موصل أنثى للطيران M12-6P إلى موصل أنثى RJ45
اتجاهات تطوير موصلات السيارات في صناعة السيارات التي تعمل بالطاقة الجديدة
مع تحوّل الصين إلى أكبر سوق لبيع السيارات في العالم، دخلت صناعة السيارات الصينية مرحلة جديدة من التطور. ويتضح من الخطة الخمسية الثانية عشرة أن صناعة السيارات الصينية ستنتقل خلال السنوات الخمس المقبلة من نموذج الإنتاج الضخم إلى نموذج الإنتاج القوي، وسيكون توجهها التنموي الرئيسي هو تعزيز المركبات الموفرة للطاقة، بما في ذلك مركبات الطاقة الجديدة.
وفقًا لمسودة الخطة الحالية، ستعمل الصين في عام 2015 على تعزيز التنمية المتناسقة لصناعة السيارات والصناعات المرتبطة بها، والبنية التحتية للنقل الحضري، وحماية البيئة، لتتحول من دولة مصنعة كبيرة للسيارات إلى دولة رائدة في هذا المجال، ومن المتوقع أن يصل حجم المبيعات السنوية إلى 25 مليون سيارة في عام 2015. وسيشكل هذا حجر الزاوية لصناعة السيارات الصينية لتصبح أكبر وأقوى. وفي عام 2015، ستشهد حصة سوق السيارات ذات العلامات التجارية الصينية الخاصة توسعًا أكبر، حيث ستتجاوز حصة السوق المحلية لسيارات الركاب ذات العلامات التجارية المستقلة 50%، منها ستتجاوز حصة السيارات ذات العلامات التجارية المستقلة 40%. إضافةً إلى ذلك، ستتحول صناعة السيارات الصينية من الاعتماد على الطلب المحلي إلى التصدير على نطاق واسع، حيث شكلت صادرات السيارات ذات العلامات التجارية المستقلة في عام 2015 أكثر من 10% من الإنتاج والمبيعات.
ولتحقيق هذا الهدف، ستدعم الدولة بقوة المركبات الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة التي تعمل بالوقود التقليدي، ومركبات الطاقة الجديدة التي تهيمن عليها المركبات الكهربائية بالكامل، كما ستدعم البحث والتطوير في مجال المركبات الهجينة التي تعمل بالوقود، والمركبات التي تعمل بالهيدروجين، وغيرها من المركبات. وتشمل هذه الجهود على وجه التحديد ما يلي:
أولًا، قبل عام ٢٠١٥، سندعم بقوة تطوير المكونات الرئيسية لمركبات الطاقة الموفرة للطاقة والمركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة. وفي مجال المكونات الأساسية كالمحركات والبطاريات، نسعى جاهدين لتكوين ٣-٥ شركات رائدة في تصنيع المكونات الرئيسية كالبطاريات والمحركات، مع تركيز صناعي يزيد عن ٦٠٪. ثانيًا، نسعى لتحقيق الإنتاج الصناعي للمركبات الكهربائية الهجينة العادية، ونهدف إلى إنتاج أكثر من مليون مركبة ركاب هجينة متوسطة/ثقيلة.
من أجل التكيف الفعال مع الخطة الخمسية الثانية عشرة، يجب تحسين الموصلات، باعتبارها المكون الأساسي لصناعة السيارات، تحسيناً شاملاً. ووفقاً لتحليل مهندسي شركة linkconn.cn، وهي وكيل متخصص في موصلات الأطراف، فإن تطور صناعة الموصلات يتجه نحو ثلاثة اتجاهات رئيسية:
الأول هو حماية البيئة، والثاني هو السلامة، والثالث هو الاتصال.
