Auton sähköjärjestelmät 3

Suure	Yksikkö	Tunnus
Jännite	Voltti	U
Virta	Ampeeri(A)	I
Resistanssi	Ohmi(O)	R

U = R x I

I = U/R

R = U/I

P=Teho Yksikkö W

Ohmin laki

Ohmin laki kuvaa virran, jännitteen ja resistanssin keskinäistä riippuvuutta. Sen avulla voidaan selvittää virtapiirin suureita matemaattisesti. Ohmin laki auttaa myös ymmärtämään useita hyvinkin arkipäiväisiä sähkötekniikan ilmiöitä.

Ohmin laki kirjoitetaan muotoon.

U=RI josta saadaan johdettua seuraavat kaavat

I=U/R

Sähkötehon kaava

Teho = P

P = UI

U = P/I

I = P/U

Sähköteho tulee usein vastaan kun puhutaan jonkin laitteen sähkönkulutuksesta.

Esimerkkejä joidenkin laitteiden sähkötehoista

Auton ajovalopolttimo = 55W

Auton parkkipolttimo = 5W

Jarruvalopolttimo = 25W

Sähköteho kuvaa sekunnissa kulutettua  tai tuotettua energiamäärää. Sähkötehon tunnus P ja yksikkö on watti W. Watti on johdettu yksikkö energian yksiköstä joulesta. 1W=1 J/s.

T1

Laske virtapiirin teho kun jännite on 12V ja virta 22,5 A.

P=? U=12V,I=22,5A

P=U*I

P=12V*22,5A

P=270W

T2

1.11 kW sähkömoottori pyörii 200 A virralla, mikä on jännite?

U=?

P=1100

I=200

U=P/I

U=5,5 V

T3

Virtapiirin virta on 21 A, jännite on 12 V, mikä on resistanssi?

I=? U=12 R=3 I=U/R I=12/3 I=4

U=12

I=21

R=U/I

R=0,57

T4

Laturilta mitataan 52 A virta, latausjännite on 14,3 V, mikä on latausvirtapiirin resistanssi ja teho?

R=?

U=14,3

I=52

R=U/I

R=0,275

P=?

P=U*I

14,3*52

P= 743,6 W

T5

Takalasinlämmittimen teho on 240 W,

lämmittimeltä mitattu jännite on 12 V, mikä on virtapiirin resistanssi?

R=?

U=12

I=20

R=0,6

T6

Generaattorin maksimi teho on 3kW, virtapiirin resistanssi 3 ohmia, jännite 12V, mikä on virta?

R=

Virtalähteiden sarjaan- ja rinnankytkentä

Kaksi 12 voltin jännitelähdettä (akkua) kytketty sarjaan. Mitataan jännite sarjaankytkennästä, tulos 24V. Kun yhden pariston tai akun jännie on tarvittavaa jännitettä pienempi, voidaan virtalähteen jännitettä lisätä kytkemällä useimpia pareja tai kennoja sarjaan. Sarjaan kytkennässä liitetään virtalähteiden erimerkkiset navat toisiinsa, kuten yllä olevassa kuvassa
. 

Auton sähköjärjestelmät 2

Kytkentäkaaviot ja releet

Kytkentäkaaviot ja niiden lukeminen /Wiring diagrams

Kytkentäkaaviolla esitetään sähköjärjestelmän komponenttien kyktennät piirrosmuodossa.
Yleensä auton kytkentäkaaviot jaetaan osa-alueittain esimerkiksi moottorinohjaus, jarrujärjestelmä, mukavuuslaitteet, mittaristo ja ajonesto.

 Kytkentäkaavioiden yläreunassa on yleensä piirretty virtalukon napa 15 ja akun plusnapa, joiden kautta virrat lähtevät kaikkiin auton toimintalaitteisiin.

Napojen merkinnät
30 = akun +napa
15 = virtalukon sytytysvirtakytkimen napa
50 = virtalukon käynnistysvirtakytkimen napa

Ja kytkentäkaavion alareunaan on merkitty akun miinusnapa.
31 = akun miinusnapa

Rele

Rele koostuu käämistä, rautasydämestä, ja palautusjousella varustetusta ankkurista. Kun käämi aktivoidaan ohjausvirtapiirin avulla, siihen muodostuu rautasydämeen sitoutuva magneettikenttä. tällöin rautasydän muuttuu magneettiseksi ja alkaa vetää ankkuria puoleensa. Ankkurin tehtävänä on liikuttaa releen koskettimia. Releen rakenteesta riippuen tämä liike joko avaa tai sulkee koskettimet.

