Chương 4: Hệ thống và mạch điện
4.1 Tiếp cận hệ thống
4.1.1 Hệ thống là gì?
Hệ thống là một từ được sử dụng để mô tả một tập hợp các thành phần liên quan, mà tương tác như một
tổng thể. Hệ thống đường cao tốc, hệ thống giáo dục hoặc hệ thống máy tính là ba ví dụ khác nhau. Một
hệ thống lớn thường bao gồm nhiều các hệ thống nhỏ hơn mà mỗi hệ thống có thể được tạo thành từ các
hệ thống nhỏ hơn và do đó trên. Hình 4.1 cho thấy điều này có thể được biểu diễn như thế nào dưới dạng
trực quan. một nữa định nghĩa: ‘Một nhóm thiết bị phục vụ một mục đích chung’.
Sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống giúp phân chia kỹ thuật cực kỳ phức tạp thực thể thành các phần
dễ quản lý hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là liên kết giữa các phần nhỏ hơn và ranh giới xung
quanh chúng cũng rất quan trọng. Ranh giới hệ thống sẽ chồng lên nhau trong nhiều trường hợp.
Phương tiện cơ giới hiện đại là một hệ thống phức tạp và bản thân nó chỉ là một một phần nhỏ của một hệ
thống giao thơng lớn hơn. Đó là khả năng cho xe cơ giới được chia thành các hệ thống ở nhiều cấp độ, hỗ
trợ cả trong thiết kế và thi công. Cách tiếp cận hệ thống đặc biệt giúp hiểu được làm thế nào một cái gì đó
hoạt động và hơn nữa làm thế nào để sửa chữa nó khi nó khơng hoạt động.

4.1.2 Hệ thống xe
Việc chia chiếc xe thành các hệ thống không phải là một nhiệm vụ dễ dàng bởi vì nó có thể được thực
hiện theo nhiều cách khác nhau. Sự phân chia giữa hệ thống cơ khí và hệ thống điện có vẻ là một khởi
đầu tốt. Tuy nhiên, sự phân chia này có thể gây ra nhiều các vấn đề khi nó giải quyết. Ví dụ, trong đó một
nửa chúng ta đặt phanh chống bó cứng, cơ khí hay điện? Câu trả lời tất nhiên là cả hai. Dù sao đi nữa, nó
vẫn làm cho nó dễ dàng hơn để có thể chỉ xem xét một khu vực của chiếc xe và khơng phải cố gắng hiểu
tồn bộ.
Khi một tập hợp các bộ phận tương tác phức tạp như xe cơ giới đã được 'được hệ thống hóa', chức năng
hoặc hiệu suất của từng bộ phận có thể được kiểm tra chi tiết hơn chi tiết. Nói cách khác, lần lượt xem xét
từng phần của hệ thống nên làm gì sau đó giúp xác định cách mỗi bộ phận thực sự hoạt động. một lần nữa
điều quan trọng là nhấn mạnh rằng các liên kết và tương tác giữa các hệ thống phụ khác nhau là rất cân
nhắc quan trọng. Ví dụ về điều này sẽ là nhu cầu năng lượng của hệ thống đèn xe sẽ có ảnh hưởng đến
hoạt động của hệ thống sạc, hoặc trong trường hợp có lỗi, rị rỉ khơng khí từ servo phanh có thể gây ra
yếu như thế nào đến tỷ lệ nhiên liệu/khơng khí.

Để phân tích sâu hơn một hệ thống theo bất kỳ cách nào nó đã được chia nhỏ từ một tổng thể, cần xem
xét các yếu tố đầu vào và kết quả đầu ra của hệ thống. Nhiều hệ thống điện tử phức tạp trên xe tự cho
mình hình thức phân tích này. Xem xét bộ điều khiển điện tử (ECU) của hệ thống là phần tử điều khiển và
nên xem xét đầu vào và đầu ra của nó tiếp cận.

4.1.3 Hệ thống vòng lặp mở
Một hệ thống vòng lặp mở được thiết kế để cung cấp đầu ra cần thiết bất cứ khi nào đầu vào được áp
dụng. Một ví dụ điển hình về hệ thống phương tiện vịng mở sẽ là đèn pha. Với đầu vào đã cho là công
tắc đang hoạt động, đầu ra yêu cầu là đèn pha sẽ được chiếu sáng.


