ARTYKUŁY ELEKTRYCZNE NIEZBĘDNE W CIĘŻARÓWKACH

W pojazdach ciężarowych wykorzystywane są z reguły silniki diesla, więc prąd służy tu do zapewnienia działania świec żarowych. We współczesnych pojazdach prąd jest niezbędny również do działania innych podstawowych systemów. Zasila poszczególne elementy osprzętu silnika od wtrysków po pompę paliwową, systemy elektroniczne sterujące pracą wszystkich układów samochodu i zbierających dane za pośrednictwem czujników. Energia elektryczna jest także potrzebna do funkcjonowania oświetlenia, układów hydraulicznych i pneumatycznych oraz wszystkich urządzeń pomocniczych – ogrzewania, klimatyzacji, systemów audio, ale także układu chłodzenia, wycieraczek czy wskaźników kontrolnych. Sprawne działanie całego systemu wytwarzania i dystrybucji energii elektrycznej wymaga stosowania odpowiednich artykułów elektrycznych do ciężarówek, które będą mogły zapewnić właściwą stabilność napięcia oraz zabezpieczyć instalację przed zwarciami. Przyjrzyjmy się bliżej specyfice układów elektrycznych ciężarówek, sprawdźmy, z jakich elementów się składają i które podzespoły są kluczowe dla ich funkcjonowania.

Budowa instalacji elektrycznej ciężarówki i jej podstawowe elementy

Instalacje elektryczna montowane w ciężarówkach są zbudowane podobnie do układów stosowanych w samochodach osobowych, jednak z uwagi na większe wymagania i dużą ilość odbiorników prądu, a także samą wielkość auta są one bardziej skomplikowane oraz działają z wyższymi napięciami. W autach osobowych montuje się układy 12 voltowe, w pojazdach ciężarowych, tak jak w maszynach rolniczych czy sprzęcie budowlanym wykorzystuje się instalacje 24 voltowe, choć część instalacji może być zasilana również napięciem 12 V. Podstawowymi elementami instalacji elektrycznej pojazdu są alternator, służący do wytwarzania napięcia w czasie pracy silnika, akumulator, który jest magazynem energii umożliwiającym rozruch oraz podtrzymującym funkcjonowanie poszczególnych systemów, gdy silnik nie pracuje, a także poszczególne układy będące odbiornikami prądu – m.in. zapłon i samochodowa elektronika. Do działania całości potrzebne są również elementy tworzące całą infrastrukturę elektryczną – przewody, bezpieczniki, złącza i gniazda umożliwiające łączenie poszczególnych odbiorników i kabli.

W samochodach ciężarowych są montowane akumulatory o wysokiej pojemności, łączone ze sobą szeregowo, tak, by otrzymać napięcie 24 V. W wielu autach stosuje się wówczas instalacje dwuprzewodowe z jednakowym napięciem, a tam, gdzie potrzebne jest napięcie 12 V – np. do zasilania wielu nawigacji samochodowych, telefonów, CB radia czy oświetlenia kabiny – stosowane są przetworniki i specjalnie wyprowadzone złącza. Zasilanie może też być wykonane w wersji trzyprzewodowej, wówczas inne napięcie trafia do podzespołów wykorzystujących 24 V np. rozrusznika, a inne do układów 12 voltowych np. gniazda zapalniczki. Akumulatory ciężarówek muszą mieć dużą pojemność nie tylko z uwagi na wysoki prąd rozruchowy nawet powyżej 1000 mA, którego muszą dostarczać podczas zapłonu, ale także dlatego, że są używane na postojach. Korzysta się z nich do obsługi klimatyzacji lub wentylacji, zasilania lodówek, oświetlenia kabiny, używanych przez kierowcę urządzeń multimedialnych oraz ogrzewania postojowego.

Równie ważna jest rola alternatora, pozwalającego na uzupełnianie prądu pobranego podczas rozruchu lub działania systemów używanych na postoju, a także dostarczanie zasilania podczas pracy silnika. Alternator jest trójfazową prądnicą prądu przemiennego, która dzięki obrotom wirnika znajdującego się wewnątrz stojana generuje przepływ prądu elektrycznego. Obroty są możliwe za sprawą napędzania wirnika za pośrednictwem przekładni pasowej, której koła rotują zależnie od poziomu obrotów silnika. Ponieważ silnik pracuje z różnymi prędkościami obrotowymi w zależności od potrzeb, alternator współpracuje z regulatorem napięcia, zapewniającym jego stabilny poziom niezależnie od obciążenia instalacji samochodu oraz samych obrotów.

Przewody w instalacjach elektrycznych ciężarówek

Najważniejszą część infrastruktury elektrycznej samochodu ciężarowego stanowią przewody. W zależności od tego, do zasilania jakich odbiorników prądu są wykorzystywane, dzieli się je na niskonapięciowe – używane do podzespołów wymagających zasilania prądem o napięciu 12 albo 24 volt – średnionapięciowe od 100 do 500 V, a także wysokonapięciowe używane do dostarczania prądu rozruchowego. Większość przewodów używanych w instalacjach samochodowych jest wykonanych z miedzi, która charakteryzuje się najkorzystniejszym stosunkiem rezystencji do elastyczności i wytrzymałości. W instalacjach pojazdów stosunkowo rzadko korzysta się z przewodów wykonanych z drutu – poza połączeniami, które pozostają sztywne i nie mają zbyt wielkiej długości. Większość przewodów to linki splecione z wielu cienkich żyłek, co gwarantuje zwiększoną elastyczność oraz umożliwia ich łatwiejsze rozprowadzanie w ograniczonych przestrzeniach. Stosowanie linek jest też korzystne tam, gdzie połączenia mają charakter ruchomy – np. między ciągnikiem siodłowym a naczepą lub ciężarówką a przyczepą, ale także w drzwiach czy uchylnych kabinach. Stosowanie wielożyłowych linek ma także ograniczyć wpływ drgań na stan i działanie instalacji.

