Dlaczego podwozie stosuje się jako uziemienie w samochodowych obwodach elektrycznych

18

Elektronika samochodowa zwykle wykorzystuje metalową obudowę jako ujemne złącze uziemienia dla obwodów prądu stałego. Oczywiście to oszczędza coś na okablowaniu. Czy istnieje jakiś elektryczny powód takiego podejścia?

(Nie pytam, dlaczego negatywne zamiast pozytywnych, ale dlaczego metalowa rama zamiast drutu.)

ground wiring automotive śliniaczek
źródło
2
To ogromna kropla przewodząca o prawdopodobnie równoważnej bardzo bardzo niskiej impedancji .. i tak, może być używana jako oszczędność wielu przewodów powrotnych uziemienia
KyranF
Powiązane: Elektryczny układ samochodowy. Jak działa wszystko
JYelton,
2
A niektóre samochody mają pozytywne podłoże. Nie pamiętasz, które: stare VW?
Brian Drummond,
3
Czy kiedykolwiek miałeś kiedyś ten irytujący problem z „luźnym przewodem uziemiającym” na płytkach ściennych itp.? Cóż, nie z samochodem! Po prostu to wkręć! Ona będzie odpowiednia!
KyranF
1
@KyranF Niestety nie mogę się zgodzić. W samochodzie są dziesiątki (lub więcej) podstaw, a gdy jeden z nich się poluzuje, może powodować różnego rodzaju dziwne problemy. Pod deską rozdzielczą ( wiele przewodów) i pasek uziemiający mocujący blok silnika do podwozia są powszechne w starszych samochodach. Bleh Tyle bólu i wydaje się, że zdarza się to znacznie częściej niż problemy z drugą stroną.
Spehro Pefhany

Odpowiedzi:

14

Nie ma powodu elektrycznego, ale zamiast tego ważnego. Wykorzystując istniejącą metalową konstrukcję jako grunt, skutecznie zmniejsza liczbę drutów o około połowę, a tym samym oszczędza dużo masy. (Na przykład w przeciwnym razie każde światło tylne musiałoby mieć dwa przewody zamiast jednego).

Pamiętaj też, że niektóre obciążenia elektryczne w samochodzie zużywają dużo prądu. Na przykład silnik rozrusznika bardzo często wykorzystuje drut 0 AWG, który waży około 0,5 kg / m.

Co ciekawe, choć nie twoje pytanie, wybór negatywnego kontra pozytywnego jest całkowicie arbitralny. W rzeczywistości, w latach 60. ubiegłego wieku, Volkswagen używał systemu 6-dodatniego uziemienia dla Beetle do około 1967 r., Kiedy ostatecznie zmienił się na 12-woltowy system uziemienia ujemnego, który jest obecnie standardem.

Edward
źródło
Korzystanie z uziemienia może przynieść pewne korzyści w postaci galwanicznej ochrony antykorozyjnej, ponieważ na korpusie pojawi się korozja, a nie dodatnio naładowane okablowanie. Mając również podwozie jako masę, prawie nie ma szans na odbicie od ziemi lub pętle uziemienia, ponieważ wszystkie systemy mają połączenie uziemienia o prawie jednym punkcie gwiazdowym.
KalleMP,
5
@KalleMP, myślę, że masz ochronę antykorozyjną wstecz. Całą korozję mam na dodatnim zacisku akumulatora, a nie na karoserii samochodu. Nazywa się to również ochroną katodową. To był mój pierwszy hit, rroc.org.au/wiki/index.php?title=Technical:Polarity
George Herold
@KalleMP, ale dodatnie podwozie zapewnia to samo wspólne połączenie o niskiej impedancji, więc czy nie ma tego samego braku pętli „masy” jak podwozie ujemne? Nie widzę wpływu polaryzacji na pętle uziemienia.
cristoper
1
@cristoper Całkiem słusznie, część naziemna nie ma znaczenia dla problemów z pętlą uziemienia, jest to wspólna część, która pomaga w tej części. Dodatnie uziemienie przyniosłoby takie same korzyści, ponieważ wszystkie akcesoria były również uziemione i można było łatwo podłączyć ich obudowę.
KalleMP
@GeorgeHerold Rzeczywiście mogłem cofnąć korozję, ale nadal może ona odnosić się do przyczyn wyboru ujemnego uziemienia. Gdziekolwiek doszło do korozji, można było zdecydować, że z dodatnim podłożem znajduje się w niewłaściwym miejscu. Zobacz także odpowiedź, którą
podałem
8

Im więcej przewodów używasz, tym więcej masz przewodów, które mogą ulec awarii. Im więcej masz przewodów, które mogą zawieść, tym bardziej prawdopodobne jest, że coś przestanie działać. O ile mi wiadomo, naprawdę nie ma sposobu na awarię podwozia, co nie sprawi, że przestaną działać również z innych, ważniejszych powodów, więc używając podwozia zmniejszasz liczbę możliwych sposobów, w jakie Twój samochód, lub niektóre jego składnik może przestać działać.