Điều này có thể được thực hiện xa hơn bằng cách nói rằng một đầu vào cũng được yêu cầu từ pin và một
đầu vào khác từ công tắc nhúng. Tính năng xác định rằng một hệ thống là vịng lặp mở, tức là khơng cần
phản hồi để nó hoạt động.
4.1.4 Hệ thống vịng lặp khép kín
Một hệ thống vịng kín được xác định bởi một vịng phản hồi. Nó có thể được mơ tả như là một hệ thống
nơi có khả năng áp dụng các biện pháp khắc phục nếu đầu ra khơng hồn tồn là những gì được mong
muốn. Một ví dụ điển hình về điều này trong xe là hệ thống kiểm soát nhiệt độ tự động (Hình 4.5). Nhiệt
độ bên trong xe là được xác định bởi đầu ra từ lò sưởi được bật hoặc tắt để đáp ứng thành tín hiệu từ cảm
biến nhiệt độ bên trong cabin. Vòng phản hồi là thực tế là đầu ra của hệ thống, nhiệt độ, cũng là một đầu
vào của hệ thống.

Vòng phản hồi trong bất kỳ hệ thống vịng khép kín nào cũng có thể ở nhiều dạng. Người lái xe của một
chiếc ơ tơ có hệ thống sưởi thơng thường có thể tạo thành một vịng phản hồi bằng cách tắt máy sưởi khi
quá nóng và bật lại khi lạnh. Phản hồi trên hệ thống ABS là tín hiệu cho biết bánh xe đang bị khóa, trong
đó hệ thống phản ứng bằng cách giảm lực phanh – cho đến khi nó ngừng khóa, khi phanh lực có thể được
tăng trở lại – và cứ tiếp tục như vậy để duy trì trạng thái ổn định.
4.1.5 Tóm lược
Nhiều hệ thống xe phức tạp được thể hiện trong cuốn sách này dưới dạng sơ đồ khối. Bằng cách này, một

số đầu vào có thể được hiển thị cung cấp thông tin cho ECU, lần lượt, điều khiển các đầu ra của hệ thống.


4.2 Hệ thống dây điện, thiết bị đầu cuối và chuyển mạch
4.2.1 Cáp
Cáp được sử dụng cho các ứng dụng xe cơ giới hầu như luôn là sợi đồng cách điện bằng PVC. Đồng, bên
cạnh điện trở suất rất thấp khoảng 1,7 × 10–8 Ωm, có các đặc tính lý tưởng như độ dẻo và tính dễ uốn.
Điều này làm cho nó tự nhiên là sự lựa chọn cho hầu hết các dây dẫn điện. PVC làm vật liệu cách nhiệt lại
lý tưởng như nó khơng chỉ có điện trở rất cao, xấp xỉ 1015 Ωm, mà còn rất khả năng chống xăng, dầu,
nước và các chất gây ô nhiễm khác.
Việc lựa chọn kích thước cáp phụ thuộc vào dịng điện do người tiêu dùng rút ra. Các cáp được sử dụng
càng lớn thì điện áp rơi trong mạch càng nhỏ nhưng cáp sẽ nặng hơn. Điều này có nghĩa là phải tìm kiếm
sự đánh đổi giữa mức giảm volt cho phép và kích thước cáp tối đa. Bảng 4.1 liệt kê một số sụt áp cực đại
điển hình trong một mạch.


Nói chung, nguồn cung cấp cho một thành phần khơng được ít hơn 90% của hệ thống cung cấp. Xe sử
dụng nguồn 24 V có nghĩa là các thơng số trong bảng trước nên được nhân đôi. Điện áp rơi trong cáp có
thể được tính như sau:
Tính dịng điện I = W/Vs
Điện áp rơi Vd = I.ρ.l/A
trong đó: I = dịng điện tính bằng ampe, W = định mức cơng suất của thành phần tính bằng watt, Vs =
nguồn cung cấp hệ thống tính bằng vơn, Vd = sụt áp tính bằng vơn, ρ = điện trở suất của đồng tính bằng
Ωm, l = chiều dài của cáp tính bằng m, A = diện tích mặt cắt ngang tính bằng m2. Việc chuyển đổi công
thức này sẽ cho phép tiết diện cáp u cầu được tính tốn.
A = Iρl/Vd
trong đó: I = dịng điện tối đa tính bằng ampe, Vd = mức giảm vơn tối đa cho phép tính bằng vơn.
Cáp có sẵn các kích cỡ trong kho và bảng sau đây liệt kê một số kích cỡ điển hình và sử dụng. Xếp hạng
hiện tại giả định rằng chiều dài cáp không quá mức và nhiệt độ hoạt động đó nằm trong giới hạn bình
thường. Cáp thường bao gồm nhiều sợi để cung cấp tính linh hoạt cao hơn.

