دانلود مقاله کار اموزی سیستمهای برقی و الکترونیکی اتومبیل خودرو

بخشی از مقاله

موقعيت و تاريخچه:
كارخانة ايران خودرو در كيلومتر 14 جاده مخصوص كرج واقع شده است. در واقع جاده مخصوص كرج از ميان كارخانه عبور مي كند كه آن را به دو بخش شمالي و جنوبي تقسيم كرده است. اين كارخانه در مساحتي بالغ بر 2315170 متر مربع قادر به توليد انواع خودروها از قبيل اتوبوس، ميني بوس، سواري و وانت و كاميونت مي باشد.
اين كارخانه در سال 1341 به نام كارخانجات صنعتي ايران ناسيونال بنيان نهاده شد و در مهرماه 1342 عملا فعاليت خود را با توليد اتوبوس آغاز كرد. اولين توليدات كارخانه اتوبوس مدل 302 و ميني بوس 0309 بنز آلمان غربي بود. در شهريور ماه 1345 نيز مجوز ساخت خودروسواري چهارسيلندر را دريافت كرد.

در اوايل سال 1349 سالن توليد پيكان با امتياز از شركت تالبوت يا گروه دوتس انگلستان در كارخانه شمالي شروع به كار كرد در بدو امر توليد پيكان 6000 دستگاه در سال بود ولي در سال 1354 با توسعه سالن پرس و شاب و سالنهاي رنگ و صافكاري در كارخانه جنوبي ظرفيت توليد تا 150000 دستگاه در سال بالا رفت.
در حال حاضر محصولات ايران خودرو عبارتند از:

1- انواع اتوبوس
2- ميني بوس شامل ميني بوس هاي 309 در دو نوع سقف بلند و سقف كوتاه، آمبولانس، كاميونت يك و دو كابين.
3- سواري پيكان 1600 و پژو 405 در دو مل GL و GLX پژو پرشيا – پژو RD سمند و پژو 206
4- وانت پيكان كه اخيراً توليد آن در محل كارخانة ميني بوس سازي از سر گرفته شده.

همانطور كه گفته شد كارخانه ايران خودرو از دو بخش شمالي و جنوبي تشكيل شده است كه در مجموع 10 كارخانه در آن به فعاليت مشغول هستند. اين كارخانجات عبارتند از:

1- كارخانة اتوبوس سازي (302)
2- كارخانه ميني بوس سازي (309)
3- كارخانه سواري سازي
4- كارخانه صندلي سازي
5- كارخانه پرس و خم
6- ريخته گري
7- ماشين شاب
8- سالن شاتل
9- سالن RD
10- سالن 206

تاريخچه زماني
ترديدي نيست كه سيستم برقي اتومبيلهاي جديد ويژگيهاي فني بسيار رعب انگيز، اما در عين حال بسيار جذابي دارد. سيستمها و مدارهاي پيچيده اي كه امروزه بكار مي روند به شيوه اي جالب تكامل يافته اند.
چنان كه در مورد بسياري از تحولات تاريخي صادق است، نمي توان يقين حاصل كرد كه فلان قطعة خاص را چه كسي و در چه زماني «اختراع» كرده است، زيرا اين تحولات هم به صورت موازي و هم به صورت متوالي رخ مي دادند!

تأمل در باب تعيين پدر سيستم برقي اتومبيل جالب است. بديهي است كه ميشل فارادي سزاوار تحسين است، اما تين لنور هم هست، رابرت بوش هم هست، نيكلاس اوتو هم هست… و اين رشته سر دراز دارد!
شايد درست آن باشد كه عقبتر برويم تا به تالس ملطي، فيلسوف يوناني، برسيم كه كهربا را به خز ماليد و الكتريسيتة ساكن را كشف كرد و براي نخستين بار واژه «الكترون» را مطرح ساخت. كهربا را به زبان يوناني «الكترون» مي نامند.

در حدود 600 قبل از ميلاد تالس ملطي، با ماليدن كهربا روي خز، الكتريسيتة ساكن را كشف كرد.
در حدود 1550 ويليام گيلبرت نشان داد كه بسياري از مواد «الكتريسته» دارند. او دريافت كه دو نوع «الكتريسته» ناهمنام يكديگر را جذب و دو نوع الكتريسيته همنام يكديگر را دفع مي كنند.

1672 اوتو فون گوريك اولين دستگاه برقي، يك گلولة چرخان از گوگرد را اختراع كرد.
1742 آندرياس گوردون نخستين مولد الكتريسيتة ساكن را ساخت.
1747 بنجامين فرانكلين بادبادكي را در هواي رعد و برقي به پرواز درآورد!
1770 دليجان بخار كونيو تماما از چوب، ساخته شد.
1780 لوييجي گالواني يك رشته فعاليت را آغاز كرد كه به اختراع باتري منتهي شد.
1800 نخستين باتري را آلكساندر ولتا اختراع كرد.
1825 ويليام استورژن الكترومغناطيس را كشف كرد.

1830 سر همفري ديوي كشف كرد كه با مدار شكني جرقه ايجاد ميشود.
1831 فارادي مباني القاي الكتريسته را كشف كرد.
1851 رام كورف براي اولين بار پيچك القايي ساخت.
1859 گاستون پلاشه، فيزيكدان فرانسوي انباره را ابداع كرد.
1860 لنور نخستين شمع را ساخت.
1860 لنور احتراق « در داخل سيلندر» را ابداع كرد.

1861 لنور نوعي كوئل مرتعش ساخت.
1861 رابرت بوش در قرية البك در نزديكي شهر اولم در آلمان متولد شد.
1870 اوتو طرح موتور چهارزمانه را به ثبت رساند.
1875 سيستم جرقة گسسته در موتور زيگفريد به كار گرفته شد.
1879 لئوفونك سيستم جرقه زني لولة داغ را ابداع كرد.
1885 گوتليب دايملر و مارل بنز موتور اتومبيل را ابداع كردند.