● حماية البيئة... نظرًا لنظام الجهد العالي في مركبات الطاقة الجديدة، فإن متطلبات الموصلات تسعى إلى إيجاد أرضية مشتركة مع مراعاة الاختلافات مع المركبات التقليدية. وبما أن مركبة الطاقة الجديدة تُعدّ مركبة "صديقة للبيئة"، فإن الموصل يتطلب أيضًا حماية بيئية صديقة للبيئة. من ناحية السلامة، ونظرًا لقدرة موصل مركبة الطاقة الجديدة على تحمل تيار يصل إلى 250 أمبير وجهد يصل إلى 600 فولت كحد أقصى، فإن الحاجة إلى حماية عالية المستوى ضد الصدمات الكهربائية واضحة. في الوقت نفسه، يُعدّ التداخل الكهرومغناطيسي مشكلة أخرى مهمة في ظل هذه القدرة العالية. إضافةً إلى ذلك، فإن عملية توصيل الموصل تُنتج شرارة كهربائية، مما يُعرّض التوصيلات الكهربائية والمعدات الإلكترونية لخطر جسيم، وقد يتسبب في احتراق السيارة، الأمر الذي يستلزم تصميمًا وتطويرًا خاصين للموصل.
● السلامة... لتلبية متطلبات الأداء العالي لموصلات مركبات الطاقة الجديدة، يعتمد الأمر بشكل أساسي على مواصفات تصميم دقيقة. على سبيل المثال، في حالة التعرض للعوامل الجوية، من الضروري منع انهيار الهواء الناتج عن الجهد العالي، مما يتطلب ترك فجوة هوائية معينة. في ظل ظروف الجهد العالي والتيار الكبير، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القيمة المقدرة. عند اختيار مادة الغلاف، ينبغي مراعاة الوزن والمتانة وسهولة التصنيع، وكيفية الحفاظ على استقرار أداء مادة طرف الموصل عند درجات حرارة مختلفة، وكيفية ضمان التوصيلية اللازمة.
● الاتصال... نظرًا للتوسع المستمر لأنظمة الترفيه في السيارات، تزداد أهمية وظيفة نقل البيانات عالية السرعة. على سبيل المثال، في بعض الطرازات، تُثبّت كاميرا السيارة على مرآة الرجوع للخلف، مما يُتيح للسائق مجال رؤية أوسع، الأمر الذي يتطلب من الموصل نقل المزيد من البيانات. أحيانًا، يحتاج الموصل إلى حل مشكلة نقل إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وإشارات البث في آنٍ واحد، مما يستلزم تحسين سعة نقل البيانات. في الوقت نفسه، يجب أن يتحمل الموصل درجات الحرارة العالية، لأن محرك السيارة عادةً ما يكون في مقدمتها. ورغم وجود حاجز عازل للحماية، إلا أن بعض الحرارة ستنتقل، لذا يجب أن يكون الموصل قادرًا على تحمل درجات الحرارة العالية.
مقدمة أساسية عن أسلاك السيارات
تختلف أسلاك السيارات، المعروفة أيضًا بأسلاك الجهد المنخفض، عن أسلاك المنازل العادية. فأسلاك المنازل العادية عبارة عن أسلاك نحاسية أحادية النواة ذات صلابة معينة، بينما أسلاك السيارات عبارة عن أسلاك نحاسية متعددة النوى ومرنة. بعض هذه الأسلاك المرنة رفيعة للغاية، كالشعرة. وتُغلّف عدة أو حتى عشرات من هذه الأسلاك النحاسية المرنة بأنابيب عازلة بلاستيكية (PVC)، وهي أنابيب لينة يصعب كسرها.
نظراً لخصوصية صناعة السيارات، فإن عملية تصنيع أسلاك السيارات أكثر خصوصية من أسلاك السيارات العادية الأخرى.
يمكن تقسيم أنظمة تصنيع أسلاك السيارات تقريبًا إلى فئتين:
1. مقسمة حسب الدول الأوروبية والأمريكية، بما في ذلك الصين:
يُستخدم نظام TS16949 للتحكم في عملية التصنيع.
2. معظمهم من اليابان:
فعلى سبيل المثال، تمتلك شركتا تويوتا وهوندا أنظمتهما الخاصة للتحكم في عملية التصنيع.