4.2.2 Mã màu và ký hiệu đầu cuối
Dường như là trường hợp của bất kỳ tiêu chuẩn hóa nào, một số mã màu và hệ thống chỉ định thiết bị đầu
cuối đang hoạt động! Đối với mục đích tham khảo tơi sẽ chỉ đề cập đến ba hệ thống. Thứ nhất, hệ thống
Tiêu chuẩn Anh (BS AU 7a: 1983). Hệ thống này sử dụng mười hai màu để xác định mục đích chính của
cáp và màu đánh dấu để tiếp tục tinh chỉnh việc sử dụng nó. Màu chính sử dụng và một số khác ví dụ
được đưa ra trong bảng sau.
Một hệ thống 'Châu Âu' được sử dụng bởi một số nhà sản xuất dựa trên bảng sau. Xin lưu ý rằng khơng
có mối tương quan giữa 'Euro' hệ thống và mã màu tiêu chuẩn của Anh. Đặc biệt lưu ý việc sử dụng màu
nâu trong mỗi hệ thống! Sau một số thực hành với việc sử dụng mã màu hệ thống, công việc của kỹ thuật
viên trở nên dễ dàng hơn rất nhiều khi tìm ra lỗi mạch điện.



Một hệ thống hiện đang được sử dụng phổ biến là hệ thống chỉ định nhà ga phù hợp với DIN 72 552. Hệ
thống này cho phép kết nối dễ dàng và chính xác được thực hiện trên xe, đặc biệt là trong sửa chữa sau
bán hàng. Tuy nhiên, điều quan trọng là lưu ý rằng các chỉ định không phải để xác định các dây riêng lẻ
mà là để xác định thiết bị đầu cuối của một thiết bị. Bảng 4.5 liệt kê một số số phổ biến nhất. Công ty ô tô
Ford đã sử dụng cách đánh số mạch và nhận dạng dây hệ thống. Điều này được sử dụng trên toàn thế giới
và được gọi là Chức năng, Kết nối hệ thống (FSC). Hệ thống được phát triển để hỗ trợ phát triển phương
tiện và quy trình sản xuất. Tuy nhiên, nó cũng rất hữu ích để giúp kỹ thuật viên tìm lỗi. Nhiều mã chức
năng dựa trên hệ thống DIN. Lưu ý rằng dây đất bây giờ là màu đen! Hệ thống hoạt động như sau:
31S-AC3A || 1,5 BK/RD


Chức năng:
31 = mặt đất/trái đất
S = mạch chuyển đổi bổ sung
Hệ thống:
AC = cân bằng đèn pha
Sự liên quan:

3 = chuyển đổi kết nối
A = nhánh
Bảng 4.5 Số chỉ định đầu cuối (DIN 72 552)


Ignnition coil negative: Đánh lửa côn âm
Ignition coil high positive: Cuộn dây đánh lửa điện cao áp


Switched positive (ignition switch output): Công tắc dương (đầu ra công tắc đánh lửa)
Input from battery positive: Đầu vào từ cực dương của ắc quy
Earth connection: Vật (dây) nối mass
Input to fl asher unit: Đầu vào cho thiết bị máy
Output from fl asher unit: Đầu ra từ máy
Starter control (solenoid terminal): Điều khiển khởi động (đầu cực điện từ)
Wiper motor input: Đầu vào động cơ gạt nước
Stop lamps: Đèn dừng
Fog lamps: Đèn sương mù
Headlamps: Đèn đầu
Main beam: Đèn pha
Dip beam: Đèn chiếu gần
Left side lights: Đèn bên trái
Right side lights: Đèn bên phải
Charge warning ligh: Đèn cảnh báo sạc
Relay winding out: Rơle quấn ra
Relay winding input: Đầu vào cuộn dây rơ le
Relay contact input (change over relay): Đầu vào tiếp điểm rơle (thay đổi rơle)
Relay contact output (break): Đầu ra tiếp điểm rơle (ngắt)
Relay contact output (make): Đầu ra tiếp điểm rơle (chế tạo)
Left side indicators: Đèn báo bên trái

Right side indicators: Đèn báo bên phải
Indicator warning light (vehicle): Đèn báo cảnh báo (xe)
Kích cỡ:
1,5 = 1,5 mm2
Màu sắc:
BK = Đen (được xác định bởi chức năng 31)
RD = Sọc đỏ
Như một điểm cuối cùng của phần này, cần lưu ý rằng các mã màu và chỉ định thiết bị đầu cuối được đưa
ra, chỉ để minh họa. Tham khảo thêm nên luôn luôn được thực hiện cho các chi tiết cụ thể để thông tin
của nhà sản xuất.


