Fonctionnement des fils, des fusibles et des connecteurs

  • Phillip Hopkins
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Les composants banals des fils, des fusibles et des connecteurs se trouvent dans tous les appareils électriques, et en particulier dans les voitures. De nombreuses fonctionnalités auxquelles nous nous attendons dans nos voitures sont possibles grâce à ces éléments, et leur fiabilité s'est considérablement améliorée au cours des deux dernières années..

Parallèlement à une fiabilité accrue, la complexité des systèmes de câblage de voiture a considérablement augmenté. Les voitures ont maintenant littéralement des milliers de circuits. Dans cet article, nous allons passer en revue certains des composants clés du câblage de votre voiture, en commençant par le fil lui-même. Ensuite, nous discuterons des fusibles et des connecteurs et verrons comment tout s'emboîte.

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Faisceaux de fils sous la colonne de direction d'une voiture

Le câblage d'une voiture doit distribuer l'énergie de la batterie aux appareils situés partout dans la voiture. Il doit également transmettre des données sur un bus de données, ainsi qu'une variété de signaux numériques et analogiques provenant de commutateurs et de capteurs.

Cela signifie qu'il existe de nombreux types de fils dans votre voiture. Certains fils qui transmettent des signaux à partir d'interrupteurs ou de capteurs ne transportent presque pas de courant. Ceux qui alimentent les gros moteurs électriques transportent beaucoup de courant.

Si trop de courant traverse un fil, il peut surchauffer et fondre. La quantité de courant qu'un fil peut gérer dépend de sa longueur, de sa composition, de sa taille et de la manière dont il est groupé. Jetons un coup d'œil à la façon dont chacune de ces propriétés affecte la capacité de transport de courant du fil:

  • Longueur - Chaque type de fil a une certaine résistance par pied - plus le fil est long, plus la résistance est grande. Si la résistance est trop élevée, une grande partie de l'énergie qui coule le long du fil sera gaspillée; l'énergie perdue lorsque la chaleur s'accumule dans le fil. En fin de compte, l'accumulation de chaleur limite la capacité de transport de courant du fil, car la température ne doit pas être suffisamment chaude pour faire fondre l'isolant.
  • Composition - Le fil automobile est généralement composé de fines brins de cuivre. Généralement, plus les brins sont fins, plus la résistance est faible et plus le fil peut transporter de courant. Le type de cuivre utilisé a également un effet sur la résistance du fil.
  • Calibre du fil - Le calibre du fil, ou la taille du fil, détermine également la résistance du fil. Plus le fil est gros, moins il y a de résistance. Plus le calibre est petit, plus le fil est gros - donc un fil de calibre 16 est plus gros qu'un fil de calibre 24. Les jauges de fil descendent jusqu'à zéro, ce qui est également appelé 1/0 (une aught). Même plus grand que 1/0 est 00 (2/0, ou deux aught), et ainsi de suite. Le diamètre d'un fil 4/0 (quatre aught) est de près d'un demi-pouce (1,27 cm).
  • Regroupement - La façon dont un fil est groupé affecte sa capacité à dissiper la chaleur. Si le fil est dans un faisceau avec 50 autres fils, il peut transporter beaucoup moins de courant que s'il était le seul fil du faisceau.

(Voir aussi cette Question du jour pour une bonne explication du courant, de la tension et de la puissance.)

Vous pouvez voir à quel point il est important de choisir la bonne taille de fil. Le travail est rendu encore plus difficile par le nombre de fils dans une voiture, qui continue de croître chaque année à mesure que de nouvelles fonctionnalités sont ajoutées même aux automobiles les plus basiques..

Panneau de fusibles du compartiment moteur

Le travail principal du fusible est de protéger le câblage. Les fusibles doivent être dimensionnés et situés de manière à protéger le fil auquel ils sont connectés. Si un appareil comme votre autoradio tire soudainement assez de courant pour faire sauter le fusible, la radio est probablement déjà grillée. Le fusible est là pour protéger le fil, ce qui serait beaucoup plus difficile à remplacer que la radio.

La plupart des voitures en ont deux panneaux de fusibles. Celui dans le compartiment moteur contient les fusibles pour des dispositifs tels que les ventilateurs de refroidissement, la pompe de freinage antiblocage et l'unité de commande du moteur - tous situés dans le compartiment moteur. Un autre panneau de fusibles, généralement situé dans le tableau de bord près des genoux du conducteur, contient des fusibles pour les appareils et interrupteurs situés dans l'habitacle.