مع ازدياد وظائف السيارات وانتشار استخدام تقنيات التحكم الإلكتروني، ازداد عدد المكونات الكهربائية والأسلاك، ما أدى إلى زيادة سمك ووزن نظام الأسلاك. لذا، اعتمدت المركبات المتطورة نظام ناقل البيانات متعدد القنوات (CAN bus). وبالمقارنة مع نظام الأسلاك التقليدي، يُقلل نظام النقل متعدد القنوات بشكل كبير من عدد الأسلاك والموصلات، مما يُسهّل عملية التوصيل.
شائع الاستخدام
تتضمن المواصفات الشائعة للأسلاك في ضفيرة أسلاك السيارات أسلاكًا بمساحات مقطع عرضي اسمية تبلغ 0.5، 0.75، 1.0، 1.5، 2.0، 2.5، 4.0، و6.0 مم² (المساحات الشائعة الاستخدام في السيارات اليابانية هي 0.5، 0.85، 1.25، 2.0، 2.5، 4.0، و6.0 مم²). لكل منها قيم تيار حمل مسموح بها، وهي مزودة بأسلاك للأجهزة الكهربائية ذات القدرات المختلفة. فعلى سبيل المثال، في ضفيرة أسلاك السيارة الكاملة، يُستخدم سلك المواصفات 0.5 لأضواء العدادات، وأضواء المؤشرات، وأضواء الأبواب، وأضواء السقف، وما إلى ذلك؛ ويُستخدم سلك المواصفات 0.75 لأضواء لوحة الترخيص، والأضواء الأمامية والخلفية الصغيرة، وأضواء الفرامل، وما إلى ذلك؛ ويُستخدم سلك المواصفات 1.0 لأضواء إشارات الانعطاف، وأضواء الضباب، وما إلى ذلك؛ ويُستخدم سلك المواصفات 1.5 للمصابيح الأمامية، وأبواق التنبيه، وما إلى ذلك. تتطلب خطوط الطاقة الرئيسية، مثل خط محرك المولد وسلك التأريض، أسلاكًا بمساحة مقطع عرضي تتراوح بين 2.5 و 4 مم². وهذا يعني أن الأمر في السيارات العادية يعتمد على قيمة التيار القصوى للحمل. على سبيل المثال، سلك التأريض وسلك الطاقة الموجب للبطارية هما سلكان خاصان بالسيارات يُستخدمان بشكل منفصل. أقطارهما كبيرة نسبيًا، لا تقل عن 10 مم². ولن يتم دمج هذه الأسلاك، المعروفة باسم "أسلاك بيج ماك"، في الضفيرة الرئيسية.
مصفوفة
قبل ترتيب الأسلاك، ارسم مخططًا لها مسبقًا. يختلف مخطط الأسلاك عن مخطط الدائرة الكهربائية. فمخطط الدائرة الكهربائية عبارة عن صورة توضح العلاقة بين مختلف الأجزاء الكهربائية، ولا يُظهر كيفية توصيل هذه الأجزاء ببعضها، كما أنه لا يتأثر بحجم وشكل المكونات الكهربائية المختلفة والمسافة بينها. أما مخطط الأسلاك، فيجب أن يأخذ في الاعتبار حجم وشكل كل مكون كهربائي والمسافة بينها، وأن يُظهر أيضًا كيفية توصيل هذه المكونات ببعضها.