4.2.3 Thiết kế khai thác
Bộ dây điện xe đã phát triển qua nhiều năm từ một ống loom chứa chỉ cần một vài sợi dây, đến ống loom
được sử dụng hiện nay trên các phương tiện hàng đầu có chứa hơn 1000 dây riêng biệt. Xe hiện đại có xu
hướng có dây an tồn
Bảng 4.6 Mã màu hệ thống Ford

Bảng 4.7 Mã hệ thống


Distribution systems: Hệ thống phân phối
Actuated systems: hệ thống được kích hoạt
Basic systems : hệ thống cơ bản
Control systems: Hệ thống điều khiển
Gauge systems: hệ thống đo
Heated systems: hệ thống sưởi ấm
Lighting systems: hệ thống chiếu sáng
Miscellaneous systems: hệ thống khác
Powertrain control systems: Hệ thống điều khiển hệ thống truyền lực

Indicator systems (‘indications’ not turn signals): Hệ thống đèn báo ('chỉ báo' không phải đèn báo rẽ)
Temporary for future features: Tạm thời cho các tính năng trong tương lai

Được xây dựng theo một số cách. Phổ biến nhất vẫn là gói cáp được quấn xoắn ốc trong băng PVC khơng
dính. Băng khơng dính để cho phép bó dây giữ được tính mềm dẻo nhất định, như thể hiện trong Hình 4.6
và 4.7. Một kỹ thuật khác thường được sử dụng là đặt các dây cáp cạnh nhau và hàn nhựa chúng vào một


dải phía sau như trong Hình 4.8. Phương pháp này cho phép ống loom được chạy ở những khu vực hẹp,
ví dụ như phía sau tấm trang trí trên ngưỡng cửa bên trong hoặc bên dưới những cái thảm,

Hình 4.6 Dây quấn PVC

Hình 4.7 Dây nịt băng canvas

Hình 4.8 Cáp cạnh nhau và
nhựa hàn vào một dải phía sau


Cách thứ ba để nhóm các dây cáp, như thể hiện trong Hình 4.9 là đặt chúng bên trong ống nhựa PVC.
Điều này có ưu điểm là khó bị mài mòn và nếu phù hợp niêm phong được sắp xếp, cũng có thể khơng
thấm nước.
Khi quyết định bố trí ống loom dây trong xe, nhiều vấn đề phải được xem xét. Một số trong số này là như
sau.
1. Đường cáp phải càng ngắn càng tốt.
2. Khung cửi phải được bảo vệ chống hư hại vật chất.
3. Số lượng kết nối nên được giữ ở mức tối thiểu.
4. Thiết kế mô-đun có thể phù hợp.
5. Các khu vực thiệt hại do tai nạn được xem xét.
6. Kỹ thuật dây chuyền sản xuất nên được xem xét.

7. Phải có khả năng tiếp cận các bộ phận chính và cụm phụ để sửa chữa
mục đích.

Hình 4.9 Bộ bó dây và ống PVC


Từ danh sách trên, khơng có nghĩa là chắc chắn, có thể thấy rằng, như với hầu hết các vấn đề thiết kế, một
số vấn đề chính cần xem xét là tỷ lệ cược với nhau. Càng nhiều kết nối liên quan đến một ống loom, thì
có nhiều khu vực hơn cho các đứt gãy tiềm năng phát triển. Tuy nhiên, có một lượng lớn cụm nhiều phích
cắm, kết nối toàn bộ hệ thống dây điện của động cơ với phần cịn lại của ống loom, có thể có lợi ích đáng
kể. Trong quá trình sản xuất, động cơ và tất cả các phụ kiện của nó có thể được trang bị như một bộ phận
hoàn chỉnh nếu được cung cấp sẵn dây và trong thị trường sửa chữa sau bán hàng, việc thay thế và sửa
chữa động cơ dễ thực hiện hơn.
Bởi vì các ống loom hiện nay rất lớn nên thường phải chia chúng thành các cụm phụ dễ quản lý hơn. Điều
này sẽ liên quan đến nhiều điểm kết nối hơn. Các ưu điểm chính của điều này là các phần riêng lẻ của ống
loom có thể được thay thế nếu bị hư hại.
Giữ cho cáp chạy càng ngắn càng tốt sẽ không chỉ làm giảm sự cố sụt áp nhưng sẽ cho phép sử dụng dây
mỏng hơn, do đó giảm trọng lượng của dây an tồn, mà bây giờ có thể là khá đáng kể.
Bố cục tổng thể của khung cửi trên xe nhìn chung sẽ tuân theo một trong hai mẫu; nghĩa là hình chữ 'E'
hoặc hình chữ 'H' (Hình 4.10). Chữ 'H' phổ biến hơn cách trình bày. Nó đang trở thành tiêu chuẩn để có
một hoặc hai điểm giao nhau chính như một phần của hệ thống dây điện xe với những điểm này thường là
một phần của hộp cầu chì và rơle đĩa.
Hình 4.11 thể hiện cách bố trí dây an tồn thực tế hơn. Cái này hình cũng dùng để hiển thị mức độ phức
tạp và số lượng kết nối điểm tham gia. Mục đích của các hệ thống ghép kênh (được thảo luận sau) là giảm
những vấn đề này và cung cấp thêm các phương tiện 'giao tiếp' và chẩn đoán.
4.2.4 Mạch in
Mạch in thường được sử dụng ở những khu vực như mặt sau của nhóm thiết bị và những nơi tương tự
khác. Điều này cho phép các thành phần này được cung cấp dưới dạng đơn vị hoàn chỉnh và cũng làm
giảm số lượng và độ phức tạp của hệ thống dây điện trong những gì thường là những khu vực chật chội