1887 هرتز امواج راديويي را كشف كرد.
1887 ماگنتوي ولتاژ پايين بوش در موتورهاي زميني با سوخت گازي به كار رفت.
1888 پروفسور آيرتون نخستين اتومبيل برقي آزمايشي را ساخت.
1899 نخستين كيلومتر شمار (مكانيكي) به بازار آمد.
1899 دستيابي به ركورد جهاني 66 مايل (105 كيلومتر) در ساعت با استفاده از يك خودرو برقي.
1901 لنكستر ماگنتوي چرخ لنگري را ساخت.
1902 بوش ماگنتوي ولتاژ بالا با آهنرباي دائمي را عرضه كرد كه تقريباً مقبوليت عام يافت.
1905 ميلر ريز بوق برقي را اختراع كرد.
1905 دكتر هانس ليتنر و ر.هـ لوكاس دينام سه زغالي را اختراع كردند.
1908 س.آ.واندروال سيستم روشنايي برقي را معرفي كرد.

1910 شركت «دلكو» نخستين نمونه صنعتي استارت برقي را عرضه كرد.
1912 بنديكس روش درگيري استارت با چرخ لنگر (فلايويل) را ابداع كرد.
1912 كاديلاك سيستم روشنايي و راه اندازي (استارت) برقي را به كار برد. اين سيستم برقي ساخت «دلكو» را چارلز ف. كترينگ ابداع كرده بود.
1914 فنر ضربه گير به استارت افزوده شد.
1914 بوش ماگنتوي القايي را تكميل كرد.
1920 ژاپنيها تحولات چشمگيري در تكنولوژي آهنربا پديد آوردند.
1921 انجمن بيسيم ولز جنوبي نخستين بيسيم را در اتومبيل نصب كرد.
1922 اتومبيل آستين سون توليد شد.
1927 آخرين فورد مدل T توليد شد.

1928 فكر تشكيل انجمن مهندسان متخصص در صنعت لوازم برقي اتومبيل در هادرزفيلد، واقع در يوركش مطرح شد.
1929 بوق برقي لوكاس به بازار آمد.
1930 سيستم جرقه زني با كوئل و باتري جايگزين سيستم جرقه زني با ماگنتو شد.
1930 تكنولوژي آهنربا باز هم پيشرفت كرد.
1931 اسميت درجه بنزين برقي را معرفي كرد.
1931 ماگنتوي ورتكس با آهنرباي دائمي به بازار آمد كه در اتومبيلهاي مجهز به سيستم جرقه زني با كوئل نصب مي شد.
1932 انجمن مهندسان برقي اتومبيل اولين اجلاس خود را در ساعت 30 : 3 بعدازظهر 21 اكتبر، در باشگاهي در لندن برگزار كرد.

1934 براي اولين بار دينام دو زغالي و دستگاه تنظيم ولتاژ جبراني روي اتومبيل نصب شد.
1936 كيلومتر شمار برقي ، مولد جريان متناوب و ولت سنج به بازار آمد.
1936 استفاده از سيستم اتصال بدنة مثبت براي افزايش عمر شمع و كاهش خوردگي باتري به بازار آمد.
1937 براي نخستين بار، تاخموگراف (ثبت كننده سرعت) در آلمان به كار رفت.
1939 روي دلكو اتومبيل سيستم آوانس خودكار نصب شد.
1939 نصب جعبه فيوز در اتومبيلها آغاز شد.

1940 دي سي اسپيدو از روتور سنكرون و مسافت سنج استفاده كرد.
1946 شركت راديواتومبيل تأسيس شد.
1947 ترانزيستور اختراع شد.
1951 خودروسازان انگليسي استفاده از سيستم برقي 12 ولت را آغاز كردند.
1951 بوش سيستم تزريق را ابداع كرد.
1954 استفاده از چراغ راهنماي چشمك زن جنبة قانوني يافت.
1955 استفاده از سوئيچ براي روشن كردن اتومبيل عموميت يافت.
1957 چراغ جلو نامتقارن به بازار آمد.

1958 نخستين مدار مجتمع (آي سي) ساخته شد.
1960 استفاده از آلترناتور به جاي دينام آغاز شد.
1963 اتوماتيك راهنماي الكترونيكي ابداع شد.
1965 استفاده از اتصال بدنة منفي دوباره آغاز شد.
1965 كار تكميلي روي سيستم كنترل الكترونيكي ترمز قفل نشو (ABS) آغاز شد.
1966 از پخش صوت در اتومبيل استفاده شد؛ استفاده از اين دستگاه در انگلستان زياد موفقيت آميز نبود زيرا سيستم تعليق ضعيف و جاده ها خراب بود!
1967 كيلومتر شمار الكترونيكي به بازار آمد.

1967 سيستم سوخت پاشي چترونيك ساخت شركت بوش، به توليد انبوده رسيد.
1970 استفاده از آلترناتور به جاي دينام در خودروهاي ساخت انگليس آغاز شد.
1972 لوكاس سيستم نمايش سر بالا را ابداع كرد.
1974 نخستين سيستم جرقه زني الكترونيكي بي پلاتين كه نياز به تعمير نداشت ساخته شد.
1976 حسگرهاي اكسيژن لاندا توليد شد.
1979 بوش توليد انبوه سيستم سوخت پاشي موترونيك را آغاز كرد.

1981 سيستم ترمز قفل نشو براي نصب در خودروهاي معمولي توليد شد.
1989 آلترناتورهايي تقريباً هم اندازه با دينامهاي اوليه يا حتي كوچكتر از آنها توانستند جريانهايي تا بيش از صدآمپر توليد كنند.
1990 سيستمهاي تارنوريز در اتومبيلهاي مرسدس به كار رفت.
1991 توليد لامپهاي تخليه گازي آغاز شد.