                                           Kuvassa on jarruvalojen sekä sumuvalon kytkentäkaavio.

Jarruvalokytkimen toiminta

Kun jarrupoljinta painaa, se sulkee piirin kytkimen, jonka jälkeen siitä tulee sähköpiiri, joka mahdollistaa sen, että jarruvalo syttyy.

Sumuvalokytkimen toiminta

-

Sulake

Sulake = Varoke = Fuse
Varoke suojaa johdinta. Varokkeen tarkoitus on suojata auton kalliita johtosarjoja liialliselta virtakuormitukselta. Varoke on periaatteessa pieni pätkä johdinta, joka sulaa helpommin kuin varsinainen johdin.

Varokkeita on kahdenlaisia. Toiset niin kutsutut nopeat varokkeet sulavat välittömästi jos niihin kohdistuu liiallinen virta. Hitaat varokkeet kestävät hetken aikaa virtapiikkejä. Sulake sijoitetaan mahdollisimman lähelle akun + napaa. Sulake mitoitetaan aina hieman suuremmaksi kuin virtapiissä normaalisti kulkeva virta. Esim. virtapiirissä kulkee 10A virta, kerrotaan virta varmuuskertoimella 1,5 ja saadaan sulakkeen kooksi 15 A.  

Auton sähköjärjestelmät

Auton sähköjärjestelmät

Kuinka paljon autoissa on sähkölaitteitta
 
Keskuslukitus
Peruutustutka
Sähköinen luukkujen avaus
Starttimoottori
Äänitorvi
Valot
Peilit, lämmitys ja säätö
Lasinnostimet
Lasien lämmittimet + istuinlämmitys
Stereot + äänentoisto
Navigaattori
Penkin lämmittimet, säädöt
Kaistavahti
Tupakansytytin
Sähköinen käsijarru
Turvavyön tunnistimet
Turvavyön esikiristimet
ABS - jarrut
Sähköinen ohjaustehostin
Ajonhallintajärjestelmä
Akku
Sähköinen jousitus
Lasin pesulaitteet
Lämmitettävät lasit
Pimeänäkölaitteisto
Mittaristo
Virtalukko
Moottorinohjausjärjestelmä
Ohjainlaitteet
Kattoluukku
Ilmastointi
Alustansäätö
Automaattivaihteistot
Hybridimoottori
Hybridiauton akusto
Sähköautot

Ohjainlaitteet/tietokoneet autossa

Moottorinohjauslaite
Mittariston ohjauslaite
Turvatyynyjen ohjauslaite
ABS/ESP - ohjauslaite
Ohjaustehostimen ohjauslaite
Lisälämmittimen ohjauslaite
Ilmastoinnin ohjauslaite
Mukavuusjärjestelmien ohjauslaite
Oviohjainlaite (3-5 kpl)
Valojen ohjauslaite
Sähköpääkeskus
Gateway
Loputon lista...

Arviolta 80% merkkikorjaamolla korjatuista vioista on sähkövikoja. Ajoneuvojen sähköjärjestelmät lisääntyvät jatkuvasti. Asiakkaat haluavat entistä monimutkaisempia ja hienompia varusteita autoihinsa.

Jännite

Jännitteen tunnus on U jayksikkö voltti V.
Kuvaa kahden navan välistä elektronimäärän epätasapainoa. Jännitteen suuruus kuvaa sitä potentiaalia, joka on mahdollista ottaa käyttöön kun virta alkaa kulkea.

Nimellisjännite 

Kuvaa jännitettä, joka virtalähteestä on saatavilla ihanneolosuhteissa. "Voitaisiin kuvitella standardiksi, on sovittu, että 12V akut valmistetaan määrätylle jännitteelle määrätyssä varaustilassa." 

Lähdejännite

Tarkoittaa kuormittamattoman jännitelähteen jännitettä. Esimerkiksi autonakku silloin kun sitä ei kuormiteta. Kun kuormittamattomasta akusta mitataan jännitettä, jänniteen pitäisi olla yli 12,2 V (huom. välittömästi latauksen jälkeen jännite on korkeampi 12,5-13,7V).

Napajännite 

Tarkoittaa kuormitetun jännitelähteen jännitettä. Esimerkiksi akun lähdejännite on 12.3 volttia ja kun akkua kuormitetaan
esimerkiksi takalasinlämmittimellä, napajännite putoaa 12 volttiin.