Saidoro
źródło
2
Jak na ironię, stało się tak, ponieważ miałem awarię połączenia podwozia w mojej przyczepie do łodzi. Przyczepa jest obrotowa, a tylko zardzewiała śruba łączy przednią część z tyłu. Przewód uziemiający znajdował się z przodu, a światła z tyłu. Podczas ciągnięcia czasami połączenie zostało zerwane, gdy sekcje się podskoczyły, a światła zamigotały. Od tego czasu podłączyłem dłuższy przewód uziemiający i przeniosłem punkt mocowania do tylnej części podwozia.
śliniak
Cały szereg irytujących i trudnych problemów może wystąpić z powodu braku lub skorodowanego paska uziemienia między silnikiem a podwoziem; wszystko, od przypadkowych przerw w zapłonie, przez rozładowaną baterię, aż po migające światła tylne.
Edward,
Okablowanie przyczepy powinno być przykładem tego, jak korzystne jest unikanie przewodów. Wygląda na to, że każdej wiosny odkrywam, że jakiś gryzoń zużył połowę okablowania przyczepy na przekąskę.
whatsisname
6

Podczas gdy inne przekonujące odpowiedzi są poprawne, powinienem dodać naprawdę naprawdę oczywistą odpowiedź, która, biorąc pod uwagę, że jest to strona poświęcona inżynierii, powinna już być wspomniana.

KOSZT

Przemysł motoryzacyjny jest bardzo konkurencyjny, z cienkimi marginesami brzytwy i wymagającym środowiskiem do działania. A miedź jest bardzo droga.

symbol zastępczy
źródło
2

To jest odpowiedź na mój komentarz powyżej, który nie zmieściłby się w komentarzu.

Próbuje również podać link do dobrego opisu pierwotnego pytania, a następnie trochę historii, aby wyjaśnić negatywną vs pozytywną kwestię podstawową, którą błędnie uważałem za jednoznaczną.

W tym pierwszym łączu autor jasno wyjaśnia powody i zalety używania podwozia jako wspólnego punktu odniesienia, a także jak najlepiej go używać, a kiedy nie. Mówiąc prosto, podwozie jest dobrym wspólnym punktem odniesienia napięcia o niskiej rezystancji. http://www.w8ji.com/negative_lead_to_battery.htm

Wiele miejsc wydaje się wskazywać, że użyto dodatniego uziemienia, aby zapobiec korozji drutów w czasach mniej skutecznej izolacji. http://lajagclub.com/the-argument-for-positive-ground/ http://www.jalopyjournal.com/forum/threads/why-neg-ground-vs-pos-ground.497935/

Wikipedia ma drobny wycinek dyskusji na temat wyboru polaryzacji wspomnianej na stronie dyskusji, ale informacje o osadzie chłodnicy nie są już na stronie akumulatorów samochodowych, ponieważ mogły być niemożliwe do zweryfikowania. https://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Reference_desk/Archives/Science/2010_October_4#Six_volt_automotive_systems

Wiele bardziej niejasnych odniesień wskazuje, że korozja była problemem, ale brak konsensusu co do tego, który z nich był gorszy lub czy chroniona była obudowa lub okablowanie. http://www.yesterdaystractors.com/cgi-bin/viewit.cgi?bd=nboard&th=848277

Przejście do standaryzacji mogło wynikać z rynku akcesoriów. Rosnące wykorzystanie elementów półprzewodnikowych (regulatorów napięcia) oznaczało, że miało to znaczenie, w jaki sposób łączone są części. Samochody często przekształcano w ziemię ujemną w celu obsługi urządzeń radiowych wykonanych zgodnie z konwencjami dotyczącymi projektowania elektronicznego. Potrzeba wybrania standardu „dowolny standard” dla samochodów mogła wynikać z zapotrzebowania samochodu na energię elektryczną i wynikać z wygody komercyjnej. O jakości iskry wspomina się sporadycznie, ale biegunowość podwozia nie zmusiłaby jej do tego, by cewka była podłączona w razie potrzeby.