Hình 4.12 Mạch in gói dụng cụ
Các mạch in được xây dựng bằng cách sử dụng một lớp đồng mỏng được liên kết với một tấm nhựa trên
cả hai mặt trong một số trường hợp. Mạch yêu cầu sau đó được in lên đồng bằng vật liệu tương tự như
sáp.Đồng thừa khơng mong muốn sau đó được khắc đi bằng cách rửa axit. Một lớp tấm nhựa mỏng nữa
có thể cách nhiệt các dải đồng nếu cần.
Hình 4.12 cho thấy hình ảnh của một mạch in điển hình từ một thiết bị bảng điều khiển và đưa ra một số
dấu hiệu về số lượng dây sẽ được yêu cầu để làm cùng một công việc. Kết nối với bộ dây chính là bởi
một hoặc nhiều phích cắm đa năng.

4.2.5 Cầu chì và cầu dao

Hình 4.13 Các loại cầu chì khác nhau
Một số hình thức bảo vệ mạch là cần thiết để bảo vệ hệ thống dây điện của một xe chống đoản mạch và
cũng để bảo vệ điện và điện tử các thành phần. Hiện nay, người ta thường dùng để bảo vệ hầu hết các
mạch điện với một cầu chì. Định nghĩa đơn giản của cầu chì là nó là một liên kết yếu có chủ ý trong mạch.
Nếu dịng điện q tải xảy ra thì cầu chì sẽ nóng chảy và ngắt kết nối mạch trước khi có bất kỳ thiệt hại
nghiêm trọng nào xảy ra. cầu chì ô tô có sẵn trong ba loại, hộp mực thủy tinh, gốm và loại lưỡi dao. Loại
lưỡi dao là nhiều nhất sự lựa chọn phổ biến do cấu trúc đơn giản và độ tin cậy chống lại sự cố do rung
động. Hình 4.13 cho thấy các loại cầu chì khác nhau và Hình 4.14 hiển thị lựa chọn loại lưỡi phổ biến.
Cầu chì được đánh giá với giá trị hiện tại liên tục và cực đại. Giá trị liên tục là dịng điện mà cầu chì sẽ
mang mà khơng có nguy cơ bị hỏng, trong khi giá trị cực đại giá trị là dịng điện mà cầu chì sẽ mang
trong một thời gian ngắn mà không bị hỏng. Các giá trị cực đại của cầu chì thường gấp đơi giá trị liên tục.
Sử dụng ánh sáng mạch làm ví dụ, khi đèn được bật lần đầu tiên, mức tăng đột biến rất cao dòng điện sẽ
chạy do điện trở thấp (nguội) của dây tóc bóng đèn. Khi điện trở dây tóc tăng theo nhiệt độ, dịng điện sẽ
giảm, do đó minh họa sự cần thiết của cầu chì để có thể mang dòng điện cao hơn cho một thời gian ngắn.


Hình 4.14 Cầu chì dạng cánh
Để tính tốn giá trị cần thiết cho cầu chì, liên tục tối đa có thể hiện tại nên được làm việc ra. Sau đó,

thơng thường sẽ chọn xếp hạng cao nhất tiếp theo cầu chì có sẵn. Cầu chì lưỡi có sẵn trong một số giá trị
định mức liên tục như được liệt kê trong Bảng 4.8 cùng với mã màu của chúng


Bảng 4.8 Xếp hạng cầu chì và màu sắc
Giá trị được chọn của cầu chì như tính tốn ở trên phải bảo vệ người tiêu dùng cũng như hệ thống dây
điện. Một ví dụ điển hình về điều này là cầu chì trong mạch động cơ gạt nước. Nếu một giá trị được sử
dụng quá cao, nó vẫn có thể bảo vệ chống lại sự cố đoản mạch nghiêm trọng. Tuy nhiên, nếu các lưỡi gạt
nước bị đóng băng vào cửa kính, một cầu chì có giá trị lớn sẽ khơng nhất thiết bảo vệ động cơ khỏi tình
trạng q tải.
Hiện nay, người ta thường sử dụng các liên kết dễ nóng chảy trong các nguồn cấp đầu ra chính từ pin để
bảo vệ chống đoản mạch lớn trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc lỗi trong kết nối dây. Các liên kết này
chỉ đơn giản là cầu chì hạng nặng và được đánh giá theo các giá trị như 50, 100 hoặc 150 A.
Đôi khi, bộ ngắt mạch được sử dụng thay cho cầu chì, điều này phổ biến hơn trên các phương tiện hạng
nặng. Cầu dao có cùng định mức và chức năng như cầu chì nhưng có ưu điểm là có thể thiết lập lại.
Nhược điểm là chi phí cao hơn nhiều. Bộ ngắt mạch sử dụng một dải lưỡng kim, khi chịu dòng điện quá
mức, sẽ uốn cong và mở một bộ tiếp điểm. Một cơ chế chốt ngăn các tiếp điểm đóng lại cho đến khi nhấn
nút đặt lại.
4.2.6 Chụp đầu cáp
Nhiều loại đầu nối có sẵn và đã phát triển từ đầu nối dạng đầu đạn thành hệ thống chống nước chất lượng
cao hiện đang được sử dụng. Một lựa chọn phổ biến trong nhiều năm là thiết bị đầu cuối thuổng. Ví dụ,
đây vẫn là một lựa chọn tiêu chuẩn để kết nối với rơle, nhưng hiện đang mất điểm nối với các đầu nối


hình lưỡi hoặc trịn nhỏ hơn như trong Hình 4.15. Đầu nối nhiều chân tròn được sử dụng trong nhiều
trường hợp, các chân có kích thước khác nhau từ 1 mm đến 5 mm. Với bất kỳ loại đầu nối nhiều chân nào,
phải luôn cung cấp để tránh kết nối sai.
Bảo vệ chống ăn mòn của đầu nối thực tế được cung cấp theo một số cách. Các phương pháp trước đó
bao gồm bơi mỡ thích hợp vào các chốt để đẩy nước. Hiện nay, người ta thường sử dụng các vòng đệm
cao su để bảo vệ các đầu cực, mặc dù vẫn có thể sử dụng một lượng nhỏ chất bôi trơn tiếp xúc.

Nhiều đầu nối nhiều đường sử dụng một số loại chốt để ngăn các chân riêng lẻ hoạt động lỏng lẻo và cả
cụm phích cắm và ổ cắm hồn chỉnh thường được chốt. Hình 4.16 cho thấy một loại đầu nối phổ biến.
Lưu ý chốt để bảo mật.

Hình 4.15 Thiết bị đầu cuối uốn trịn

Hình 4.16 Thiết bị đầu cuối và dây điện


Hình 4.17 Thiết bị đầu cuối uốn cho cơng việc sửa chữa
Đối với các kết nối điện chất lượng cao, điện trở tiếp xúc của thiết bị đầu cuối phải được giữ ở mức tối
thiểu. Điều này đạt được bằng cách đảm bảo mối nối chặt chẽ với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn và bằng
cách sử dụng lớp phủ kim loại quý thường chứa bạc. Điều đáng chú ý là nhiều kết nối chỉ được thiết kế để
loại bỏ một số lần giới hạn trước khi giảm hiệu quả. Điều này là để giảm chi phí sản xuất nhưng có thể
gây ra vấn đề trên xe cũ.
Nhiều dạng thiết bị đầu cuối có sẵn để sửa chữa sau bán hàng (Hình 4.17), một số thành cơng hơn những
dạng khác. Một ví dụ điển hình là các thiết bị đầu cuối được niêm phong, trong một số trường hợp được
nhà sản xuất chỉ định cho mục đích sửa chữa. Đây là những đầu cuối bằng polyamit được cách điện trước
cung cấp kết nối bền, bền với môi trường cho hầu hết các kích cỡ dây được sử dụng trên xe cơ giới.
Chúng đồng thời cách nhiệt, bịt kín và bảo vệ khớp khỏi bị mài mòn và lạm dụng cơ học.
Dây tước được đưa vào thùng kim loại và uốn theo cách thơng thường. Sau đó, ống được làm nóng và
chất kết dính chảy ra dưới áp lực từ ống, lấp đầy mọi khoảng trống và mang lại khả năng bịt kín tuyệt vời
với cáp. Con dấu ngăn chặn sự xâm nhập của nước và các chất lỏng khác, ngăn chặn hoạt động điện phân.
Kết nối cũng có khả năng chống thay đổi nhiệt độ.


trượt

Hình 4.18 Chuyển đổi với các tiếp điểm


4.2.7 Cơng tắc
Sự phát triển về công thái học và kiểu dáng đã biến việc chuyển đổi đơn giản thành một vấn đề khá phức
tạp. Phương thức hoạt động của công tắc phải đáp ứng các tiêu chí khác nhau. Việc nhóm các công tắc để
giảm thiểu sự mệt mỏi và mất tập trung của người lái xe, khả năng tiếp cận công tắc trong trường hợp
khẩn cấp và các mối nguy hiểm do công tắc nhô ra trong điều kiện va chạm chỉ là một số vấn đề mà nhà
thiết kế phải đối mặt. Giờ đây, các cơng tắc chức năng chính được vận hành bằng cần gạt gắn trên cột lái
đã trở thành tiêu chuẩn. Các chức năng này thường bao gồm; đèn, nhúng, đèn nháy, còi, vòng đệm và cần
gạt nước. Các công tắc điều khiển khác được gắn trong tầm với của người lái trên hoặc gần bảng điều
khiển thiết bị. Cũng như tất cả các ràng buộc thiết kế đã được đề cập, độ tin cậy của công tắc là rất quan
trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ví dụ, một cơng tắc nhúng đèn pha có thể được vận hành trong
khoảng 22 000 lần trong suốt 80 000 km (50 000) dặm sử dụng xe (khoảng 4 năm). Điều này đặt áp lực
cơ và điện lớn lên công tắc.
Một định nghĩa đơn giản về công tắc là 'một thiết bị để ngắt và tạo đường dẫn của dịng điện trong mạch’.
Điều này có nghĩa là cơng tắc có thể được xem xét thành hai phần; các tiếp điểm, thực hiện kết nối điện
và sự sắp xếp cơ học, giúp di chuyển các tiếp điểm. Có nhiều dạng cơ chế hoạt động, tất cả đều tạo và phá
vỡ các liên hệ. Hình 4.18 chỉ cho thấy một phương pháp phổ biến của các tiếp điểm trượt.
Các đặc điểm mà các liên hệ yêu cầu rất đơn giản:
1. Khả năng chống mài mòn cơ và điện.
2. Điện trở tiếp xúc thấp.
3. Khơng tích tụ màng bề mặt.
4. Chi phí thấp.
Các vật liệu thường được sử dụng cho các tiếp điểm công tắc bao gồm đồng, đồng phốt-pho, đồng thau,
đồng berili và trong một số trường hợp là bạc hoặc hợp kim bạc. Vàng được sử dụng cho các số liên lạc


trong các ứng dụng rất đặc biệt. Dòng điện mà một công tắc sẽ phải mang là mối quan tâm chính vì sự ăn
mịn hồ quang của các tiếp điểm là vấn đề lớn nhất. Bạc là một trong những vật liệu tốt nhất cho các tiếp
điểm của công tắc và một cách để giải quyết vấn đề rõ ràng về chi phí là chỉ có các đầu tiếp xúc được làm
từ bạc, bằng cách hàn điện trở bạc với các mối nối bằng đồng chẳng hạn. Hiện nay, người ta thường sử
dụng các công tắc để vận hành một rơle, đến lượt nó sẽ vận hành phần chính của mạch. Điều này cho

phép tự do hơn nhiều trong thiết kế cơng tắc do dịng điện rất thấp, nhưng có thể cần phải triệt tiêu hồ
quang cảm ứng do cuộn dây rơle gây ra. Cũng không được quên rằng rơle cũng là một cơng tắc, nhưng vì
rơle khơng bị hạn chế bởi các vấn đề thiết kế nên hành động chuyển mạch rất nhanh và tích cực cho phép
điều khiển dịng điện cao hơn. Tuổi thọ điện của cơng tắc phụ thuộc vào tần suất hoạt động, tỷ lệ bật tắt
của hoạt động, tính chất của tải, triệt tiêu hồ quang và các chi tiết mạch khác, lượng hành trình của bộ
truyền động được sử dụng, nhiệt độ, độ ẩm và độ rung xung quanh, để đặt tên chỉ là một vài yếu tố. Phạm
vi kích thước và loại cơng tắc được sử dụng trên xe cơ giới là rất lớn, từ các tiếp điểm trong cuộn điện từ
khởi động, đến các tiếp điểm trong một công tắc vi mô cửa sổ trời. Hình 4.19 mơ tả một loại cơng tắc trên
xe cơ giới cùng với thông số kỹ thuật bên dưới.

