فیوز خودرو

انواع و اجزا

هر سیستمی نیاز به کنترل و محافظت دارد سیستم‌های الکتریکی در خودرو نیز از این امر مستثنی نیستند. یکی از روش‌های محافظت از مدارهای الکتریکی استفاده از فیوز در مدار است. در سیستم‌های الکتریکی خودرو، فیوز نقش بسیار حیاتی و مهمی را ایفا می‌کند.
در هنگام عیب‌یابی الکتریکی نیز فیوزها اولین نقاطی هستند که مورد بررسی قرار می‌گیرند. در این مقاله در مورد انواع فیوز خودرو و دلایل بکار بردن آنها در مدارها و روش عیب‌یابی آنها مطالبی ارائه خواهد شد.

وظیفه فیوز خودرو

همانطور که در مقاله عیوب مدار الکتریکی خودرو اشاره شد، یکی از مشکلات رایج در مدارهای الکتریکی ایجاد حالت اتصال کوتاه در دسته سیم و یا دستگاه موردنظر است. به‌عنوان نمونه به شکل 1 توجه کنید.

شکل 1- اتصال کوتاه ‌بین سیم‌کشی دو سر لامپ

همانطور که در شکل 1 مشاهده می‌شود سیم‌های مثبت و منفی لامپ با یکدیگر اتصالی کردند. این مشکل می‌تواند در اثر ضربه در تصادف یا فرسوده شدن سیم‌ها و یا کانکتور مربوطه اتفاق بیفتد. زمانی که اتصال کوتاه در یک مدار مانند شکل 1 ایجاد شود به دلیل حذف مصرف‌کننده در مدار، مقاومت الکتریکی مدار نزدیک به صفر می‌شود. این کار شرایط عبور شدت جریان الکتریکی بالا را فراهم می‌کند. شدت جریان بالا در مدار باعث افزایش دما در کل مدار می‌شود. متناسب با شدت جریان عبور این افزایش دما سبب ذوب شدن، قطع شدن مدار و حتی در مواردی باعث ایجاد آتش‌سوزی خواهد شد. شکل 2 نمونه‌ای از این حالت را نشان می‌دهد.

شکل 2- ذوب شدن اتصالات به دلیل عبور شدت جریان بالا

بنابراین مشاهده می‌شود کنترل شدت جریان عبور از مدار نقش مهمی در ایمنی و حفاظت از مدار دارد. این نقش بر عهده‌ فیوز است.

عملکرد کنترلی فیوز خودرو

فیوزها برای انجام‌ وظیفه خود در مدار باید به روش سری در مدار قرار بگیرند. شکل 3 این حالت را نشان می‌دهد.

1-تولیدکننده (باتری) 2-فیوز (کنترل‌کننده شدت جریان) 3- مصرف‌کننده (بار) 4- مسیر عبور جریان
شکل 3- نحوه قرارگرفتن‌فیوز در مدار

باتوجه‌به شکل 3 ملاحظه می‌شود فیوز در سمت مثبت مدار یعنی بین مثبت باتری و مصرف‌کننده قرار می‌گیرند و در صورت عبور شدت جریان بیش از حد تحمل مدار فیوز می‌سوزد و مدار قطع می‌شود. این کار از صدمه دیدن مدار اثر افزایش شدت جریان الکتریکی جلوگیری می‌کند.

انواع فیوز خودرو

به روش‌های مختلفی می‌توان فیوزها را دسته‌بندی کرد. شکل 4 انواع روش‌های دسته‌بندی فیوزها را نشان می‌دهد.

شکل 4- دسته‌بندی فیوزهای مورداستفاده در خودرو

فیوزهای سرامیکی – Ceramis Fuse

تقریباً قدیمی‌ترین فیوزهای مورداستفاده در خودرو نوع سرامیکی یا اصطلاحاً فیوزهای چینی هستند. شکل 5 نمونه‌ای از فیوزهای سرامیکی را نشان می‌دهد.