Jännitteen mittaaminen

Jännitemittaus tehdään aina rinnan kuluttajan tai jännitelähteen kanssa.
Aluksi kytketään mittajohdot mittariin, musta johdin yleensä COM - liitäntään ja punainen johdin liitäntään, jossa on jännitemittauksen symboli.
Mittalaite asetetaan jännitemittausasentoon kiertämällä valitsin asentoon -V.

Virta (Current)

Sähkövirta on elektronien liikettä. Sähkövirta ei kulje, ennen kuin se on tehty mahdolliseksi kytkemällä piiriin virtalähteen molemmat navat ja muodostamalla johtimilla suljettu virtapiiri.
Sähkövirran tunnus on I ja yksikkö ampeeri A.

Tasavirta (Direct current)

Merkitään symbolilla, jossa yläpuolella on yhtenäinen viiva ja alapuolella katkoviiva. Tasavirraksi kutsutaan sellaista virtaa, jonka napaisuus ei vaihdu, eli virta pysyy kokoajan samansuuntaisena.

Vaihtovirta (Alternating current)

Vaihtovirta on sähkövirtaa, jossa jännitteen napaisuus ja virran kulkusuunta vaihtuu. Yleisin vaihtovirran/ jännitteen muoto on sin-aallon mukainen.

Virran mittaaminen yleismittarilla

Musta johdin kytketään yleismittarin COM - porttiin.
Punainen johdin pistokkeeseen A max 10A
Kytkin kohtaan A 
Mittalaite kytketäään virtapiiriin sarjaan

Resistanssi (Resistance)
Resistanssi on suure, joka kuvaa materiaalin kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Tunnetuin resistanssia aiheuttava komponentti on vastus.
Kun virtapiiriin lisätään vastuksia tai jokinvirtapiirin osista on esimerkiksi hapettunut, niin piirissä kulkeva sähkövirta pienenee. samoin käy kun piiriin lisätään mikä tahansa sähköä kuluttava laite, esimerkiksi sähkömoottori.

Resistanssin mittaus

Musta johdin COM - porttiin.
Punainen johdin  Ω - pistokkeeseen.
Kytkin kohtaan Ω.
Mittari kytketään rinnan mitattavan kohteen kanssa.
Mitattava kohde pitää olla virraton.

 

Pyöräntuenta ja ohjaus

Alatukivarsi

Alatukivarren tarkoitus on estää pyörää liikkumasta sivuttaissuunnassa.

McPherson iskunvaimennin

Iskunvaimentimen tehtävä on vaimentaa iskuja sekä helpottaa ohjausta

Rengastyö

Rengaskone ja renkaan tasapainotus

Ensin poistimme venttiilin sielun, jonka jälkeen renkaasta lähti ilmat pois. Sitten painoimme renkaan reunaa paineilmaa käyttävällä puristuslevyllä, jolloin renkaan reunat painuivat sisäänpäin. Toistimme saman toiselle puolelle. Sitten käytimme rengaskonetta renkaan kumin irroittamiseen. Kampesimme rengasraudalla kumin reunan vanteen viereen tulevan irroitusraudan päälle. Sitten jatkoimme renkaan irroitusta nostamalla kumin ylöspäin. Sitten kampesimme renkaan toisen reunan irroitusraudan päälle. Sitten nostimme kumin pois vanteen ympäriltä ja rasvasimme kumin reunat. Sitten painoimme renkaan alemman reunan vanteelle. Sitten painoimme renkaan ulomman reunan vanteen sisäkehälle ja laitoimme irroitusraudan takaisin ja säädimme sen niin, että irroitusraudan toinen pää painaa kumin vanteen päälle. Sitten kiinnitimme venttiilin sielun paikalleen, jonka jälkeen täytimme renkaan ilmalla, ja se asettui paikoilleen poksahduksen saattelemana. Sen jälkeen täytimme renkaan oikeaan paineeseen.

Renkaan tasapainotus

Ensin etsimme renkaan taakse sopivan holkin, ja sen jälkeen laitoimme oikean pulttijaon, jonka jälkeen laitoimme päähän vielä kiinnitysholkin. Tämän jälkeen katsoimme renkaan vannekoon ja mittasimme renkaan leveyden, jonka jälkeen syötimme tiedot koneeseen, ja laskimme kuomun, jonka jälkeen kone pyöritti rengasta ja mittasi renkaan tasapainon. Sitten kone näytti paljonko laitetaan painoa kummallekin puolelle, jonka jälkeen laitoimme painot kiinni vanteen reunaan ja laitoimme koneen pyörittämään rengasta uudelleen. Kun kone näytti, että rengas on tasapainossa, otimme renkaan pois koneesta ja tämän jälkeen rengas oli tasapainossa.