Чому ланцюги стартера не захищені?

У більшості автомобілів і вантажівок товстий кабель підключає акумулятор безпосередньо до стартера (соленоїда). Чому ці схеми не мають захисту від надмірного струму?

Це прийнята практика у всій галузі автомобільних транспортних засобів. Ось два окремі стандарти, які спеціально виключають ланцюги стартера від захисту від струму. (Це обидва для водних апаратів, де наслідки ще більші; ви не можете піти від пожежі в морі.)

Кожен незаземлений вихідний провідник із акумуляторної батареї повинен мати скидання вручну, безвідключний вимикач або запобіжник, за винятком випадків, коли вихідний провідник знаходиться в основному ланцюзі живлення від акумулятора до двигуна, що спрацьовує двигун.

Це лише приклади; Я не сумніваюся, що такі організації, як SAE та ABYC, мають схожі положення у своїх стандартах. Мільйони транспортних засобів проводяться таким чином.

Усі ланцюги, крім основного живлення від акумулятора до стартерного двигуна та керованих двигунами з електроприводом, повинні бути забезпечені електричним захистом від перевантаження та короткого замикання (тобто повинні бути встановлені запобіжники або вимикачі).

Я прошу інженерного обґрунтування цих винятків. Незважаючи на те, що кабель набагато товщі, ніж обмотки стартера, механічний збій або удар все-таки можуть створити короткий заземлення. Отриманий струм може легко перевищувати 500А і достатньо для зварювання товстої сталі.

Я розумію, що стартер вимагає набагато більшого струму, ніж будь-який інший ланцюг, але, безумовно, можна знайти економічно вигідне рішення - наприклад, плавке з'єднання. Або я помиляюся?

Ось кілька можливих причин, які не мають для мене сенсу:

• Кабель настільки товстий (щодо розміру акумулятора), що йому не потрібен захист. Стартер згорить або акумулятор вибухне до того, як кабель розтане. Хоча це, безумовно, може бути правдою з точки зору "захисту дроту", я вважаю, що це ще сильніша причина захисту від надмірного струму в ланцюзі стартера ... для захисту всього транспортного засобу.

• Ризик несправності в цій схемі вкрай малоймовірний. Це правда, що стартери - це міцні пристрої, а товсті кабелі мають більшу механічну міцність. Однак невдачі все ж можливі і час від часу трапляються в реальному світі. Крім того, вплив несправності в цій схемі може бути катастрофічним, що призведе до повної втрати транспортного засобу або загибелі. Тому я очікую, що гострота проблеми перекриє (правда, низьку ймовірність) при аналізі режиму відмови.

Редагування для майбутніх читачів: Більшість відповідей зосереджені на доступності. Це дуже важливо, але другорядна причина, пов'язана з вибором запобіжника як захисного пристрою. Автоматичний вимикач зменшить ризик потрапляння в дію через помилку неприємності. (Хтось згадав про можливу втрату керма, але всі транспортні засоби виробництва, включаючи Infiniti Q50, все ще мають механічну резервну копію.) На щастя, є стисла відповідь, яка пояснює, чому навіть вимикач або плавкий ланцюг не підходять.

Існує лише будь-який сенс намагатися захистити ланцюг запобіжником, якщо між робочим струмом і струмом несправності є високий простір, щоб запобіжник не дмухнув у нормальному режимі роботи, а задув при несправних умовах.

На жаль, щойно ви включили всі допуски, ви не можете обрати поточний рівень, який гарантується, щоб уникнути виникнення неприємностей і все-таки мати розумні шанси на роботу, якщо, наприклад, стартовий мотор заблокується. Звичайний стартерний двигун є серійно намотаним, щоб підняти дуже високий струм при запуску.

