Почему шасси используется в качестве земли в автомобильных электрических цепях

Автомобильная электроника обычно использует металлическое шасси в качестве разъема отрицательного заземления для цепей постоянного тока. Очевидно, это экономит кое-что на проводке. Есть ли электрическая причина для такого подхода?

(Я не спрашиваю, почему минус вместо плюса, а почему металлический каркас вместо проволоки.)

Это огромная токопроводящая капля с, вероятно, эквивалентом очень-очень низкого импеданса... и да, ее можно использовать для экономии множества обратных проводов заземления.
И некоторые автомобили имеют положительную землю. Не могу вспомнить какие: старые Фольксвагены?
Когда-нибудь раньше возникала эта раздражающая проблема с «ослабленным заземляющим проводом» в макетных платах и ​​т. Д.? Ну не с машиной! Просто закрутите его прямо там! Она будет права, приятель!
@KyranF К сожалению, вынужден не согласиться. В машине множество (или больше) площадок, и когда одна из них ослабевает, это может вызвать всевозможные странные проблемы. Под приборной панелью ( много проводов) и заземляющий ремешок, крепящий блок двигателя к шасси, являются обычными для старых автомобилей. Бле. Столько боли, и кажется, что это случается гораздо чаще, чем проблемы с другой стороной.

Ответы (9)

Причина не в электричестве, а в весе. Используя существующую металлическую конструкцию в качестве заземления, он эффективно уменьшает количество проводов примерно наполовину и, следовательно, значительно снижает вес. (Например, в противном случае каждый задний фонарь должен был бы иметь два провода вместо одного.)

Помните также, что некоторые электрические нагрузки в автомобиле потребляют большой ток. Например, в стартерном двигателе очень часто используется провод 0 AWG, который весит около 0,5 кг/м.

Интересно, хотя это и не ваш вопрос, выбор отрицательного или положительного совершенно произволен. Фактически, еще в 1960-х годах Volkswagen использовал 6-вольтовую систему «положительного заземления» для Beetle примерно до 1967 года, когда они, наконец, перешли на 12-вольтовую систему с отрицательным заземлением, которая является стандартной сегодня.

В защите от гальванической коррозии может быть некоторая польза от использования заземления в качестве отрицательного, коррозия будет происходить на корпусе, а не на положительно заряженной проводке. Кроме того, если шасси используется в качестве заземления, практически исключена вероятность дребезга земли или контуров заземления, поскольку все системы имеют почти одно соединение с землей по схеме «звезда».
@KalleMP, я думаю, ты получил защиту от коррозии наоборот. У меня вся коррозия на плюсовой клемме аккумулятора, а не на кузове машины. Ее также называют катодной защитой. Это был мой первый хит, rroc.org.au/wiki/index.php?title=Technical:Polarity
@KalleMP, но положительное шасси обеспечивает такое же общее соединение с низким импедансом, поэтому разве у него нет такого же отсутствия «заземляющих» контуров, как и у отрицательного шасси? Я не вижу, как полярность влияет на контуры заземления.
@cristoper Совершенно верно, наземная часть не имеет отношения к проблемам контура заземления, это общая часть, которая помогает с этой частью. Положительное заземление даст те же преимущества, если все аксессуары также будут иметь положительное заземление и их корпус можно будет легко соединить.
@GeorgeHerold Возможно, я действительно получил коррозию назад, но это все еще может быть связано с причинами выбора Negative Ground. Везде, где возникла коррозия, могло быть решено, что с положительным заземлением она была не в том месте. См. также ответ, который я дал ниже, для ссылок, чтобы уточнить путаницу.
Ранние автомобили до 1960 года, как правило, использовали положительное заземление. Одна из причин предположительно заключалась в том, что это улучшило работу парковочных свечей при работе с отрицательной искрой - напряжение пробоя было немного ниже, чем если бы у них была положительная искра, и поэтому нагрузка на изоляцию была меньше. Расположение контактного выключателя / катушки имело тенденцию производить искру той же полярности, что и напряжение питания.

Чем больше проводов вы используете, тем больше у вас проводов, которые могут выйти из строя. Чем больше у вас проводов, которые могут выйти из строя, тем больше вероятность того, что что-то перестанет работать. На самом деле (насколько мне известно) шасси не может выйти из строя из-за электроники, что не приведет к остановке работы по другим, более важным причинам, поэтому, используя шасси, вы уменьшаете количество возможных способов, с помощью которых ваша машина или некоторые его компонент, может перестать работать.

По иронии судьбы, это произошло из-за того, что у меня произошел сбой соединения шасси на моем лодочном прицепе. Прицеп поворотного типа и только ржавый болт соединяет переднюю секцию с задней. Заземляющий провод был спереди, а фары сзади. При вытягивании иногда связь терялась из-за того, что секции подпрыгивали, а свет мерцал. С тех пор я прикрепил более длинный заземляющий провод и переместил точку крепления на заднюю часть шасси.
Целый ряд неприятных и сложных проблем может возникнуть из-за отсутствия или коррозии заземляющего ремня между двигателем и шасси; все, от случайных осечек до разряженной батареи и мерцающих задних фонарей.
Проводка прицепа должна быть примером того, как отказ от проводов является преимуществом. Кажется, каждую весну я обнаруживаю, что какой-то грызун использовал половину проводки моего трейлера для перекуса.

В то время как убедительные другие ответы верны, я должен добавить действительно очевидный ответ, который, учитывая, что это сайт, ориентированный на инженеров, уже должен был быть упомянут.

СТОИМОСТЬ

Автомобильная промышленность отличается высокой конкуренцией, маржой как бритва и сложными условиями для работы. А медь очень дорогая.

Я подозреваю, что дополнительная работа, необходимая для подключения всех заземляющих проводов, проверки соединений и устранения любых потенциальных проблем, может быть, по крайней мере, такой же дорогой, как и сама медь. Насколько я знаю, вам все еще нужен человек, чтобы сделать всю проводку, роботы еще не справляются с этим.
Это будет значительная часть ответа. Был период, когда автомобили использовали в проводах стальные плакированные медью жилы. Медь обеспечивала проводимость и устойчивость к окружающей среде, а сталь обеспечивала механическую прочность. Это позволило использовать более тонкие провода для более низких токов, поскольку сталь обеспечивала достаточную прочность, которой не хватало бы очень тонкому проводу из чистой меди. Я не слышал, что это распространено и что это значительно усложнит переработку, но показывает, на что готовы пойти инженеры, чтобы сэкономить немного меди.

Это ответ на мой комментарий выше, который не вписывается в комментарий.

Он также пытается предложить ссылку на хорошую рецензию по основному вопросу, а затем некоторую историю, чтобы прояснить отрицательный и положительный основной вопрос, который я ошибочно считал четким.

В этой первой ссылке автор четко объясняет причины и преимущества использования шасси в качестве общей точки заземления, а также как лучше его использовать, а когда нет. Проще говоря, шасси является хорошей точкой отсчета общего напряжения с низким сопротивлением. http://www.w8ji.com/negative_lead_to_battery.htm

Многие сайты, похоже, указывают на то, что положительное заземление использовалось для предотвращения коррозии проводов во времена менее эффективной изоляции. http://lajagclub.com/the-argument-for-positive-ground/ http://www.jalopyjournal.com/forum/threads/why-neg-ground-vs-pos-ground.497935/

В Википедии есть крошечный фрагмент обсуждения, касающегося выбора полярности, упомянутого на странице обсуждения, но информации о шламе радиатора больше нет на странице автомобильного аккумулятора, поскольку она могла быть неподдающейся проверке. https://en.wikipedia.org/wiki/Википедия:Reference_desk/Archives/Science/2010_October_4#Six_volt_automotive_systems

Многие более расплывчатые ссылки указывают на то, что коррозия вызывала беспокойство, но нет единого мнения относительно того, что на самом деле было хуже, или защищались ли шасси или проводка. http://www.yesterdaystractors.com/cgi-bin/viewit.cgi?bd=nboard&th=848277

Переход к стандартизации мог быть вызван рынком аксессуаров. Растущее использование полупроводниковых компонентов (регуляторов напряжения) означало, что имеет значение способ соединения деталей. Автомобили часто переводили на отрицательную землю для поддержки радиооборудования, которое было изготовлено в соответствии с правилами проектирования электроники. Необходимость выбрать стандарт «любой стандарт» для автомобилей могла быть внешней по отношению к потребностям автомобилей в электричестве и обусловлена ​​коммерческими удобствами. Время от времени упоминается качество искры, но полярность шасси не заставила бы ее быть той или иной, поскольку катушку можно было подключить по мере необходимости.

Первые полупроводниковые автомобильные радиоприемники повсеместно использовали транзисторы PNP Ge, потому что это было все, что было доступно в то время. Это сделало положительное заземление более удобным и, возможно, способствовало тому, что британские автомобили опоздали с переходом на отрицательное заземление.

Bib, Чтобы ответить на ваш вопрос: Да, есть электрическая причина для использования шасси автомобиля в качестве земли. Вот пример: вам требуется электрическая розетка (скажем, вилка Андерсона) в задней части вашего автомобиля для питания устройства, потребляющего 50 ампер, а длина кабеля, необходимого для подключения к вилке, составляет 7 метров. Теперь, чтобы рассчитать размер кабеля, вы также должны принять во внимание длину обратного (отрицательного) кабеля. Используя пример требований, приведенных выше, с установкой сдвоенного кабеля, т. е. положительный и отрицательный кабели идут к вилке от батареи и основаны на напряжении батареи 13,8 и падении напряжения ~ 3%, что дает рабочее напряжение ~ 13,4 вольт на вилке. Вам потребуется 14 метров кабеля 4/0 AWG (B&S). Принимая во внимание, что при использовании шасси автомобиля в качестве земли вам нужно будет проложить только 7 м длины 5 AWG (B & S) плюс небольшая длина от отрицательной клеммы вилки до шасси, скажем, ~ 1 метр, в результате чего общая длина составляет 8 метров для 5 AWG по сравнению с 14 метрами для 4/0 AWG, что дает огромную экономию. Хорошей идеей является модернизация кабелей заземления кузова и шасси от отрицательной клеммы аккумулятора, поскольку оригинальные кабели рассчитаны на стандартную электрическую нагрузку автомобиля и могут быть недостаточно тяжелыми, чтобы выдерживать повышенную нагрузку на заземление шасси.

Конечно, это 7-метровый кабель 5 AWG (B & S) от положительной клеммы аккумулятора.

Я не инженер-электрик, но мне кажется, что если шасси действительно является подходящим заземлением (независимо от того, подключена ли отрицательная сторона аккумулятора), то обычное объяснение того, почему мы всегда должны отключать ОТРИЦАТЕЛЬНУЮ клемму перед работа над нашей машиной является подделкой (см. ссылку ниже). Пока положительный кабель подключен, мы рискуем закоротить любое количество цепей в системе. Я перегорел достаточно предохранителей, чтобы учиться на собственном горьком опыте.

Отключение источника питания

Это не подделка. Проблема в том, что если вы сначала отсоедините +, вы рискуете соединить + с шасси во время выполнения задачи. Отключение - сначала не страдает этой проблемой. Точно так же при подключении пусковых проводов вы сначала подключаете +, так что если он соскользнет и ударится о шасси, это не будет иметь значения, потому что нет полной цепи.
Как только вы отсоедините отрицательную клемму аккумулятора от шасси, вы не сможете замкнуть что-либо на что-либо, потому что любая полная цепь должна включать отрицательную связь между шасси и аккумулятором. И если вы случайно умудритесь обеспечить эту связь (скажем, касание отверткой и минусовой клеммы аккумулятора, и корпуса), ничего страшного не произойдет, вы просто переподключили аккумулятор как обычно. Возможно, будет крошечная искра, но точно не короткое замыкание.

Все неправильные ответы!

Так как свеча зажигания имеет только один плюсовой порт, минус идет от блока цилиндров. Заземление блока двигателя означает заземление шасси. Период.

Давным-давно, когда я подключал тележку, которую мы построили, я решил подключить все заземление непосредственно к аккумулятору таким образом, я по глупости думал, что мне не придется заземлять шасси. Вы знаете, когда вы просто хотите сделать что-то без уважительной причины. Да, но двигатель не зажигался, и после того, как я сломал над этим голову, я понял, что ему нужна земля. Как только я подключил перемычку от отрицательной клеммы к блоку двигателя, она загорелась.

Я думаю, производители могли бы легко придумать 2 порта на свече зажигания сегодня, но это бесполезно. Заземление шасси также значительно помогает уменьшить электрические пики, вызванные катушками зажигания.

Уже опубликованы очень хорошие ответы. Тем не менее, я хочу показать свою точку зрения. Использование шасси автомобиля в качестве заземления является очень хорошим конструктивным решением. Когда вы работаете над ремонтом или какой-либо модификацией, если мы просто отключим заземление от сети, это совершенно безопасно от короткого замыкания и возгорания, которые могут случайно произойти из-за непреднамеренного короткого замыкания. работа с металлическими деталями. Вместо того, чтобы отключать каждый кабель отдельно. Еще одним преимуществом является то, что когда вы хотите внести некоторые изменения в электрическую часть, например, добавить светодиодную ленту, отдельный задний фонарь и т. д., проще просто получить плюс от сети, а простое подключение к GND значительно упрощает работу. со многими элементами одновременно, вам не нужно помнить о проводке и непреднамеренном коротком замыкании, когда его оставляют открытым. Это как тянуть нейтраль с нулевой шины,

Чтобы иметь дополнительный уровень безопасности: если какие-либо кабельные соединения оборвутся, упадут на шасси и поставят его под напряжение, через тело кого-то, кто его коснется, потечет ток. Это высокий риск для людей. Чтобы избежать этого, его заземляют.

Я думаю, вы обнаружите, что большая часть автомобильной проводки рассчитана на 12 В постоянного тока, поэтому человек может совершенно безопасно прикасаться к обеим клеммам автомобильного аккумулятора. Единственная часть, которая находится под высоким напряжением (во всяком случае, в неэлектрическом, негибридном автомобиле), — это вторичная сторона цепи зажигания — провода свечи зажигания.
Правда, обычно я просто предпочитаю оставаться на безопасной стороне и держать его приземленным. Другая причина заключается в том, что различные источники питания потенциально могут быть превзойдены по своим возможностям, если ток течет от одного устройства к другому через шасси. Это увеличивает риск отказа.
Если бы шасси было изолировано и соприкасалось с проводом, человеку пришлось бы контактировать как с шасси, так и с обратным путем к источнику напряжения, чтобы подвергнуться воздействию любого тока.
Почему шасси используется в качестве земли в автомобильных электрических цепях
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v