1-بدنه سرامیکی 2- بخش حساس به جریان
شکل 5- نمونه فیوز سرامیکی

شکل 6- فیوز‌سرامیکی با بدنه پلاستیکی

فیوزهای سرامیکی معمولاً استاندارد رنگ‌بندی عمومی ندارند. البته این موضوع به معنی عدم وجود استاندارد نیست بلکه شرکت‌ها برای سهولت در دسته‌بندی از استانداردهای نزدیک به هم استفاده می‌کنند. شکل 7 نمونه‌ای از استاندارد رنگ‌بندی نوع سرامیکی را نشان می‌دهد

شکل 7- نمونه‌ای از استاندارد رنگ‌بندی فیوز‌سرامیکی

امروزه در خودروها فیوزهای سرامیکی مشاهده نمی‌شود

فیوز شیشه‌ای – Glass Fuse

نمونه دیگری از فیوزهای مورداستفاده در خودروها به فیوز‌ شیشه‌ای شناخته می‌شود. شکل 8 این نمونه از فیوزها را نشان می‌دهد.

1-بدنه شیشه‌ای 2- سیم حساس به جریان 3- محل اتصال به مدار
شکل 8- فیوز‌شیشه‌ای

فیوزهای شیشه‌ای نیز به‌ندرت در خودروها مورداستفاده قرار می‌گیرد. شاید در برخی ضبط‌صوت‌های قدیمی برق ورودی آن توسط یک بدنه محافظ که داخل آن فیوز شیشه‌ای قرار دارد مشاهده شود.

فیوزهای سیمی – Fuseable link

در برخی خودروها برای فیوزهای اصلی مدار از فیوزهایی که شبیه سیم هستند استفاده می‌شود. اگرچه امروزه از این مدل فیوزها کمتر در خودروها مشاهده می‌شود اما به‌عنوان یکی از فیوزهای خودرو شناخته می‌شوند. شکل 9 این نوع فیوزها را نشان می‌دهد

1-پایه اتصال‌فیوز 2-فیوز‌ و‌ روکش پلاستیکی
شکل 9- فیوز‌نوع سیمی

شکل 10 جعبه فیوز خودرو و  نوع سیمی این قطعه را نشان می‌دهد

شکل 10 – فیوز‌ خودرو و جعبه فیوز‌سیمی – پراید

فیوز تیغه‌ای – Blade Fuse

اصلی‌ترین فیوز خودرو، فیوزهای تیغه‌ای هستند این فیوزها به دلیل استحکام در نصب و نیاز به فضا کمتر نسبت به سایر فیوزها، جایگزین مدل‌های قدیمی شده‌اند. شکل 11 فیوز تیغه‌ای را نشان می‌دهد.

1-بدنه 2- پایه‌ها 3- اتصال حساس به جریان 4-محل تست سلامت 5- آمپر اسمی‌فیوز
شکل 11- فیوز‌تیغه‌ای

فیوز مدارشکن/ جریان شکن – Current Breaker

فرض کنید کلید شیشه بالابر برقی خودرویی در حال عملکرد گیر کرده باشد. در نتیجه زمانی که شیشه به انتهای مسیر خو رسید جریان برق به موتور شیشه بالابر قطع نخواهد شد. چون شیشه بیشتر از آن می‌تواند حرکت کند بنابراین به موتور فشار وارد می‌شود و امکان دارد بسوزد. برای جلوگیری از این اتفاق نوعی فیوز خودرو که به نام جریان شکن شناخته می‌شود در مدار موتور قرار داده می‌شود. شکل 12 این نوع را نشان می‌دهد.

شکل 12- دو نمونه فیوز‌اتوماتیک مورداستفاده در خودرو

معمولاً ساختار آن از نوعی بی متال تشکیل شده است. بی متال (Bimetal)در اثر عبور شدت جریان بیش از حد، خم شده و به‌صورت موقت جریان را قطع می‌کند. با سرد شدن بی متال مدار وصل خواهد شد. در واقع جریان شکن نوع فیوز اتوماتیک است. شکل 13 اجزا داخلی نوع  اتوماتیک را نشان می‌دهد.

1-پایه اتصال 2- بی متال 3- سیم‌پیچ حرارتی
شکل 13- نوعی‌فیوز مدارشکن / اتوماتیک (آمپر بالا)

نماد فیوز خودرو در مدار

هر عضو عمومی در مدار الکتریکی دارای نماد مخصوص خود است تا بتوان نقشه‌خوانی را با سهولت بیشتری انجام داد. شکل 14 انواع نمادهای متداول برای فیوز خودرو در مدارهای الکتریکی خودروهای مختلف را نشان می‌دهد.

شکل 14- نمادهای مورداستفاده برای‌ فیوز خودرو در نقشه‌های الکتریکی

شدت جریان پیوسته(Continuos) و پیک(Pick)

همانطور که اشاره شد وظیفه اصلی فیوز خودرو، کنترل شدت جریان عبوری در مدار است. برای انتخاب فیوز مناسب ضروری است که شدت جریان مدار مربوطه بررسی شده سپس متناسب با آن فیوز انتخاب شود. مثلاً اگر می‌خواهیم برای یک لامپ 60 وات فیوز مناسب انتخاب شود. باتوجه‌به قانون توان خواهیم داشت

P= V.I
60=12×5
I= 5A

بنابراین فیوز مناسب برای این مدار باید بتواند حتماً 5 آمپر را از خود عبور دهد. معمولاً اولین فیوز بافاصله کم با عدد مربوطه انتخاب می‌شود. مثلاً در این مورد نوع 7.5 آمپر شاید گزینه مناسبی باشد. روی فیوز عدد 7.5 درج شده و آن را به‌عنوان آمپر پیوسته یا اسمی فیوز خودرو می‌شناسیم. اما گاهی مصرف‌کننده موردنظر رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهد. مثلاً اگر یک موتور فعال شود در لحظه شروع به حرکت به دلیل نیاز به غلبه بر نیروی اینرسی به‌شدت جریان لحظه‌ای بیشتری نیاز دارد و سپس بعد از راه‌اندازی با شدت جریان پایین‌تری به کار خود ادامه می‌دهد.
به این شدت جریان اولیه (راه‌اندازی) شدت جریان پیک (Pick) می‌گویند. شدت جریان پیک گاهی تا 1.5 برابر شدت جریان اسمی مدار خواهد بود، پس فیوز باید به‌صورت لحظه‌ای قابلیت تحمل این شدت جریان را داشته باشد که آن را به‌عنوان شدت جریان پیک‌فیوز می‌نامند. شدت جریان پیک معمولاً بین 1.5 الی 2 برابر شدت جریان اسمی است. مثلاً نوع 7.5 به‌صورت لحظه‌ای می‌توان شدت جریان تا 15 آمپر را نیز از خود عبور دهد. البته این مدت‌زمان بسیار کوتاه و زیر 0.5 ثانیه خواهد بود.

ابعاد و رنگ‌بندی فیوز تیغه‌ای

همانطور که اشاره شد تقریباً تمامی فیوزهای مورداستفاده در خودروها از نوع تیغه‌ای هستند. متناسب با شدت جریان پیوسته فیوز خودر و فضای جعبه فیوز این فیوزها در اندازه‌های مختلف تولید می‌شوند. شکل 15 استاندارد ابعادی نوع تیغه‌ای را نشان می‌دهد.

1-ریز (Micro) 2- کوچک (Mini) 3-متوسط (-Standard – Medium) 4- بزرگ (Maxi)
شکل 15- سایزبندی‌ فیوز‌تیغه‌ای

برای سهولت در انتخاب فیوز خودرو، آنها را با کمک رنگ نیز دسته‌بندی کرده‌اند شکل 16 انواع رنگ‌بندی فیوز تیغه‌ای را نشان می‌دهد.

شکل 16- رنگ‌بندی فیوز‌تیغه‌ای

شکل 17- فیوزهای اصلی مدار

آنچه در این مقاله آمد بررسی انواع و اجزا فیوزهای مورداستفاده در خودروها بود باتوجه‌به اهمیت آن در یک مقاله مجزا روش بررسی و عیب‌یابی آن نیز ارائه می‌شود.