Hình 4.19 Cơng tắc thanh truyền ba cực đơn
Tính năng loại sản phẩm:
• Cấu hình (Pole-Ném) = Đơn cực – Khuỷu đơn
• Kiểu truyền động = Thanh truyền
• Loại thiết bị truyền động = Top
• Loại kết thúc = Kết nối nhanh
• Gắn kết = Bảng điều khiển
• Được liệt kê theo tiêu chuẩn UL = Tệp số E46765
Đặc điểm điện từ:
• Định mức tiếp điểm = 16A
Các tính năng liên quan đến cơ thể:


• Sê-ri = PR
• Màu bộ truyền động = Đen
• Kiểu gắn = 13,80 mm x 27,60 mm [0,545 in. x 1,086 in.]
Cắt bảng điều khiển
• LED = Khơng có
Liên hệ với các tính năng liên quan:
• Mạ tiếp xúc = Bạc

Một số thuật ngữ được sử dụng để mô tả hoạt động của công tắc được liệt kê bên dưới.
Free position Vị trí của bộ truyền động khi khơng có lực tác dụng.
Pretravel Chuyển động của cơ cấu truyền động giữa vị trí tự do và vị trí vận hành.
Operating position Vị trí bộ truyền động đảm nhận khi quá trình chuyển đổi tiếp điểm diễn ra.
Release position Vị trí bộ truyền động khi cơ chế đặt lại.
Overtravel Chuyển động của cơ cấu truyền động vượt quá vị trí vận hành.
Total travel Tổng của hành trình trước và hành trình quá hạn.
Actuating force Lực cần thiết để di chuyển bộ truyền động từ vị trí tự do sang vị trí vận hành.
Release force Lực cần thiết để cho phép cơ chế thiết lập lại.
Số lượng địa chỉ liên lạc, số lượng cực và loại ném là các điểm tiếp theo sẽ được xem xét trong phần này.
Người tiêu dùng hiện tại của xe cụ thể yêu cầu hành động chuyển đổi cụ thể. Hình 4.20 cho thấy các ký
hiệu mạch để lựa chọn công tắc và hành động chuyển đổi. Rơle cũng có sẵn với các tiếp điểm và hành
động chuyển đổi tương tự như những gì được hiển thị.


​

chuyển

đổi hành động

Hình 4.20 Ký hiệu mạch để lựa chọn công tắc và

Cho đến nay, tất cả các công tắc được đề cập đều được vận hành thủ công. Tuy nhiên, cũng có sẵn các
cơng tắc có thể hoạt động do nhiệt độ, áp suất và quán tính, chỉ nêu tên ba. Ba ví dụ này được thể hiện
trong Hình 4.21. Công tắc nhiệt độ minh họa là công tắc điển hình được sử dụng để vận hành quạt làm
mát bộ tản nhiệt và nó hoạt động bằng một dải lưỡng kim uốn cong do nhiệt độ và khiến một bộ tiếp điểm
đóng lại. Cơng tắc áp suất được hiển thị có thể được sử dụng để giám sát quá áp suất trong hệ thống điều
hịa khơng khí và hoạt động đơn giản bằng áp suất trên màng ngăn, ở áp suất xác định trước, sẽ vượt qua
sức căng của lị xo và đóng (hoặc mở) một bộ tiếp điểm. Cuối cùng, cơng tắc qn tính thường được sử

dụng để ngắt nguồn cung cấp cho bơm phun nhiên liệu trong trường hợp xe bị va chạm.


Hình 4.21 Nhiệt độ, áp suất và qn tính cơng tắc
4.3 Ghép kênh
4.3.1 Giới hạn của hệ thống đi dây thông thường
Độ phức tạp của các hệ thống đi dây hiện đại đã tăng đều đặn trong khoảng 35 năm qua và trong những
năm gần đây, đã tăng lên đáng kể. Bây giờ nó đã đạt đến điểm mà kích thước và trọng lượng của dây nối
là một vấn đề lớn. Số lượng dây riêng biệt cần thiết trên một chiếc xe hàng đầu có thể lên tới 1500! Hệ
thống dây cần thiết để điều khiển tất cả các chức năng trong hoặc ngồi cửa của người lái có thể cần tới
50 dây, riêng hệ thống trong khu vực bảng điều khiển có thể sử dụng hơn 100 dây và kết nối. Điều này rõ
ràng đang trở thành một vấn đề, ngồi các vấn đề rõ ràng về kích thước và trọng lượng, số lượng kết nối
và số lượng dây làm tăng khả năng phát triển lỗi. Người ta ước tính rằng độ phức tạp của hệ thống dây
điện xe tăng gấp đôi sau mỗi 10 năm.
Số lượng các hệ thống được điều khiển bởi thiết bị điện tử không ngừng tăng lên. Một số hệ thống này đã
được sử dụng phổ biến và những hệ thống khác đang được áp dụng rộng rãi hơn. Một số ví dụ về các hệ
thống này được liệt kê dưới đây:
• Quản lý động cơ.
• Chống bó cứng phanh.
• Kiểm sốt lực kéo.
• Vạn vật biến thiên.
• Điều khiển truyền động.
• Hệ thống treo chủ động.