Kytkentäkaaviot ja rele

Kytkentäkaaviot ja niiden lukeminen/Wiring diagrams

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

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

Napojen merkinnät

30=akun +napa

15=virtalukon sytytyskytkimen napa

50=virtalukon käynnistysvirtakytkimen napa

ja kytkentäkaavion alareunaan merkity akun miinusnapa

31=akun miinusnapa/kori

Rele/Relay

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. Releitä käytetään kytkemään suurempia virtoja pienellä ohjausvirralla.

Harjoiteltiin tänään sähkökaavion piirtämistä ja lukemista sekä hieman kaaviomerkkejä. Vasemmalla kuvassa jarruvalojen kytkentäkaavio ja oikealla sumuvalojen relekytkentä.

Jarruvalojen kytkentä

 Kun jarrupoljinta painetaan jarruvalojen kytkin sulkeutuu ja virta pääsee kulkemaan jarruvalojen polttimoille ja ne syttyvät, kun jarrun painaminen lopetetaan, jarruvalokytkin avautuu ja eikä virta pääse enään polttimoille ja ne sammuvat.

Sumuvalojen kytkentä

Kun sumuvalon kytkin napsautetaan päälle tulee virtalukon sytytysvirtakytkimeltä pieni virta releen käämille joka muuttu magneettiseksi ja vetää releen kytkimen kiinni jolloin akun plus navalta pääsee virta sumuvaloille jolloin sumuvalon polttimot syttyvät.

 

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 virtapiirissä normaalisti kulkeva virta.

Esimerkiksi virtapiirissä kulkee 10A virta, kerrotaan virta varmuuskertoimella 1,5 ja saadaan sulakkeen kooksi 15A.

 

Sähkötekniikkaa

Kuinka paljon autossa on sähkölaitteita??

Auton sähköjärjes

esim.

keskuslukitus

valot

radio

starttioottori

äänimerkki

lämmittimet

pyyhkijät

 ikkunan nostimet

 peilin säätölaitteet

peruutustutka

navigaattori

penkinlämmittimet

penkin säätölaitteet

tupakansytytin

lämmitys

turvatyynyt

turvavyön tunnistin

turvavyön esikiristimet

ABS-jarrut

ohjaustehostin

ajohallintajärjestelmä

laturi

akku

ajovalojen pesulaitteet

ajovalojen säätölaitteet

sähköinen jousituksen säätö

varashälytin 

virtalukko 

jäähdytin 

kattoluukku

ilmastointi

alustansäätö

avoauton katto

4-vetojärjestelmä

hybridimoottori

automaattivaihteistot

varoitusvalot

mittari

jarrupalojen kulumis tunnistin

Ja paljon muita

Ohjainlaitteet/tietokoneet autossa:

esim.

Moottorinohjainlaite

Mittariston ohjainlaite

Turvatyynyjen ohjainlaite 

ABS/ESB-ohjainlaite

Ohjaustehostimen ohjainlaite

Lisälämmittimen ohjainlaite

Ilmastoinnin ohjainlaite

Mukavuusjärjestelmien ohjainlaite

Oviohjainlaite (3-5 kpl)

Valojen ohjainlaite

Sähköpääkeskus

Gateway

Vetokoukun sähköpistokkeen ohjainlaite

Ja paljon paljon muuta.....      

Arviolta 80% merkkikorjaamoilla korjatuista vioista on sähkövikoja. Ajoneuvojen sähköjärjestelmät lisääntyvät jatkuvasti. Asiakkaat haluavat entistä monimutkaisempia ja hienompia varuisteita autoihinsa.
----------------------------------------------------------------------------------

Jännite 

 Jännitteen tunnus on U ja yksikkö 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 mitataan jännitettä, jännitteen pitäisi olla yli 12,2 V (huom. välittömästi latauksen jälkeen jännite on korkeampi 12,5-13,7) 

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 liitantään 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 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 COM-porttiin. Punainen johdin pistokkeeseen A max 10A. Kytkin kohtaan A. Mittalaite kytketään virtapiirin sarjaan. 
----------------------------------------------------------------------------------

Resistanssi (Resistance) 

Resistanssi on suure, joka kuvaa materiaalin kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Tunnetuin resistanssia aiheuttava komponentti on vastus. Kun virtapiiriin lisätään vastuksia tai jokin virtapiirin 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.

Volvo V70 peräkoukun asennus

Saatiin tehtäväks asentaa vanhaan Volvoon peräkoukku ja peräkoukun pistoke.

Takapuskuri täytyi ottaa irti jotta päästiin käsiksi autoon.

Runkoon kiinnitettiin kiinnikkeet peräkoukulle.

Pistokkeeseen liitettiin johdot ohjeen mukaan.

Pistokkeen johto vedettiin korin reiästä läpi. Kuvassa asennettu koukun teline ja johdot vedetty korin läpi.

Koululta löyty testilaite peäkoukunpistokkeen testaamiseen. Kuvassa johto liitetty testilaitteeseen ja testaillaan että kaikki toimii oikein.

Lisäksi Volvon takajarruja piti herkistellä koska toisen puolen jarrut jarruttivat kovemmin kun toisen. Jarrut avattua huomattiin että oikean takajarrun toinen jarrumäntä oli jumissa joten sitä korjattiin.

 

Jäähdytysjärjestelmä

Tehtiin rymätyönä jäähdytysjärjestelmästä julisteen ja siitä viedeon iPadeillä. Harjoiteltiin iMovien käyttöä Padeillä.

Jarruesitelmä

Saatiin ATK-tunnilla tehtäväks tehdä lyhyt PowerPoint esitys jarruista. Tarkoitus oli kerrata koko luokalle jarrut kokeeseen ja harjoitelle PowerPointin käyttöä.

Tässä tunnin tuotos

Starletin penkitys ja tehotulokset

Joo elikkäs koulussa penkitettiin luokkakaverin Toyota Starlet jokkis auto.

Maksimi tehoksi saatiin n.150hp ja kilpa-autoksi tämä on tehty joten paras vääntö on n. 4000 kohdilla.

Tästä linkki yuotubeen penkityksestä

Tehojen laskemis kaavoja

Auto täytyy kiinnittää liinoilla jotta se pysyy penkityksen aikana paikallaan ja auton eteen laitettiin tuuletin jottei Toyota kuumenisi liikaa.

Excelin taulokko-ohjelmalla saatiin tehot laskettua.

Normaaliksi tieliikenne autoksi tämä ei oikein sopisi pienin vääntöalueen takia koska auto olisi hankala ajaa ja vaihteita joutuisi vaihtamaan koko ajan esim. pieniinkin mäkiin ja kiihdytyksiin.

Hyvässä autossa tulisi vääntömomentti olla tasaisen korkea pienistä kierroksistä lähtien jotta auto olisi mukava ajaa.