Ударний запобіжник у ланцюзі, що йде до стартера двигуна, може спричинити серйозну проблему безпеки, особливо в морських системах, де неможливість запуску двигуна може означати обмежені можливості навігації або відсутність. На автомобілях це може означати неможливість запуску в надзвичайній ситуації. Деякі машини раніше це мали. Я одного разу ззаду закінчив стару Тойоту посеред кривої автостради, яка мала одну, і жінка-водій підірвала цей запобіжник, намагаючись перезапустити свій автомобіль після того, як він застопорився, що вбило всю її електричну систему, включаючи її аварійні вогні, фари тощо. Моя дружина хотіла придбати Тойоту через роки, я запитала, чи є у них все-таки це, вони мене запевнили, що вони відмовились від неї, бо це відповідальність за безпеку для них.

Я працював в автомобільній електроніці кілька років. З точки зору безпеки, ви не намагаєтесь "захистити транспортний засіб", ви намагаєтесь "захистити людину". Зазвичай особа буде водієм або пасажиром, але іноді особа може бути пішоходом (мислити зіткненнями і зім'ятими зонами), сторожником (уникати вибухів паливного бака) або навіть екіпажами в аварійних ситуаціях (електромобілі не повинні піддавати високої напруги, яка може вбити рятувальники).

Більшість проблем із безпекою не мають загального рішення. Що ви отримуєте - це компроміс, і ви вибираєте найменш гірший варіант. Існують офіційні методи, такі як FMEA або FTA, які дозволяють вам кількісно це оцінити, так що якщо все піде не так, ви можете довести, що ви дотримуєтеся найкращої практики.

Найпоширенішою проблемою є компенсація відмовостійкості та доступності. Якщо Ваша перша реакція на будь-яку проблему - зупинити автомобіль і змусити водія викликати вантажівку для відновлення, це спочатку може здатися гарною ідеєю та безпечним рішенням. Я працював над гібридним електричним транспортним засобом для Ford, де програмне забезпечення дійсно сприймало такий підхід, коли опинилося в невизначеній ситуації, тому що результатом міг бути безкорисливий рух автомобіля. З правовою ситуацією в США це виглядало як найкращий підхід.

Під час розробки ми поговорили з інженерами Volvo і виявили, що у них зовсім інший підхід. Випадок безпеки Volvo полягає в тому, що, якщо ви не зможете довести, що категорично небезпечно для транспортного засобу продовжувати рух, ви не повинні зупиняти транспортний засіб. Ви можете зменшити швидкість, на якій працює, або зменшити доступну потужність, але транспортний засіб не повиненСтоп. Чому? Тому що, якщо ваш автомобіль вирізається скандинавською зимою, у вас за 2 години до замерзання смерть. Випадок безпеки компанії Volvo стверджує, що бажано мати певний ризик зіткнення з низькою швидкістю та малою потужністю, якщо транспортний засіб розвинеться в несправності, і визнати, що це буде траплятися частіше з переважно-не смертельними наслідками, порівняно з меншими - частий ризик вирізання транспортного засобу у певних фатальних ситуаціях. Крім того, водій все ще може вжити певних заходів для зменшення несправності шляхом вимкнення запалювання, навіть якщо автомобіль більше не реагує належним чином на електронне управління акселератором, гальмами та вибором передач.

Запобіжник в ланцюзі стартера дотримується тієї ж обґрунтування. Який найгірший сценарій без запобіжника? Відповідь: проводка або акумулятор перегріваються, і ви отримуєте пожежу в моторному відсіку, який поширюється на іншу частину автомобіля. Зазвичай напруга акумулятора впаде, перш ніж все стане занадто поганим. Водій може пом'якшити цей сценарій, не спрацьовуючи постійно протягом тривалих періодів. Вони також можуть зменшити цю несправність, оскільки між двигуном та салоном є вогнестійка перегородка, що дає їм достатньо часу для виходу з транспортного засобу. Навіть у випадку, якщо центральний замок не вдається зафіксувати, а електросклопідключення закрито, аварійний молоток робить аварійним можливість зламати вікна та втекти. (Ви робите один, право Якщо немає, то купити - вони дешеві.) Положення має захист в глибину.

