag-tartalmának megemelkedése is a nagyobb terhelést jelentő generátorok számlájára írható.) Éppen ezért a motormenedzsment hidegindításkor letiltja a generátor működését (nincs gerjesztés) akár a katalizátor üzemi hőmérsékletének eléréséig, amikor a kat. már hatékonyan csökkenti a kipufogó gázok károsanyag tartalmát. Menet közben, a teljes terhelési tartományban szintén kiiktatják a generátor töltését. A nagyobb generátor nagyobb tömegű, a hajtásán kívül a megnövekedett súlya is benzint emészt fel, az előállítása is többe kerül...


Az akku töltöttségi szintje a pólusok közötti feszültségkülönbség mérésével állapítható meg.
A "12 Voltos" ólomakkumulátor hat darab, egyenként 2 Voltos cellát tartalmaz.
A töltés befejezése után fél órával mérhető un. nyugalmi feszültség 12,72 Volt, cellánként 2,12 Volt. Ez a mérsékelt és hideg éghajlati viszonyokra, pl. hazánkra igaz. Az elektrolit sűrűsége ilyenkor, teljesen töltött állapotban, 25 C° külső hőmérsékleten kb. 1,28 kg/köbdeciméter.
A kifogástalan állapotú, teljesen töltött akkumulátorok esetében a nyugalmi, vagy üresjárati feszültség értékét cellánként a sűrűség + 0,84 Volt figyelembevételével kapjuk meg.
Esetünkben: 1,28 + 0,84 = 2,12 Volt, cellánként.
6 x 2,12 = 12,72 Volt.

Ha az akku pólusai között 12,4 V mérhető, a töltöttségi szintje: 75%
12,2 Voltnál már csak 50%, 12,0 Volt esetén pedig már csak 25%, ha 11,7 Voltot vagy kevesebbet mutat a műszer, az akku lemerültnek tekinthető. Természetesen bizonyos célokra ilyenkor még használható: tovább éghet pl. a belső világítás, működhet a rádió, de az akkumulátor a motor indítására már aligha képes.
A kisütési határfeszültség: 10,5 Volt (1,75 Volt cellánként) Ez alatt az akku károsodásával járó mélykisülés kezdődik. A teljesen kisütött akkumulátor elektrolit sűrűsége: 1,12 kg/köbdeciméter.

A kifogástalan ólomakkumulátor belső ellenállása igen csekély, ez teszi alkalmassá arra, hogy pl. az igen nagy áramfelvételű önindítót működtesse. Egy 68 Ah névleges kapacitású új akku belső ellenállása 0,005....0,008 Ohm körüli, egy elhasználódott, több éves ugyanilyen akku esetében a belső ellenállás könnyen ennek a tízszeresét is eléri, a 0,05 Ohm környékét. Ilyenkor jelentős terhelés mellett -mivel az akku belső feszültségesése a terhelő áram és a belső ellenállás szorzata- már olyan alacsony kapocsfeszültség mérhető, hogy az akku képtelen mondjuk az önindítót forgatni. (Az akku belső ellenállása csak közvetett módszerrel mérhető)
Alacsony külső hőmérsékleten az akku kapacitása lecsökken, ezért cserélik többen az akkut decemberben, mint júliusban.
A használaton kívüli, feltöltött akku is veszít a kapacitásából, akár napi 1%-ot is. (önkisülés)
Ha az akku lemerül, és hosszabb ideig lemerülve tartjuk, felgyorsul a szulfátosodás. A durva ólomszulfát kristályok az akku tönkremenetelét okozzák, cellazárlatot okozva. Az ilyen akku töltésekor azt lehet észlelni, hogy a normál állapotú akkuval összehasonlítva az akku kapocsfeszültsége nagyon gyorsan emelkedik. ("Nem veszi a töltést......" mondják a szakik)




A némelyik akku fedelén látható kijelző kicsit hasznos, reklámnak viszont jobb. A zöld pötty nem más, mint egy műanyagcsőbe helyezett zöld golyó, ami az elektrolit sűrűség hatására látható, vagy nem. Igen, de van hat cella, kis zöld golyókája meg csak egynek.