Panneau de fusibles intérieur

Nous avons vu dans la dernière section comment l'accumulation de chaleur dans le fil dépend de la résistance et de la quantité de courant traversant le fil. Les fusibles ne sont en réalité qu'un type spécial de fil dans un connecteur autonome. La plupart des fusibles automobiles ont aujourd'hui deux connecteurs à lame et un boîtier en plastique qui contient le conducteur. Il y a aussi des fusibles dans le câblage de la voiture, appelés liens fusibles.

Un assortiment de fusibles automobiles

le conducteur l'intérieur du fusible est fait d'un métal semblable à la soudure. Il a un point de fusion inférieur à celui du fil lui-même. La taille du conducteur est calibrée très soigneusement afin que, lorsque le courant nominal est atteint, suffisamment de chaleur soit générée pour faire fondre le conducteur et ainsi couper le circuit.

Lorsqu'un fusible est grillé, il doit être remplacé avant que le circuit fonctionne. Un fusible grillé doit être remplacé par un fusible du même ampérage.

Vérification des fusibles

Le moyen le plus sûr de vérifier un fusible est de le retirer de son réceptacle et de brancher un testeur de continuité aux deux lames du fusible. Mais si vous faites cela pendant que le fusible est branché, vous pourriez obtenir une continuité par un chemin autre que le fusible (par exemple, les deux côtés du fil peuvent être mis à la terre lorsque vous vérifiez le fusible). Vous pouvez généralement dire si un fusible est grillé par une inspection visuelle:

Passons maintenant aux connecteurs.

Le connecteur sur l'unité de commande du moteur a plus de 100 fils.

Les connecteurs sont essentiels aux voitures d'aujourd'hui. Sans eux, il serait presque impossible de construire ou de réparer une voiture. Chaque fois qu'un faisceau de fils passe à travers ou se fixe à un composant de la voiture qui pourrait devoir être retiré, il doit y avoir un connecteur pour permettre ce retrait. Un seul connecteur peut avoir plus de 100 fils.

Dans le passé, les connecteurs peu fiables ont été la source de nombreux problèmes électriques. Les connecteurs doivent être étanches (les connecteurs modernes ont plusieurs joints pour empêcher l'humidité de pénétrer), résister à la corrosion et fournir un bon contact électrique pendant toute la durée de vie du véhicule.

Le connecteur illustré ci-dessous est un connecteur à huit bornes - il connecte huit fils les uns aux autres.

Les pièces d'un connecteur automobile typique: Tout sur la gauche se connecte à tout sur la droite.

Pour effectuer cette connexion, il y a un total de 23 pièces séparées. Les principales parties sont:

  • le coquille
  • le broches et prises
  • le support de goupille
  • le scellés

La coquille

La coque est une pièce complexe qui a une forme compliquée. Il y a un clip de verrouillage à l'extérieur qui maintient les deux moitiés du connecteur ensemble. Il y a des trous pour les broches et des barbes spéciales qui verrouillent les broches en place une fois qu'elles sont insérées. Il existe de nombreuses rainures pour maintenir les joints et s'assurer que les éléments s'emboîtent parfaitement. Toutes ces caractéristiques sont moulées dans la pièce lors de sa fabrication.

Les broches et les prises

Les broches et les prises sont chargées de conduire l'électricité d'une moitié du connecteur à l'autre. Ceux-ci sont fabriqués très précisément pour que les broches et les prises s'emboîtent avec juste assez de force pour assurer une bonne connexion, mais pas assez de force pour rendre la connexion et la déconnexion trop difficiles..

Une prise (à gauche) et une broche (à droite)

Les broches sont serties sur les fils à l'aide d'un outil de sertissage spécial. Une partie de la broche s'enroule autour du fil nu, tandis qu'une autre partie se serre sur l'isolant. Cela rend plus difficile de retirer le fil de la broche.

Le dispositif de retenue des broches / prises

Le dispositif de retenue de la broche / douille est un morceau de plastique qui se glisse dans le connecteur par l'avant. Il se coince contre toutes les barbes de verrouillage en plastique afin qu'elles ne puissent pas se libérer. Cette pièce rend presque impossible pour les broches et les prises de se détacher.

Le dispositif de retenue maintient les broches et les prises en place.

Les sceaux

Les joints empêchent l'eau de pénétrer dans la connexion une fois que les connecteurs sont verrouillés ensemble. Chaque connecteur a un joint en caoutchouc à travers lequel tous les fils sont alimentés. Ce joint s'insère fermement à l'arrière du connecteur. Un côté de chaque connecteur a un joint rond qui empêche l'eau de pénétrer dans l'espace entre les connecteurs une fois qu'ils sont verrouillés ensemble.

Les fils passent à travers un joint en caoutchouc à l'arrière de chaque connecteur (le joint, vu à droite, a été retiré pour cette photo).

Pour plus d'informations sur les fils, les fusibles, les connecteurs et des sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.

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  • Circuits et composants CC
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