Який найгірший сценарій із запобіжником? Ну, ви не можете запустити двигун, коли потрібно. У машині це може залишити вас на межі - і ми перебуваємо у сценарії "замерзання до смерті за дві години". На човні ви зовсім застрягли.

Автомобілі попереджають не використовувати стартер більше x секунд і чекати xx секунд, щоб запобігти перегріванню акумулятора та нагріванню газів. Оскільки такий показник CCA повинен перевищувати навантаження, тому при адекватному дизайні акумулятора та кабелю короткий не можливий, якщо помилка людини (перекидання гайкового ключа на клеми акумулятора або ігнорування попередження безпеки на> 1 хвилину постійного використання стартера під великим навантаженням.) У цій ситуації Температура двигуна стартера буде високою, а потім збільшить коефіцієнт експлуатації, і акумулятор швидко злиється, але не спричинить пожежу. Якщо акумулятор вийшов з ладу з внутрішнім коротким, він самостійно розрядиться і можливий ризик пожежі від іскор поблизу Н2, але відносно низький ризик

Запобіжники не підходять, оскільки вони додають ШОЕ, знижують потужність CCA, що є втратою пускових показників у холодну погоду. Ви вважаєте за краще, щоб ваш рульовий двигун, що працює на двигуні, перегрівався, ніж під час запобігання. Тож короткі запобіжники (призначені для каламбура) знижують надійність та безпеку.

Електромобілі бувають різні та мають денрити, ризикуючи внутрішніми шортами, тому запалювання є обов'язковим при темп-зондуванні.

У автомобілів та вантажних автомобілів є брандмауери та відносно безпечне місце для перебування, якщо захист ланцюга не заважає, і не всі живуть у Скандинавії, де замерзання до смерті в нерухомому автомобілі викликає занепокоєння.

Є вимикачі автоматичного вимикача, які легко розміщуються в просторі, який надає автомобіль або вантажівка, який можна скинути, не вимагаючи обслуговування. Якщо електромагнітні шорти стартера закриті, а стартер залишається задіяним і працює, якщо водій не почує (навряд чи) стартер працює (на відміну від другого зачеплення після запуску двигуна), акумулятор швидко розряджається, і транспортний засіб все-таки перестає працювати. Тому аргумент, що захищає ланцюг, запобігає запуску транспортного засобу, не додається, як тільки акумулятор розрядиться нижче певної точки, транспортний засіб все одно перестане працювати.

Провід великого калібру не перешкоджає виникненню електричного пожежі, дріт не горить, але приєднані до них аксесуари можуть і бажають. Візьміть свій типовий аксесуар і подивіться на роз'єм, а потім порівняйте його з 4-футовим або 0га кабелем. Це не той кабель, який загорятиметься.

Захист ланцюга може запобігти пожежі, а також зменшити пошкодження аксесуарів. Стартер застряг у запуску, тому що закритий соленоїд закритим не буде тривати довго, намагаючись не відставати від роботи двигуна зі швидкістю 2500-3000 об / хв або більше. Окрім пошкодженого стартера, може бути набагато гірша шкода. Хоча захист.cirxuit призначений для безпеки, додаткову перевагу захисту аксесуарів не слід відкидати у вузькому вигляді дизайну.

Це цікава думка. Характеристики акумулятора для кривошипних батарей становлять 7,2 В через 30 секунд, тому струм короткого замикання може бути легшим за 1000 А, але цей струм швидко спадає в міру проходження секунд. Я припускаю, що дроти, що йдуть до стартера, насправді можуть бути занадто товстими, щоб можна було нагрітись, щоб почати пожежу зі звичайним акумулятором. Також дроти знаходяться в моторному відсіку і не збираються нічим іншим, що могло б розтанути. Якщо реле стартера замикається, до моменту нагрівання та короткого замикання мотор стартера, початковий струм короткого замикання акумулятора буде набагато нижче того, що може завдати шкоди.

Були й інші хороші відповіді, такі як ціна на користь та неможливість мати запобіжник, який був би досить малим, щоб захистити ланцюг і не вигоряти під час довшого закручування.