KalleMP
źródło
1
Pierwsze półprzewodnikowe radiotelefony samochodowe wszędzie używały tranzystorów PNP Ge, ponieważ było to wszystko, co było w tym czasie dostępne. To sprawiło, że dodatnia ziemia była wygodniejsza i mogła przyczynić się do tego, że brytyjskie samochody spóźniły się na ujemny grunt.
Autystyczny
1

Śliniak, aby odpowiedzieć na twoje pytanie: Tak, istnieje elektryczny powód, aby używać podwozia pojazdu jako uziemienia. Oto przykład: Do zasilania urządzenia, które pobiera 50 amperów, potrzebna jest wtyczka elektryczna (powiedzmy wtyczka Andersona) z tyłu pojazdu, a długość kabla potrzebnego do osiągnięcia wtyczki wynosi 7 metrów. Teraz, aby obliczyć rozmiar kabla, należy również wziąć długość kabla powrotnego (ujemnego). Korzystając z powyższych wymagań przykładowych z instalacją z dwoma kablami, tj. Kable dodatnie i ujemne biegną do wtyczki z akumulatora i oparte na napięciu akumulatora 13,8 i spadku napięcia ~ 3%, co daje napięcie robocze ~ 13,4 wolta na wtyczce. Musisz poprowadzić 14 metrów kabla 4/0 AWG (B&S). Korzystając z podwozia pojazdu jako podłoża, musiałbyś przejechać tylko 7 m długości 5 AWG (B & S) plus krótka długość od ujemnego zacisku wtyczki do podwozia, powiedzmy ~ 1 metr, co daje całkowitą długość do 8 metrów 5 AWG w porównaniu z 14 metrami 4/0 AWG, co stanowi ogromną oszczędność. Dobrym pomysłem jest modernizacja kabli uziemienia nadwozia i podwozia od ujemnego bieguna akumulatora, ponieważ oryginalne kable mają wymiary odpowiadające standardowemu obciążeniu elektrycznemu pojazdu i mogą nie być wystarczająco ciężkie, aby poradzić sobie ze zwiększonym obciążeniem podwozia.

Grey Nomad
źródło
Oczywiście jest to 7-metrowy kabel 5 AWG (B & S) od dodatniego zacisku akumulatora
Gray Nomad
0

Nie jestem inżynierem elektrykiem, ale wydaje mi się, że podwozie jest rzeczywiście odpowiednią masą (niezależnie od tego, czy podłączona jest ujemna strona akumulatora), a następnie zwykłe wyjaśnienie, dlaczego zawsze powinniśmy odłączać zacisk NEGATYWNY przed praca nad naszym samochodem jest nieprawdziwa (patrz link poniżej). Dopóki podłączony jest kabel dodatni, istnieje ryzyko zwarcia dowolnej liczby obwodów w systemie. Wystrzeliłem wystarczającą ilość bezpieczników, aby nauczyć się na własnej skórze.

Odłączanie zasilania

Dennis
źródło
To nie jest fałszywe. Problem polega na tym, że jeśli najpierw odłączysz +, ryzykujesz zmostkowanie + z podwoziem podczas wykonywania zadania. Odłączanie - po pierwsze nie ma tego problemu. Podobnie, podłączając przewody skokowe, najpierw łączysz +, aby poślizgnięcie się i uderzenie w podwozie nie miało znaczenia, ponieważ nie ma pełnego obwodu.
Tranzystor
-4

Aby uzyskać dodatkowy poziom bezpieczeństwa: w przypadku utraty połączenia kablowego spada na obudowę i ustawia pod napięciem prąd przepływałby przez ciało osoby dotykającej go. Jest to wysokie ryzyko dla ludzi. Aby tego uniknąć, należy ustawić go na ziemi.

spekulatius
źródło
Myślę, że przekonasz się, że większość przewodów samochodowych to 12VDC, więc człowiek może dość bezpiecznie dotknąć obu zacisków akumulatora samochodowego. Jedyne, co jest wysokie napięcie (w każdym razie nieelektrycznym, niehybrydowym samochodzie) to druga strona obwodu zapłonu - przewody świecy zapłonowej.
Edward,
To prawda, ogólnie wolałbym pozostać po bezpiecznej stronie i trzymać ją uziemioną. Innym powodem jest to, że różne zasilacze potencjalnie mogłyby zostać przekroczone, jeśli prąd przepływa z jednego urządzenia do drugiego przez obudowę. Zwiększa to ryzyko awarii.
Spekulatius
Gdyby podwozie było izolowane i zetknęło się z drutem, osoba musiałaby skontaktować się zarówno z podwoziem, jak i ścieżką powrotną do źródła napięcia, aby uzyskać prąd.
gbarry