بعد أن قام فنيو مصنع أسلاك التوصيل بتصنيع لوحة توصيل الأسلاك وفقًا لمخطط الأسلاك، قام العمال بقطع الأسلاك وترتيبها وفقًا لمتطلبات اللوحة. تنقسم مجموعة الأسلاك الرئيسية للمركبة عادةً إلى مجموعة أسلاك المحرك (الإشعال، نظام حقن الوقود الإلكتروني، توليد الطاقة، التشغيل)، ومجموعة أسلاك العدادات، ومجموعة أسلاك الإضاءة، ومجموعة أسلاك التكييف، ومجموعة أسلاك الأجهزة المساعدة، وغيرها من الأجزاء، وتشمل هذه المجموعة الرئيسية مجموعات أسلاك فرعية. تحتوي مجموعة الأسلاك الرئيسية للمركبة على عدة مجموعات أسلاك فرعية، تمامًا كأعمدة وأغصان الشجرة. غالبًا ما تتخذ مجموعة الأسلاك الرئيسية لوحة العدادات كجزء أساسي، وتمتد للأمام والخلف. ونظرًا لعلاقة الطول أو لسهولة التجميع، تُقسم مجموعة أسلاك بعض المركبات إلى مجموعة أسلاك أمامية (تشمل العدادات، والمحرك، ومجموعة المصابيح الأمامية، والتكييف، والبطارية)، ومجموعة أسلاك خلفية (تشمل مجموعة المصابيح الخلفية، ومصباح لوحة الترخيص، ومصباح صندوق الأمتعة)، ومجموعة أسلاك السقف (تشمل مصابيح الأبواب، ومصباح السقف، وبوق السيارة)، وما إلى ذلك. يتم تمييز كل طرف من أطراف مجموعة الأسلاك بأرقام وحروف لتحديد مكان توصيل السلك. يستطيع الفني التأكد من توصيل كل علامة بشكل صحيح بالأسلاك والأجهزة الكهربائية المناسبة، وهو أمر مفيد للغاية عند إصلاح أو استبدال مجموعة الأسلاك. في الوقت نفسه، يُقسم لون السلك إلى سلك أحادي اللون وسلك ثنائي اللون. ويُحدد الغرض من كل لون، وهو عادةً المعيار الذي تضعه مصانع السيارات. أما المعيار الصناعي الصيني فيُحدد اللون الرئيسي فقط. فعلى سبيل المثال، ينص على استخدام اللون الأسود لسلك التأريض واللون الأحمر لسلك الطاقة، وذلك لتجنب أي لبس.
يُلفّ الحزام بخيط منسوج أو شريط لاصق بلاستيكي. ولأسباب تتعلق بالسلامة وسهولة المعالجة والصيانة، تم الاستغناء عن لفّ الخيط المنسوج واستُبدل بشريط لاصق بلاستيكي. يتم توصيل الأحزمة ببعضها البعض، وكذلك بين الأحزمة والأجزاء الكهربائية، باستخدام موصل أو طرف توصيل. الموصل مصنوع من البلاستيك وينقسم إلى قابس ومقبس. يتم توصيل حزمة الأسلاك ببعضها البعض باستخدام موصل، كما يتم توصيلها بالأجزاء الكهربائية باستخدام موصل أو طرف توصيل.
علم المواد
كما أن متطلبات مواد أسلاك السيارات صارمة للغاية:
بما في ذلك الأداء الكهربائي، وانبعاثات المواد، ومقاومة درجة الحرارة، وما إلى ذلك، فإن المتطلبات أعلى من الضفائر العامة، وخاصة تلك المتعلقة بالسلامة: على سبيل المثال، ضفائر المكونات المهمة مثل نظام التحكم في الاتجاه والفرامل، تكون المتطلبات أكثر صرامة.
شرح وظائف أسلاك السيارة
في السيارات الحديثة، توجد العديد من أسلاك التوصيل، ويرتبط نظام التحكم الإلكتروني ارتباطًا وثيقًا بهذه الأسلاك. وقد ضرب أحدهم تشبيهًا بليغًا: إذا قورنت وظائف الحاسوب الصغير والمستشعر والمشغل بجسم الإنسان، فيمكن القول إن الحاسوب الصغير يُعادل الدماغ، والمستشعر يُعادل العضو الحسي، والمشغل يُعادل العضو الحركي، أما أسلاك التوصيل فتُعادل العصب والأوعية الدموية.
تُعدّ ضفيرة الأسلاك في السيارة الشبكة الرئيسية لدائرة السيارة الكهربائية. فهي تربط المكونات الكهربائية والإلكترونية للسيارة وتُمكّنها من العمل. وبدونها، لن تكون هناك دائرة كهربائية في السيارة. في الوقت الحاضر، سواء كانت سيارة فاخرة متطورة أو سيارة اقتصادية عادية، فإن ضفيرة الأسلاك متشابهة في شكلها، وتتكون من أسلاك وموصلات وشريط تغليف. ولا يقتصر دورها على ضمان نقل الإشارات الكهربائية فحسب، بل يشمل أيضًا ضمان موثوقية دائرة التوصيل، وتوفير قيمة التيار المحددة للمكونات الإلكترونية والكهربائية، ومنع التداخل الكهرومغناطيسي مع الدوائر المحيطة، والقضاء على قصر الدائرة في الأجهزة الكهربائية. [1]
من حيث الوظيفة، يمكن تقسيم ضفيرة أسلاك السيارة إلى نوعين: خط الطاقة الذي ينقل الطاقة إلى المحرك (المشغل)، وخط الإشارة الذي ينقل أوامر الإدخال من المستشعر. خط الطاقة عبارة عن سلك سميك يحمل تيارًا عاليًا، بينما خط الإشارة عبارة عن سلك رفيع لا يحمل طاقة (اتصالات الألياف الضوئية)؛ على سبيل المثال، تبلغ مساحة المقطع العرضي للسلك المستخدم في دائرة الإشارة 0.3 و0.5 مم².
تبلغ مساحة المقطع العرضي لأسلاك المحركات والمشغلات 0.85 و1.25 مم²، بينما تبلغ مساحة المقطع العرضي لأسلاك دوائر الطاقة 2 و3 و5 مم². أما الدوائر الخاصة (مثل بادئ التشغيل، والمولد، وسلك تأريض المحرك، إلخ) فلها مواصفات مختلفة تتراوح بين 8 و10 و15 و20 مم². كلما زادت مساحة المقطع العرضي للموصل، زادت سعته للتيار. بالإضافة إلى مراعاة الأداء الكهربائي، يُقيّد اختيار الأسلاك أيضًا بالأداء الفيزيائي داخل المركبة، لذا فإن نطاق اختيارها واسع جدًا. على سبيل المثال، يجب أن يتكون الباب الذي يُفتح ويُغلق بشكل متكرر في سيارة الأجرة والسلك الممتد عبر هيكلها من أسلاك ذات أداء انحناء جيد. عادةً ما يُستخدم في الأجزاء ذات درجات الحرارة العالية موصلات مطلية بكلوريد الفينيل والبولي إيثيلين، لما تتميز به من عزل جيد ومقاومة عالية للحرارة. في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام أسلاك الحماية الكهرومغناطيسية في دوائر الإشارات الضعيفة.
مع ازدياد وظائف السيارات وانتشار استخدام تقنيات التحكم الإلكتروني، تتزايد أعداد المكونات والأسلاك الكهربائية. يرتفع عدد الدوائر الكهربائية واستهلاك الطاقة في السيارة بشكل ملحوظ، وتصبح حزم الأسلاك أكثر سمكًا ووزنًا. يُمثل هذا تحديًا كبيرًا يتطلب حلًا. فكيفية تصنيع هذا الكم الهائل من حزم الأسلاك في المساحة المحدودة للسيارة، وكيفية ترتيبها بكفاءة وفعالية، وكيفية تعزيز دورها، باتت هذه التحديات تواجه صناعة السيارات.
تكنولوجيا إنتاج أسلاك السيارات
مع التحسن المستمر في متطلبات الناس للراحة والاقتصاد والسلامة، تتزايد أنواع المنتجات الإلكترونية في السيارات، وتزداد تعقيدًا أسلاكها، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل أعطالها. هذا يستدعي تحسين موثوقية ومتانة هذه الأسلاك. يهتم الكثيرون بعملية تصنيع أسلاك السيارات. هنا، نقدم لكم شرحًا مبسطًا لهذه العملية، يكفيكم بضع دقائق لقراءته.
بعد الانتهاء من رسم المنتج ثنائي الأبعاد لضفيرة أسلاك السيارات، يجب تنظيم عملية إنتاجها. فالعملية تخدم الإنتاج، وهما متلازمان لا ينفصلان. لذلك، يجمع المؤلف بين الإنتاج وعملية تصنيع ضفيرة أسلاك السيارات.
تُعدّ عملية فتح الأسلاك أولى مراحل إنتاج حزم الأسلاك. وترتبط دقة هذه العملية ارتباطًا وثيقًا بسير عملية الإنتاج ككل. فأي خطأ، لا سيما في حجم الفتحة، سيؤدي إلى إعادة العمل في جميع المراحل، وهو أمر مُرهق ومُضيّع للوقت، ويؤثر سلبًا على كفاءة الإنتاج. لذا، عند التحضير لعملية فتح الأسلاك، يجب تحديد حجم الفتحة وحجم تجريد الموصل بدقة وفقًا لمتطلبات الرسم الهندسي.
المحطة الثانية بعد فتح الخط هي عملية التجعيد. تُحدد معايير التجعيد وفقًا لنوع الطرف المطلوب في الرسم، وتُعدّ تعليمات عملية التجعيد. في حال وجود متطلبات خاصة، يجب توضيحها في وثائق العملية وتدريب المشغلين عليها. على سبيل المثال، تحتاج بعض الأسلاك إلى المرور عبر الغلاف قبل التجعيد. يتطلب ذلك تجميع الأسلاك مسبقًا، ثم إعادتها من محطة التجميع المسبق قبل التجعيد. إضافةً إلى ذلك، تُستخدم أدوات تجعيد خاصة للتجعيد بالثقب، مما يضمن أداءً ممتازًا للتوصيل الكهربائي.
ثم تأتي مرحلة التجميع المسبق. أولًا، يجب إعداد دليل تشغيل عملية التجميع المسبق. ولتحسين كفاءة التجميع العام، ينبغي تجهيز محطة تجميع مسبق للأسلاك المعقدة. يؤثر مدى منطقية عملية التجميع المسبق بشكل مباشر على كفاءة التجميع العام، ويعكس المستوى الفني للحرفي. فإذا كان الجزء المُجمَّع مسبقًا غير مكتمل أو كان مسار الأسلاك المُجمَّعة غير منطقي، سيزيد ذلك من عبء العمل على فريق التجميع العام ويُبطئ سرعة خط التجميع، لذا ينبغي على الفنيين التواجد في الموقع بشكل متكرر ومراجعة العمل باستمرار.
الخطوة الأخيرة هي عملية التجميع النهائية. يجب أن يكون فريق العمل قادرًا على تجميع لوحة التجميع المصممة من قبل قسم تطوير المنتج، وتصميم مواصفات وأبعاد معدات الأدوات وصندوق المواد، ولصق أرقام جميع أغلفة التجميع والملحقات على صندوق المواد لتحسين كفاءة التجميع. يجب أيضًا إعداد محتويات التجميع ومتطلبات كل محطة، وتحقيق التوازن بين محطات التجميع، وتجنب زيادة عبء العمل وانخفاض سرعة خط التجميع. ولتحقيق هذا التوازن، يجب أن يكون العاملون على دراية تامة بكل عملية، وأن يحسبوا ساعات العمل في الموقع، وأن يضبطوا عملية التجميع عند الحاجة.
بالإضافة إلى ذلك، تشمل عملية تصنيع أسلاك التوصيل إعداد جدول حصص استهلاك المواد، وحساب ساعات العمل، وتدريب العمال، وما إلى ذلك. ونظرًا لقلة التفاصيل التقنية، لن يتم التطرق إليها بالتفصيل. باختصار، أصبح محتوى وجودة أسلاك التوصيل في تكنولوجيا الإلكترونيات الخاصة بالسيارات مؤشرًا هامًا لتقييم أداء المركبة. لذا، ينبغي على مصنعي السيارات إيلاء اهتمام خاص لاختيار أسلاك التوصيل، كما يجب عليهم فهم عملية تصنيعها وإنتاجها.