Przewody stosowane w samochodach są dziś produkowane z izolacją polwinitową, czyli z uplastycznionego polichlorku winylu, ale także z innych tworzyw sztucznych np. polietylenu. Tam, gdzie przewody są narażone na uszkodzenie wskutek oddziaływań mechanicznych – przetarcia, uderzenia czy nacisk – stosuje się dodatkowe zabezpieczenie w postaci pancerzy np. oplotów metalowych, lecz coraz częściej też tworzyw sztucznych. Przewody, które przebiegają w pobliżu układów elektronicznych lub do nich prowadzą, są często dodatkowo ekranowane – w warstwie instalacji znajdują się cienkie druty, które ograniczają tworzenie się pola elektromagnetycznego. W większości przypadków instalacja samochodowa składa się z wiązek przewodów – są to grupy kabli łączone razem dodatkowym oplotem, które dla przyspieszenia montażu i zmniejszenia stopnia skomplikowania struktury są układane wspólnie, przeprowadzane przez otwory oraz rozprowadzane dopiero w pobliżu poszczególnych odbiorników. Tak jak przy wszystkich przewodach elektrycznych grubość żył jest dobierana do gęstości prądu oraz możliwych spadków napięcia, a także ryzyka wystąpienia zwarcia. Dla ułatwienia montażu i napraw instalacji przewody są numerowane oraz oznaczane odpowiednimi barwami w zależności od funkcji i przeznaczenia. Przykładowe kolory i oznaczenia to choćby kolor czerwony (RD) oznaczający zasilanie dostarczane przez cały czas, czarny (BK), czyli masa albo zielony (GN) dla zasilania ze stacyjki bez pośrednictwa bezpiecznika.

Przewody używane w instalacjach elektrycznych samochodów ciężarowych muszą być ze sobą odpowiednio łączone. Najczęściej stosowane są tu klasyczne wtyki zakładane podczas zarabiania przewodów i montowania wiązek – konektory płaskie lub rurowe, a także oczkowe – szczególnie przy połączeniach stałych. W miejscach, gdzie instalacja jest stosunkowo często rozłączana – np. przy doprowadzaniu zasilania do reflektorów – używa się zwykle konektorów w postaci kostek w różnych standardach. Do podłączania wiązek przewodów, które są załączane i odpinane bardzo często – jak choćby przy podłączaniu przyczep lub naczep używa się wielopinowych okrągłych wtyczek zabezpieczonych przed wpływem warunków zewnętrznych.

Bezpieczniki w instalacjach elektrycznych samochodów ciężarowych

Ponieważ instalacja elektryczna samochodu ciężarowego jest narażona na powstawanie zwarć, wykorzystuje się w niej bezpieczniki, których zadaniem jest przerwanie obwodu w razie zbyt wysokiego obciążenia. Działanie bezpiecznika pozwala na uniknięcie skutków zwarć – znacznego rozgrzania się przewodu, co może prowadzić do upłynnienia żyły, a ze względu na wysoką temperaturę także do stopienia izolacji i wywołania pożaru. W pojazdach korzysta się na ogół z bezpieczników topikowych – stosuje się w nich stosunkowo cienki przewód, który w razie zwarcia ulega przegrzaniu i stopieniu, co powoduje jego przerwanie. W wielu pojazdach coraz częściej montuje się również bezpieczniki termiczne. Funkcjonują one bardzo podobnie do typowych bezpieczników zakładanych w instalacjach stacjonarnych. W przypadku nagrzania się przewodu wskutek zwarcia dochodzi do odkształcenia się elementu przytrzymującego zamontowany na sprężynie łącznik i przerwania obwodu. Urządzenia tego rodzaju są wprawdzie droższe, jednak można je wykorzystywać wielokrotnie.

Podstawowe bezpieczniki montowane w instalacjach samochodowych to bezpieczniki płytkowe. Stosuje się w nich dwa metalowe piny, za których pomocą osadza się bezpiecznik w gnieździe oraz łączący je cieńszy drucik, ulegający przerwaniu w razie zwarcia. Bezpieczniki mają wystandaryzowaną szerokość – mini to 11,9 mm, normalne 19 mm, a maxi 35 mm. Bezpieczniki mini i normalne zakłada się w instalacjach, które pracują z mniejszymi obciążeniami, maxi zaś tam, gdzie natężenia są większe. Zakres natężenia prądu, przy którym zadziałają bezpieczniki topikowe, obejmuje od 1 do 35 A dla bezpieczników mini i normalnych oraz od 20 do 100 A dla bezpieczników maxi. Dla ułatwienia montażu i wymiany bezpieczników są one oznaczane przyporządkowanymi poszczególnym prądom zadziałania kolorami. Przykładowe oznaczenia to fioletowy odpowiadający 3 A, czerwony 10 A, żółty 20 A w przypadku bezpieczników normalnych i mini, natomiast zielony przy 30 A, czerwony przy 50 A, a fioletowy przy 100 A dla bezpieczników maxi.

W samochodach ciężarowych często montuje się także bezpieczniki rurkowe szklane (zwykle dla mniejszych natężeń) albo ceramiczne – a także płaskie bezpieczniki nożycowe i taśmowe. Bezpieczniki rurkowe są używane w obwodach z natężeniami od 20 do 80 A, a nożycowe od 60 do nawet 200 A. Podczas gdy bezpieczniki płytowe montuje się w skrzynkach – bezpieczniki rurkowe i nożycowe zakłada się w specjalnych gniazdach włączanych w przewody instalacji, w pobliżu odbiornika.