1993 مقررات كنترل آلايندگي سبب تكامل بيشتر سيستمهاي كنترل موتور شد.
1994 سيستمهاي بصري سر – بالا به منزلة بخشي از طرح پرومتئوس ابداع شد.
1995 و اين داستان همچنان ادامه دارد…………..
اندازه گيري و حسگرها

اندازه گيري چيست؟
اندازه گيري عبارت است از تعيين مقدار كميتهاي فيزيكي براي به دست آوردن داده هايي كه به وسايل ثبت كننده و نمايشگر و / يا كنترلگر انتقال پيدا مي كنند. در اين بحث بارها از اصطلاح ابزار دقيق براي توصيف علم وفن سيستم اندازه گيري استفاده مي كنيم.
اولين تكليف هر سيستم اندازه گيري تبديل مقدار فيزيكي مورد اندازه گيري، به متغير فيزيكي ديگري است كه بتوان آن را براي به كار انداختن نمايشگر يا كنترلگر به كار برد. در خودرو، بخش عمدة كميتهاي مورد اندازه گيري به سيگنالهاي الكتريكي تبديل مي شوند. حسگرهايي كه اين تبديل را انجامي مي دهند تراگردان نام دارند.

ترميستور
ترميستور متداولترين اسباب اندازه گيري دما در اتومبيل است. تغيير دما سبب تغيير مقاومت ترميستور مي شود و بنابراين مي توان يك سيگنال الكتريكي متناسب با كميت اندازه گيري شده به دست آورد.
بيشتر ترميستورهاي متداول ضريب دمايي منفي دارند. يعني با افزايش دما مقاومت آنها كاهش مي يابد. پاسخ ترميستورهاي مختلف به صورتهاي متفاوت تغيير مي كند، اما مقاومت ترميستورهاي مورد استفاده در اتومبيل معمولا از چند كيلواهم در صفر درجه سانتيگراد تا چند اهم در 100 درجه سانتيگراد تغيير مي كند. اين تغيير شديد مقاومت براي بسياري از كاربردهاي ترميستور در اتومبيل ايده آل است و بااستفاده از تجهيزات ساده ميتوان به آساني آن را آزمود.

ترموكوپل
اگر دو فلز مختلف به هم متصل شوند و يك نقطه پيوند دو فلز در دماي بالاتر از دماي نقطه ديگر قرار گيرد، اثري ترموالكتريكي ايجاد ميشود كه آن را اثر سيبك مي نامند. اين پديده اساس كار حسگري به نام ترموكوپل است. اگر در اين حالت سنجهاي را، مطابق شكل به مدار متصل كنيم، تغيير اختلاف دما را نشان خواهد داد.
ترموكوپل اختلاف دما يعني T1-T2 را اندازه گيري مي كند. براي ساختن سيستم يا كارآيي عملي T1 را بايد در دماي معين نگه داشت. در شكل يك مدار عملي نشان داده شده است؛ هر گاه اتصالهاي اين مدار با سنجه دماي برابر داشته باشند، ولتاژهايي كه در اين دو نقطه توليد ميشوند يكديگر را خنثي مي كنند. با ساخت مدار جبراني پيوند سرد ميتوان تغييرات دماي T1 را جبران كرد. در اين مدارها غالباً از مدار ترميستور نيز استفاده مي‌شود.

از ترموكوپل معمولاً براي اندازه گيري دماهاي بالا استفاده مي كنند. ترموكوپلي كه از دو آلياژ، يكي با 70 درصد پلاتين و 30 درصد روديم، ديگري با 4 درصد پلاتين و 6 درصد روديم ساخته شده باشد را ترموكوپل نوع B مي نامند كه در گسترة دمايي صفر تا 1500 درجة سانتيگراد كار ميكند. در اتومبيل براي اندازه گيري دماي دود و توربوشارژكن از ترموكوپل استفاده ميشود

.
حسگرهاي القايي
از حسگرهاي القايي بيشتر براي اندازه گيري سرعت چرخش و در بعضي موارد براي تعيين وضعيت عضو چرخان استفاده ميشود. اين حسگرها براساس القاي الكتريكي كار مي كنند، يعني در آنها يك شار مغناطيسي متغير نيروي محركة الكتريكي در سيم پيچ القا مي كند. در شكل اين اصل و نيز اسبابي براي تعيين سرعت چرخش و وضعيت ميل لنگ نشان داده شده است.
ولتاژ خروجي بيشتر حسگرهاي القايي تقريبي از يك موج سينوسي است. دامنة اين سيگنال به آهنگ تغيير شار مغناطيسي بستگي دارد. آهنگ تغيير شار عمدتاً در مرحله طراحي تعيين مي شود: تعداد دورهاي سيم پيچ، شدت ميدان مغناطيسي و فاصلة بين حسگر و عضو چرخان بر آهنگ تغيير شار مؤثرند.

قتي از اين حسگر استفاده مي شود، ولتاژ خروجي حسگر با افزايش سرعت چرخش افزايش مي يابد. در بيشتر كاربردها براي اندازه گيري از فركانس سيگنال استفاده مي شود. متداولترين راه تبديل خروجي يك حسگر القايي به صورتي قابل استفاده، عبور دادن آن از يك مدار راه انداز اشميت است. بدين ترتيب يك موج مربع با دامنة ثابت و فركانس متغير توليد مي شود.

در بعضي موارد از خروجي اين حسگر براي روشن و خاموش كردن نوسان ساز يا فرونشاني نوسانات استفاده مي كنند. در شكل مدار مورد نظر نشان داده شده است. نوسان ساز فركانس بسيار بالايي در حدود 4 مگاهرتز توليد مي كند و هنگامي كه سيگنال رسيده از حسگر نوسان ساز را قطع و وصل كند و سپس حاصل كار فيلتر شود، موج مربعي توليد مي شود. اين سيستم مقاومت خوبي در برابر تداخل دارد.

كرنش سنج
در شكل يك كرنش سنج ساده و يك مدار پل مورد استفاده براي تبديل تغييرات مقاومت آن به سيگنال نشان داده شده است. كرنش سنج دوم روي وسيلة مورد آزمون نصب مي شود اما اين عمل در وضعيتي انجام مي شود كه كرنش وجود ندارد و هدف از نصب آن جبران كردن تغييرات دماست. وقتي كرنش سنج كشيده مي شود، مقاومت آن افزايش مي يابد و وقتي كرنش سنج فشرده ميشود، مقاومت آن كاهش مي يابد. بيشتر كرنش سنجها معمولاً از جنس كاغذ، نصب شده است. ورق كاغذ نيز به قطعهاي چسبانده مي شود كه اندازه گيري كرنش آن مورد نظر است.

حسگر جريان هوا با سيم داغ
مزيت بارز اين حسگر اندازه گيري جريان جرمي هواست. اساس كار اين است كه وقتي هوا از روي سيم داغ عبور مي كند سعي در خنك كردن آن دارد. اگر مداري بسازيم كه با خنك شدن سيم، جريان گذرنده از آن را افزايش دهد تا دماي سيم ثابت بماند، آن گاه بديهي است كه جريان گذرنده از سيم باريان هوا متناسب است. در اين مدار مقاومتي نيز قرار مي دهند تا تغييرات دما را جبران كند. «سيم داغ» را از پلاتين مي‌سازند؛ طول آن فقط چند ميليمتر و ضخامت آن در حدود 70 ميكرون است. چون اين سيم بسيار كوچك است، ثابت زماني حسگر نيز بسيار كوچك خواهد بود. در حقيقت اين ثابت زماني در حدود چندهزارم ثانيه است. اين مزيت بزرگي است زيرا ميتوان نوسانات جريان هوا را به سرعت آشكارسازي كرد و بر طبق آن از طريق واحد كنترل، واكنش نشان داد. خروجي مدار مرتبط با حسگر سيم داغ، ولتاژي بين دو سر مقاومت ظريف است.

مقاومت الكتريكي سيم داغ و مقاومت ظريف به اندازه هاي است كه جريان لازم براي گرم شدن سيم، با تغيير آهنگ جريان جرمي هوا، بين 5/0 و 2/1 آمپر تغيير مي كند. در شاخه ديگر پل از مقاومت بالا استفاده مي شود تا جريان گذرنده از اين شاخه بسيار كم باشد. مقاومت الكتريكي مقاومت جبران كننده دما در حدود 500 اهم است كه بايد ثابت بماند و فقط تغيير دما سبب تغيير آن مي شود. به اين سبب از مقاومتي به صورت فيلم پلاتين واكنش نشان دادن در برابر تغيير دما، در مدت سه ثانيه، وادار كند. با كثيف شدن سيم داغ خروجي اين اسباب تغيير مي كند. براي جلوگيري از اين تغيير، هر بار كه موتور خاموش ميشود، دماي سيم را به مدت 1 ثانيه بسيار افزايش مي دهند. در نتيجه آلاينده هاي روي سيم مي سوزند. درحسگر جريان جرمي هواي بوش از يك مقاومت متغير براي تنظيم مخلوط هوا – سوخت دور آرام استفاده مي شود.

حسگر جريان هوا با فيلم نازك
اين حسگر از بسياري جهات شبيه حسگر سيم داغ است. در اين حسگر به جاي سيم داغ پلاتيني فيلم نازكي از جنس نيكل به كار رفته است. زمان پاسخ اين سيستم از زمان پاسخ حسگر سيم داغ نيز كوتاهتر است.

حسگر اكسيژن
در اتومبيل براي ايجاد سيستم پسخورد حلقه – بسته، به منظور كنترل نسبت هوا – سوخت از حسگر اكسيژن استفاده مي كنند. مقدار اكسيژن حس شده در دود، با غلظت مخلوط يا نسبت هوا – سوخت رابطة مستقيم دارد. نسبت جرمي ايدئال هوا – سوخت، يعني 4/17به عدد 1 لاندا ( ) ي برابر يك دارد. حسگرهاي اكسيژن دود را در لوله اگزوز در نزديكي منيفولد دود، قرار مي دهند تا از گرم شدن آنها مطمئن شوند. اين حسگرها در دماهاي بالاتر از 300 درجة سانتيگراد با قابليت اعتماد كافي كار مي كنند. در بعضي موارد از يك گرمكن برقي استفاده مي كنند تا حسگر به سرعت به دماي مطلوب برسد. اين نوع حسگر را حسگر اكسيژن دود با گرمكن برقي مي نامند. گرمكن برقي حسگر (كه توان مصرفي آن در حدود 10 وات است) پيوسته كار نمي كند تا دماي حسگر از 850 درجه سانتيگراد بالا نرود. در بالاتر از اين دما ممكن است حسگر آسيب ببيند. به همين دليل حسگرها را مستقيماً در منيفولد دود نصب نمي كنند.

مادة فعال اصلي غالب انواع حسگر اكسيژن ديوكسيد زيركونيم (zro2) است. اين مادة سراميكي را در الكترودهاي پلاتيني تراوا در برابر گاز قرار مي دهند سپس آن سمت از حسگر را كه در معرض عبور دود قرار دارد با سراميك پوشش مي دهند تا پسماندهاي حاصل از فرايند اختراق روي آن جمع نشود.

اساس كار اين نوع حسگر آن است كه در دماهاي بالاتر از 300 درجة سانتيگراد ديوكسيد زيركونيم يونهاي منفي اكسيژن را هدايت مي كند. حسگر طوري طراحي شده است كه در نزديكي عدد لانداي يك جوابگو خواهد بود. وقتي يكي از الكترودهاي حسگر با مقدار مرجع اكسيژن هوا در تماس است، تعداد بيشتري يون اكسيژن در آن طرف وجود دارد. اين يونها از طريق عمل الكتروليتي از الكترود تراوش مي كنند و از الكتروليت (zro2) مي گذرند. در نتيجه مانند وضعيتي كه در باتري مشاهده ميشود، بار الكتريكي ايجاد خواهد شد.
مقدار بار الكتريكي ايجاد شده به درصد اكسيژن موجود در دود وابسته است. وقتي عدد لاندا برابر يك باشد، معمولا ولتاژي در حدود 400 ميليولت ايجاد مي شود.

با پايش پسخورد حلقه – بسته سيستم با استفاده از روش حسگري عدد لاندا مي توان سوخت رساني به موتور و در نتيجه ميزان آلايندگي آن را كنترل كرد. در دوران وضع قوانين زيست محيطي سختگيرانه، چاره اي جز استفاده از حسگر اكسيژن دود وجود ندارد.

حسگرهاي هواي فيلم ضخيم
مزيتي كه ترميستور با فيلم ضخيم نيكلي را براي اندازه گيري دماي هواي ورودي به موتور ايدئال مي سازد، ثابت زماني بسيار كوتاه آن است. به عبارت ديگر با تغيير دماي هوا، مقاومت اين حسگر بسيار سريع تغيير مي كند.
پاسخ اين حسگر تقريباً خطي است. حساسيت آن در حدود 2 اهم بر درجة سانتيگراد و با بيشتر فلزات ضريب دمايي مثبت دارد.

حسگر متانول
يكي از راههاي كاهش آلايندگي دود اتومبيلها استفاده از سوختهاي مخلوط است، متانول يكي از سوختهايي است كه ميتوان آن را با بنزين مخلوط كرد. مسئله اين است كه نياز هواي است و كيلومتريكي متانول و بنزين برابر نيست. يعني بنزين و متانول براي احتراق كامل به مقدارهاي متفاوتي هوا نياز دارند.
سيستم اداره موتور را مي توان چنين تنظيم كرد كه هر يك از دو سوخت يا مخلوطي از آنها را مصرف كند؛ مسئله مصرف سوخت مخلوط در اين است كه نسبت تغيير خواهد كرد. حسگر مخصوصي براي تعيين مقدار متانول مورد نياز است؛ به كمك اين حسگر ميتوان از مخلوط بنزين و متانول به هر نسبتي، استفاده كرد.

حسگر متانول با استفاده از خاصيت دي الكتريك كار مي كند. سلول اندازه گيري خازني است كه با سوخت پر مي شود. دو اندازه گيري ديگري انجام ميشود: يكي دماي سوخت و ديگر نارسايي الكتريكي آن، به كمك اين ضريب هاي تصحيح مي توان از حساسيت اسباب اندازه گيري مطمئن شد؛ بنابراين خطاي اندازه گيري بسيار اندك است. اين حسگر را مي توان در لولة سوخت نصب كرد تا داده هايي كه به واحد كنترل موتور مي رسد پيوسته و قابل اعتماد باشد. واحد كنترل بر اساس داده هاي دريافتي مي تواند سوختها را به نسبت مناسب مخلوط كند. پيشرفتهاي ديگر نيز انجام شده است ولي به نظر مي رسد كه سوختهاي ديگر در آينده نزديك داشته باشد.

خلاصه مطالب و پيشرفتهاي نوين
در بحث مختصري كه دربارة حسگرها انجام شد نتوانستيم تعدد و تنوع حسگرهاي اجمالي نشان دهيم. امروزه ابزار دقيق خود يك حوزة عملي گسترده است. هدف كلي از ارائه اين بخش روشن كردن بعضي از مسائل و راه حلهاي آنها در زمينة اندازه گيري متغيرهاي مربوط به اتومبيل بوده است.
سيم كشي برق. پايانه ها و قطع و وصل

كابلها
كابلهايي كه امروزه در اتومبيل به كار مي روند تقريباً بدون استثنا كابلهاي افشان مسي با روپوش پي وي سي اند. مس، گذشته از مقاومت ويژة الكتريكي بسيار كم، در حدود ويژگيهاي مطلوبي مانند شكل پذيري و چكش خواري نيز دارد. در نتيجه طبيعي است كه براي برق رساني، در بيشتر موارد، از اين فلز استفاده شود. پي‌وي‌سي عايق ايدئالي است زيرا نه تنها مقاومت بسيار زيادي از مرتبة mm 102 دارد، بلكه در برابر بنزين، روغن، آب و ساير آلاينده ها نيز بسيار مقاوم است.
جدول افت ولتاژ حداكثر (با احتساب افت ولتاژ در اتصالها)

مدار (V 12) بار افت ولتاژ در كابل (v) افت ولتاژ حداكثر (v)
مدار روشنايي <15w 1/0 6/0
<15w 3/0 6/0
مدار باتري پركني نامي 5/0 5/0
مدار استارت حداكثر
5/0 5/0
اتوماتيك استارت درون كشي 5/1 9/1

مدارهاي ديگر نامي 5/0 5/1
قطر كابل را براساس جرياني كه مصرف كننده مي كشد انتخاب مي كند. هر چه قطر كابل مورد استفاده بيشتر باشد، افت ولتاژ در مدار كمتر خواهد بود، اما كابل سنگينتر ميشود. به عبارت ديگر بايد بين افت ولتاژ مجاز و حداكثر قطر كابل تعادلي برقرار كرد. در جدول بالا افت ولتاژ حداكثر متداول در بعضي مدارها ذكر شده است.
به طور كلي ولتاژ برقي كه به هر عضو مي رسد نبايد از 90 درصد ولتاژ سيستم پايينتر باشد. در خودروهايي كه با برق 24 ولت كار مي كنند، ارقام جدول دو برابر مي شود.
افت ولتاژ در كابل را ميتوان به صورت زير محاسبه كرد: ابتدا شدت جريان رامحاسبه مي‌كنيم

بنابراين افت ولتاژ برابر است با
كه در آن
=I شدت جريان بر حسب آمپر
=W توان مصرفي نامي مصرف كننده بر حسب وات
=Vs ولتاژ سيستم برحسب ولت
=V افت ولتاژ بر حسب ولت
مقاومت ويژه الكتريكي مس برحسب اهم بر ميليمتر مربع در متر

=I طول كابل
=A سطح مقطع كابل بر حسب ميليمتر مربع
اندازه كابل
تعداد رشته ها / قطر به ميليمتر سطح مقطع mm2 جريان نامي (پوسته) (A) كاربردها
9/30/0 6/0 75/5 چراغهاي بغل و غيره
14/25/0 7/0 A6 ساعت، راديو
14/30/0 0/1 75/8 جرقه زني
28/30/0 0/2 80/17 چراغهاي جلو، گرمكن شيشه عقب
44/30/0 1/3 50/27

65/30/0 6/4 00/35 مدار اصلي برق
84/30/0 9/5 00/45
97/30/0 9/6 00/50 كابلهاي سيستم باتري پركني
120/30/0 5/8 00/60 كابل تغذيه استارت
37/90/0 5/23 00/350
تا تا
61/90/0 0/39 00/700

با استفاده از همين فرمول ميتوان سطح مقطع كابل را نيز محاسبه كرد.
كابلها را در اندازه هاي مختلف مي سازند و در جدول بالا بعضي از اندازه هاي متداول و كاربردهاي آنها نشان داده شده است.
شدت جريان نامي ذكر شده در اين جدول با اين فرض محاسبه شده كه طول كابل به اندازه لازم و دما در حدود متعارف است. كابلها را معمولاً از چندين رشته مي سازند (كابل افشان) تا انعطاف پذيري بيشتري داشته باشند.

رمزهاي رنگي و مشخص كردن پايانه ها
همانط طور كه در هر نوع استانداردسازي مشاهده مي شود، چندين سيستم رمزگذاري رنگي و مشخص سازي سر سيمها نيز رواج يافته است! محض اطلاع فقط به سه تا از آنها اشاره مي شود. سيستم استاندارد انگليسي (1983 : BS AU 7a ) رمزگذاري رنگي كابلهاي برق خودروهاي جادهاي معروفترين اين سيستمهاست.
در اين سيستم از 12 رنگ، براي تعيين هدف اصلي از به كارگيري كابل، و راه رنگي براي نشان دادن كاربرد خاص آن استفاده مي شود. كاربردهاي اصلي اين رنگها و چند مثال ديگر در جدول زير آمده است.

رمزگذاري رنگي كابلها در استاندارد انگليسي
رنگ نماد مقصد
قهوه اي N كابل اصلي باتري
آبي U كليد چراغ جلو به كليد نور پايين
آبي / سفيد UW نور بالاي چراغ جلو
آبي / سرخ UR نور پايين چراغ جلو
سرخ R سيم اصلي چراغ بغل
سرخ / سياه RB چراغهاي بغل سمت چپ و چراغ نمره
سرخ / سفيد RW چراغهاي بغل سمت راست و چراغهاي جلو داشبورد
ارغواني P دستگاه فيوزدار تأمين جريان تحت كنترل سيستم جرقه زني

سبز G دستگاه جريان – ثابت فيوزدار
سبز / سرخ GR راهنماهاي سمت چپ
سبز / سفيد GW راهنماهاي سمت راست
سبز روشن LG اسبابهاي اندازه گيري
سفيد W سيستم جرقه زني به مقاومت با ضريب دمايي مثبت
سفيد / سياه W/B كابل منفي كوئل
زرد Y اوردرايو و سوخت پاشي

سياه B همة اتصالهاي بدنه
خاكستري S شيشه بالابر برقي
نارنجي O مدارهاي برفپاكن(فيوز دار
صورتي / سفيد KW سيم مقاومت با ضريب دمايي مثبت
سبز/قهوه‌اي GN چراغهاي دنده عقب
سبز/ارغواني GP چراغهاي تمرز
آبي / زرد UY چراغ مه شكن عقب

سيستم رمز گذاري اروپايي كه شركتهاي فورد، فولس واگن، ب. ام.و و بسياري از خودرو سازان ديگر از آن استفاده مي كنند. عمدتاً بر جدول زير مبتني است. توجه داشته باشيد كه بين سيستمهاي رمز گذاري اروپايي و انگليسي هيچ ارتباطي وجود ندارد. به ويژه به اختلاف كاربرد رنگ قهوه اي در اين دو سيستم توجه كنيد! با اندكي تمرين و استفاده از سيستمهاي رمز گذاري رنگي، يافتن عيب سيمكشي آسانتر خواهد شد.
سيستمي كه امروزه، تقريياً به صورت فراگير براي مشخص سازي سرسيمها رواج يافته است مطابق دين 72552 است. به كمك اين سيستم ميتوان به آساني و به درستي اتصالات سيمكشي اتومبيل را به ويژه در مورد تعميرات پس از فروش، برقرار كرد.

سيستم اروپايي رمزگذاري رنگي كابلها
رنگ نماد مقصد
سرخ Rt كابل اصلي باتري
سرخ / سفيد Ws/Sw كليد چراغ جلو به كليد نور پايين
سفيد Ws نور بالاي چراغ جلو
زرد Ge نور پايين چراغ جلو
خاكستري Gr سيم اصلي چراغ بغل
خاكستري / سياه Gr/Sw چراغهاي بغل سمت چپ
خاكستري سرخ Sw/Rt چراغهاي بغل سمت راست
سياه / زرد Sw/Ge دستگاه تأمين جريان تحت كنترل سيستم جرقه زني
سياه / سبز Sw/Gn كليد چراغ راهنما (دسته راهنما)
سياه / سفيد / سبز Sw/Ws/Gn راهنماهاي سمت چپ
سياه / سفيد Sw/Ws راهنماهاي سمت راست
سياه / سبز Sw/Gn كابل منفي موئل
سيبز روشن LGn بدنه
قهوه اي Br اتصالات بدنه
قهوه اي / سفيد Br/Ws سيم مقاومت با ضريب دماي مثبت
صورتي / سفيد KW چراغهاي دنده عقب
سياه Sw چراغهاي ترمز
سياه / سرخ Sw/Rt چراغ مه شكن عقب
سبز / سياه Gr/Sw

اما ذكر اين نكته لازم است كه منظور از مشخص سازي، شناسايي سيمها نيست بلكه هدف شناسايي ترمينالها وسايل برقي است. بعضي از متداولترين اعداد شناسايي ترمينالها در جدول زير آمده است:
آخرين نكته اي كه در اين بخش گوشزد ميشود آن است كه رمزگذاري و روشهاي مشخص سازي ترمينالها كه در بالا شرح داده شد، صرفاً به منظور آشنايي خواننده است و براي اطلاع از جزئيات در مورد هر نوع خودرو بايد به مدارك منتشر شده از سوي سازندة آن خودرو رجوع كرد.
اعداد متداول براي شناسايي ترمينالها
1 منفي دلكو
4 فشار قوي دلكو
15 مثبت (خروجي) مغزي سوئيچ
30 ورودي از قطب مثبت باتري
31 اتصال بدنه
49 ورودي اتوماتيك راهنما
a 49 خروجي از اتوماتيك راهنما
50 كنترلگر استارت (ترمينال اتوماتيك استارت)

53 ورودي موتور برف پاك كن
54 چراغهاي ترمز
55 چراغهاي مه شكن
56 چراغهاي جلو
a 56 نور بالا
b 56 نور پايين
L58 چراغهاي بغل سمت چپ
R 58 چراغهاي بغل سمت راست

61 چراغ دينام
85 خروجي سيم پيچ رله
86 ورودي سيم پيچ رله
87 ورودي كنتاكت رله (رله چند وضعيتي)
a87 خروجي كنتاكت رله (قطع)
b 87 خروجي كنتاكت رله (وصل)
L راهنماهاي سمت چپ
R راهنماهاي سمت راست
C چراغ اخطار راهنما (خودرو)

طراحي دسته سيم
دسته سيمهايي كه در سيمكشي اتومبيل به كار مي رود پس از گذشت سالها و براساس دسته سيمهايي كه فقط چند رشته سيم داشتند تكامل يافتند و اكنون، در اتومبيلهايي جديد و رده بالا دسته سيمهايي با بي از يك هزار رشته سيم مجزا به كار مي رود. دسته سيمهاي مورد استفاده در اتومبيلهاي جديد به روشهاي مختلف ساخته مي شوند. هنوز متداولترين روش دسته كردن سيمها پيچاندن آن در نوار بي چسب است تا دسته سيم تا حدودي انعطاف پذيري خود را حفظ كند.

روش ديگري كه غالباً به كار مي رود قرار دادن سيمها در كنار يكديگر و متصل كردن آنها به يك تسمة پشت بند، با استفاده از روشهاي جوشكاري پلاستيك است. با استفاده از اين روش مي توان دسته سيم را از نواحي باريكي مانند پشت زه روز لبة داخلي پنجره يا زير فرش عبور داد. روش سوم دسته كردن سيمها قرار دادن آنها در لوله هاي پي وي سي است. مزيت اين روش مقاومت بيشتر در برابر سايش است و در صورت استفاده از ماده درز بند مناسب، دسته سيم ضد آب هم مي شود.
در هنگام تصميم گيري دربارة‌ جانمايي يك دسته سيم در اتومبيل بايد مسائل بسياري را در نظر گرفت. بعضي از اين مسائل به شرح زير است:

1- كابلها بايد تا حد امكان كوتاه باشند.
2- بايد از دسته سيم محافظت كرد تا آسيب نبيند.
3- تعداد اتصالات را بايد به حداقل رساند.
4- ممكن است استفاده از طرح مدئلي به صلاح باشد.
5- بايد به ناحيه هايي كه بر اثر تصادف آسيب مي بيند توجه كنيد.
6- فنون مورد استفاده در خط توليد را نيز بايد در نظر گرفت.
7- بخشهاي اصلي و مجموعه هاي فرعي بايد براي تعمير دسترسي پذير باشند.

با توجه به فهرست بالا كه به هيچ وجه تعيين كننده و قطعي نيست. مشاهده مي شود كه همچون در بيشتر مسائل طراحي، بعضي از نكات مهمي كه بايد رعايت شوند با بعضي ديگر در تناقض اند، هر چه تعداد اتصالها كمتر باشد، تعداد نقاطي كه به طور بالقوه در معرض معيوب شدن اند كاهش مي يابد.
در اختيار داشتن يك مجموعه بزرگ چند فيشي كه همة سيمكشي موتور را به بقية سيمكشي خودرو متصل كند محاسن زيادي دارد. اگر موتور به صورت سيمكشي شده توليد شود، در خط توليد مي توان موتور و سيستمهاي وابسته به آن را به صورت يك واحد كامل نصب كرد؛ در تعميرات اساسي نيز تعويض يا تعمير موتور آسانتر انجام شود. امروزه دسته سيمها بسيار بزرگ شده اند، به همين سبب غالباً بايد آنها راه مجموعه هاي كوچكتري تقسيم كرد تا بيشتر قابل كنترل باشند. در نتيجة اين تقسيم تعداد اتصالها افزايش مي يابد.

مزيت ديگر اين عمل آن است كه مي توان در صورت آسيب ديدن بخشي از دسته سيم. فقط همان بخش از دسته سيم را تعويض كرد. با كوتاه كردن كابلها تا حد امكان، نه تنها افت ولتاژ كاهش مي يابد، بلكه مي توان از سيم هاي نازكتري هم استفاده كرد و در نتيجه وزن دسته سيم نيز كاهش مي يابد؛ اين عامل امروزه نسبتاً مهم تلقي مي شود.
مدارهاي چاپي
اكنون تقريباً در همة اتومبيلهاي جديد در پشت داشبورد و نواحي مشابه از مدار چاپي استفاده ميشود. بدين ترتيب درجه هاي روي داشبورد را مي توان به صورت واحد كامل تهيه كرد؛ به علاوه حجم و پيچيدگي سيمكشي در مناطقي كه معمولا كوچك و تنگ اند كاهش مي يابد.
براي ساختن مدار چاپي ابتدا لاية نازكي از مس را روي يك ورق پلاستيك و در بعضي موارد روي هر دو طرف ورق پلاستيك مي چسبانند. سپس با استفاده از ماده اي شبيه موم مدار مورد نر را روي مس چاپ مي كنند. پس از آن مس اضافي را با شستشو در اسيد، از روي ورق پلاستيك بر مي دارند، در صورت لزوم مي توان نوارهاي مس باقيمانده را با لاية ديگري از پلاستيك نازك پوشش داد تا عايق شود.

فيوزها و مدارشكنها
براي محافظت از سيمكشي اتومبيل و نيز براي محافظت از وسايل برقي والكترونيكي آن به نوعي محافظ مدار نياز است. امروزه تقريباً از همه مدارهاي برقي با فيوز محافظت مي كنند. به زبان ساده فيوز حلقة ضعيف مدار است. اگر جريان بيش از حد افزايش يابد، پيش از آن كه چيزي صدمه ببيند، فيوز ذوب و مدار قطع مي شود. فيوزهاي اتومبيل بر سه نوع اند: شيشه اي، سراميكي يا گچي و چاقويي. درحال حاضر استفاده از فيوز بر اثر لرزش خراب نمي شود.

فيوزها براساس جريان پيوسته و جريان اوج درجه بندي مي كنند. جريان پيوسته جرياني است كه فقط مدت بسيار كوتاهي مي تواند از فيوز عبور كند و اگر عبور آن بيشتر طول بكشد فيوز مي سوزد. مدار روشنايي اتومبيل را در نظر بگيرد، وقتي براي اولين بار چراغها را روشن مي كنيم، رشتة درون لامپها سرد است و مقاومت اندكي دارد؛ به همين سبب موج جريان بسيار بالايي از مقاومت آن افزايش مي يابد، جريان عبوري از مدار كاهش خواهد يافت. بنابراين به فيوزي نياز داريم كه بتواند عبور جريان بالا را، به مدت كوتاهي تحمل كند.

براي انتخاب فيوز مورد نياز بايد بالاترين جريان پيوسته اي را كه ممكن است از مدار بگذرد تعيين كنيم پس از آن راه معمول انتخاب فيوزي است كه يك درجه از مقدار محاسبه شده بالاتر باشد. فيوزي است كه يك درجه از مقدار محاسبه شده بالاتر باشد. در جدول زير فيوزهاي مختلف همراه با جريان پيوسته قابل عبور و رمزهاي رنگي آنها آمده است. فيوز را بايد طوري انتخاب كرد كه هم از سيمكشي و هم از مصرف كنده محافظت كند. فيوز مورد استفاده در مدار موتور برف پاك كن را در نظر بگيريد. اگر فيوزي با درجة خيلي بالا در اين مدار نصب شود، آنگاه اين فيوز در صورت اتصال كوتاه كردن شديد در مدار هم نمي سوزد. اگر به سبب يخبندان تيغه هاي برف پاك كن به شيشة جلو بچسبد، فيوزي با درجة بالا از رسيدن جريان اضافي به موتور برف پاك كن جلوگيري نمي كند.

مشخصات فيوزهاي چاقويي
جريان پيوسته A رنگ شناسايي
فيوز چاقويي
3 بنفش
4 صورتي
5 شفاف / بژ
5/7 قهوه اي
10 سرخ
15 آبي
20 زرد
25 عادي / سفيد
30 سبز
فيوز گچي
5 زرد
8 سفيد
16 سرخ
25 آبي

اكنون استفاده از اتصال زودگذر در خروجيهاي اصلي از باتري، براي محافظت در برابر اتصال كوتاه ناشي از وقوع تصادف يا بروز اشتباه در سيمكشي، رواج يافته است. اين اتصالها عملاً فيوزهاي سنگين كاري هستند كه جريان پيوسته آنها به 50، 100 يا 150 آمپر مي رسد.
گاهي به جاي فيوز از مدارشكن استفاده مي‌شود؛ اين مدار در مورد خودروهاي سنگين متداولتر است. مدارشكن نيز مانند فيوز كار مي كند،‌اما اين مزيت را نسبت به فيوز دارد كه مي توان آن را دوباره راه اندازي كرد.

عيب مدارشكن قيمت بالاتر آن است. در مدارشكنها از تسمه هاي بي متالي استفاده مي شود كه وقتي در معرض عبور جريان اضافي قرار مي گيرند خم مي شوند و اتصال را قطع مي كنند. مكانيسمي مانع بسته شدن كنتاكت مي‌شود، مگر اين كه دكمة راه اندازي دوبارة مدارشكن فشرده شود.

كليدها
پيشرفتهاي انجام شده در زمينة ارگونومي و مدل اتومبيلها، كليد ساده را به وسيله اي نسبتاً پيچيده تبديل كرده است. نحوة كاراندازي كليد بايد براي كاهش خستگي و جلوگيري از پرت شدن حواس راننده، دستيابي به كليد در هنگام بروز وضعيت اضطراري فقط چند تا از مسائلي هستند كه طراح كليد با آنها رو به روست. اكنون روش متعارف، كاراندازي كليدهاي كاركردهاي اصلي به وسيله اهرمهاي نصب شده روي لوله فرمان است. اينها عبارتند از چراغها، نور بالا و پايين، راهنما، برق، شيشه شور و برف پاك كن.

كليدهاي ديگر را در نقاطي روي جلو داشبورد يا در نزديكي آنها نصب مي كنند كه راننده به آساني به آنها دسترسي داشته باشد. علاوه بر قيود طراحي كه شرح داده شد، اعتمادپذيري كليد نيز هم است. بررسي نشان داده است، كه مثلاً، در طي 000/80 كيلومتر رانندگي (درحدود چهار سال) كليد نور پايين چراغ جلو در حدود 000/32 بار زده مي شود. در نتيجه فشار برقي و مكانيكي شديدي بر اين كليد وارد مي آيد.
كليد به زبان ساده «وسيله اي براي قطع و وصل مسير جريان در مدار» است. يعني كليد را مي توان به دو بخش تقسيم كرد. يكي كنتاكتهايي كه اتصال الكتريكي را برقرار مي كنند. و ديگري مكانيسمي كه اين كنتاكتها را به حركت در مي آورد. در كليدها باز مكانيسمهاي مختلفي براي قطع و وصل استفاده مي شود. خود كنتاكتها بايد مشخصه هاي ساده اي به شرح زير داشته باشند:
1- در برابر ماشين مكانيكي و الكتريكي مقاوم باشند.
2- مقاومت الكتريكي آنها كم باشد.
3- روي سطح آنا لايه هاي اكسيدي و غيره تشكيل نشود.
4- ارزان باشند.