A villamos fogyasztók közül az akku számára -mint írtuk- a legnagyobb terhelést az önindító működtetése jelenti. Az akku kapacitását ennek figyelembevételével határozzák meg. Az eleve taxinak készülő autókat nagyobb kapacitású akkuval látják el. Ha naponta sokszor indítjuk a motort, és döntően városban, alacsony motorfordulattal járunk, szinte törvényszerű, hogy a villamos hálózat egyensúlya felborul, és az akku lemerül, ilyenkor a külső töltés segít.
(Közismert az akkuban tárolt elektrolit hőmérséklettől függő gázképződési hajlama, ennek okán pl. a Norvégiában üzemelő gépkocsik feszültségszabályzója 14,8 Voltra, a trópusi országok esetén 13,4 Voltra van az előállítás során beállítva.)




Egy, az átlagosnál komolyabb, (de a "vájtfülűek" igényeitől még messze lévő) gyári beépítésű audiórendszer áramfelvétele. (Időalap: ms) Esetünkben az áramfelvétel maximuma 7-8 Amper között van. Álló motornál 1-2 CD végighallgatása után már esetleg indítási problámák adódhatnak, főleg kisebb kapacitású, vagy leromlott tárolóképességű akku esetén. Nagyteljesítményű erősítő(k) áramfelvétele ráadásul ennél jóval magasabb lehet.




Összehasonlításként: egy Audi 100-as vaskos ventilátor motorjának indulásakor 8 A áram folyik, de 2 mp után ez az érték 4 Amperre csökken. A fenti audiórendszer működtetése nagyobb megterhelés az akkunak, mint a ventilátor.




Mára a költségcsökkentés áldozata a legtöbb autóban az akku töltöttségi szintjét / a generátor működését mutató beépített műszer. Igaz viszont, hogy a beépített Voltmérők használhatósága is gyakran megkérdőjelezhető, a kép bal oldalán pl. csak tippelni tudunk a feszültség értékére. A jónak minősülő mező alsó értéke ráadásul túl alacsonyan, a felső értéke viszont túl magasan, 16 Volt körül van bejelölve. Ez a semminél kicsit több, a használhatósághoz viszont kevés. A szivargyújtóba csatlakoztatható, utólag beszerelt "pótlás" nem biztos, hogy esztétikus, viszont hasznos, annak ellenére, hogy a pontossága még ennek sem az igazi, bár a képszomszédjánál sokkal jobban használható. (Pontos műszerrel mért érték: 13,74 Volt). A digitális kijelző nélküli, csupán néhány LED-diódás változatoktól túl sokat ne várjunk.



A legújabb, minden extrával, ezernyi jeladóval, aktuátorral, elektronikák tömegével, sok tucat villamos motorral telepakolt autóknál bekövetkezett az, ami korábban már sejthető volt: az akku időnként lemerül, a sokmilliós csodakocsi reggel nem indul. Nyomós oka van rá. Gondoljunk csak az újabb idők egyik "vívmányára", az elektromos kormány rásegítésre.
Városban szinte mindig működik, és persze főként akkor, amikor elvett gázzal kanyarodunk, vagy parkolni akarunk. A generátor alig tölt, pedig a szerkezet áramfelvétele jelentős.
Ma már nem ritka az az új autó, amiben két akku teljesít szolgálatot, az egyik csupán az indítómotort szolgálja ki.
A két akkunak nagyobb súlya van, ezt cipelni kell, ez energiába kerül, bekerülési költsége van, ezeket időnként cserélni kell, a rossz akku veszélyes hulladék. Nagyobb teljesítményű generátor kell a töltésükhöz, ez megintcsak extra súly és költség, újra bonyolultabb, meghibásodásra érzékenyebb lett az autó...

Biztos, hogy mindig jó úton jár az autógyártás?



BmS Motordiagnosztika - Befecskendezős Motorok Szervize
www.injektor.hu
2030 Érd, Rózsa u. 5.
Tel.: 06-30-598-8006
NYITVATARTÁS:
Hétfőtől péntekig: 8-16 óráig.
ÜGYFÉLFOGADÁS KIZÁRÓLAG ELŐZETES IDŐPONTEGYEZTETÉS ALAPJÁN!

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _