Вопрос

Почему важно, чтобы в моторном отсеке было несколько заземлений?

На некоторых автомобилях (возможно, даже на большинстве? на всех?), таких как старая Toyota MR2 с турбонаддувом, есть несколько точек заземления. Некоторые из них описаны с помощью изображений здесь: http://www.mr2oc.com/59-general-mk2-faq-newbie-center/408099-engine-bay-ground-pics.html



Я наивно полагал, что они нужны для подстраховки, но после того, как мне не удалось подключить один из них после выполнения некоторых работ, я обнаружил, что машина не заводится.



Почему существует несколько точек заземления и что может привести к тому, что автомобиль не заведётся? В случае с отсутствием запуска двигателя отсутствовала точка заземления на впускном коллекторе.



Я даже слышал в одном видео, где рассказывается о трансмиссии E153, что отсутствие заземления на трансмиссии (почему у трансмиссии есть собственное заземление? Разве она физически не соединена с двигателем токопроводящим металлом?) может привести к возгоранию. Есть ли доля правды в этом утверждении?



Вот это видео: https://youtu.be/bbgY7hygM0c?t=31s



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/52943/why-are-multiple-grounds-in-the-engine-bay-engine-important

8 Комментариев

  1. Как уже было сказано, наличие нескольких небольших заземлителей обеспечивает резервирование, вероятно, обходится дешевле, чем один большой заземлитель, и, как правило, снижает общий уровень электрических помех.


    Однако есть ещё один момент, о котором я не упомянул: при увеличении площади заземления двигателя и шасси эффективность снижается. Каким бы толстым ни был провод, сила тока всё равно будет ограничена очень маленькой площадью тонкого листового металла, к которому крепится кольцевая клемма. Таким образом, использование нескольких заземлений позволяет распределить нагрузку на большую площадь относительно непроводящего стального шасси, а не концентрировать её на одном небольшом участке, что позволяет более эффективно использовать дорогостоящий провод.


    Что касается того, может ли отсутствие заземления привести к возгоранию, то при определённых условиях это вполне возможно. Если между двигателем и шасси нет хорошего электрического соединения, то ток (который может достигать нескольких сотен ампер) будет проходить по непредназначенным для этого путям, например по другой проводке, которая значительно меньше по размеру, или даже по чему-то вроде троса дроссельной заслонки. Если большой ток будет проходить по пути с высоким сопротивлением, то этот непредназначенный для этого проводник сильно нагреется и может расплавиться/воспламениться сам или воспламенить окружающие горючие материалы.


    Я лично видел машину с оборванным проводом заземления двигателя и шасси, которая не заводилась, пока я не подключал свой сканер. Каким-то образом через порт OBD и мой сканер проходил такой большой ток, что порт OBD и его проводка расплавились. Если заземление двигателя и шасси нарушено, могут произойти опасные вещи.


  1. Следите за деньгами.



    Я работал инженером-конструктором и руководителем программ в компании-производителе оригинального оборудования (OEM) в Детройте. Электропроводка стоит дорого. Несмотря на то, что существуют определённые технические требования (избегать контуров заземления, обеспечивать доступность, производительность и защиту от излучения), часто возникает вопрос:



    Сэкономит ли производитель больше денег (на длине провода) при использовании нескольких заземлений или при сокращении их количества?



    Подсказка: как правило, чем меньше заземляющих элементов, тем длиннее проводка — и тем выше затраты.



    Не хочу сбрасывать со счетов другие ответы, но спросите себя, что с большей вероятностью является причиной ответа на вопрос:



    Зачем они это сделали?


  1. Общим основанием является металлический корпус / шасси / рама автомобиля...
  1. Прокладка заземляющего провода ко всем точкам обойдётся дороже, чем прокладка нескольких коротких проводов.
  1. Чтобы немного дополнить принятый ответ: представьте, что у вас есть датчик, скажем, датчик температуры, и что-то энергозатратное, например фары, и оба они подключены к одному и тому же заземлению.



    Все заземляющие соединения имеют сопротивление, большое или малое. Если сопротивление нашей точки заземления составляет 0,1 Ом, что вполне возможно, учитывая коррозию клеммы, закреплённой болтом на проржавевшем блоке двигателя, а фары потребляют 10 ампер, то это означает, что наше заземляющее соединение находится на ПОЛНОМУ НАПРЯЖЕНИЮ выше «истинного заземления». Если предположить, что наш датчик температуры измеряет линейно, скажем, в диапазоне от -50 до 150 °C (реальные датчики температуры не являются линейными, но так пример будет проще для понимания), то падение напряжения на 1 вольт может привести к тому, что показания температуры будут неверными на (200/5 =) 40 °C, а это огромная разница!



    Стоит также отметить, что даже небольшие колебания грунта могут вызывать помехи в показаниях датчиков.



    Как правило, производители автомобилей уделяют особое внимание тому, чтобы цепи управления двигателем были отделены от всех остальных цепей, поскольку компоненты системы управления двигателем наиболее чувствительны к такого рода помехам. Если вы посмотрите на головку блока цилиндров, то, скорее всего, увидите отдельную цепь заземления для ЭБУ и компонентов системы впрыска топлива, которая обеспечивает прямой контакт датчиков с ЭБУ.


  1. Я не знаю, правильно ли будет сказать, что существуют «отдельные цепи», но, по сути, это помогает поддерживать чистоту питания и снижать уровень шума. Учитывая количество компьютеров и чувствительных датчиков, вам нужно обеспечить максимальную чистоту. Благодаря нескольким заземляющим контурам, расположенным как можно ближе к каждому важному «источнику шума», вы можете обеспечить более чистое питание.



    Электричество стремится найти кратчайший путь. Несмотря на то, что все элементы находятся в одной цепи, заземление в разных местах означает, что ничто не «борется за чистое заземление».



    Другой аспект заключается в том, что проще проложить отдельный провод, чем тянуть провод к каждому месту заземления. Это было бы менее аккуратно, стоило бы дороже в плане проводов, и могло бы привести к полному отказу в обслуживании, поскольку все разом лишились бы заземления.


  1. Очень хороший ответ. Я бы также добавил, что с развитием датчиков и систем поиска и устранения неисправностей/диагностики несколько заземлений обеспечивают более надёжную систему диагностики. Можно использовать одно общее заземление, но это будет означать (как вы отметили) наличие единой точки отказа, и компьютер сможет выдавать только один код неисправности заземления (например, «Общая неисправность заземления»), а не для каждой отдельной подсистемы... не очень полезный код.
  1. Избыточность, затраты, предотвращение поднятия устройств над землёй, лёгкий доступ к точке заземления для других установок, заземление самих частей шасси, шум — причин может быть множество. Однако если устройства зависят от точки заземления на самом шасси, это плохая конструкция. Такие точки легко подвергаются коррозии. Они всегда должны быть подключены к (общему) проводу, идущему к отрицательному полюсу аккумулятора/генератора.
Вы уже ответили на этот вопрос