Mengapa sirkuit starter tidak dilindungi?

Di sebagian besar mobil dan truk, kabel tebal menghubungkan baterai langsung ke starter (solenoid). Mengapa sirkuit ini tidak memiliki perlindungan arus lebih?

Ini adalah praktik yang diterima di seluruh industri kendaraan bermotor. Berikut adalah dua standar terpisah yang secara khusus mengecualikan sirkuit starter dari proteksi arus berlebih. (Ini sama-sama untuk perahu di mana konsekuensinya bahkan lebih besar; Anda tidak bisa meninggalkan api di laut.)

Setiap konduktor keluaran yang tidak dibumikan dari baterai penyimpanan harus memiliki reset atau pemutus sirkuit trip bebas yang disetel secara manual, kecuali konduktor keluaran berada dalam sirkuit umpan daya utama dari baterai ke motor engkol mesin.

Ini hanya contoh; Saya tidak ragu bahwa organisasi seperti SAE dan ABYC memiliki ketentuan serupa dalam standar mereka. Jutaan kendaraan ditransfer dengan cara ini.

Semua sirkuit, kecuali suplai utama dari baterai ke motor starter dan motor kemudi yang digerakkan secara listrik, harus dilengkapi dengan perlindungan listrik terhadap kelebihan beban dan korsleting, (yaitu sekering atau pemutus sirkuit harus dipasang).

Saya meminta alasan teknis di balik pengecualian ini. Meskipun kabelnya jauh lebih tebal dari belitan starter, kegagalan mekanis atau benturan masih bisa membuat hubungan pendek ke tanah. Arus yang dihasilkan dapat dengan mudah melebihi 500A dan cukup untuk mengelas baja tebal.

Saya mengerti bahwa kebutuhan starter jauh lebih banyak saat ini daripada sirkuit lain, tetapi pasti solusi hemat biaya dapat ditemukan - seperti tautan yang dapat melebur. Atau saya salah?

Berikut adalah beberapa kemungkinan alasan yang tidak masuk akal bagi saya:

• Kabel sangat tebal (relatif terhadap ukuran baterai) sehingga tidak perlu perlindungan. Starter akan terbakar atau baterai akan meledak sebelum kabel meleleh. Meskipun ini mungkin benar dari sudut pandang "melindungi kawat", saya percaya ini alasan yang lebih kuat untuk perlindungan arus lebih pada sirkuit starter ... untuk melindungi seluruh kendaraan.

• Risiko kesalahan pada sirkuit ini sangat kecil kemungkinannya. Memang benar bahwa starter adalah perangkat yang kokoh dan kabel yang tebal memiliki kekuatan mekanik yang lebih besar. Namun kegagalan masih mungkin terjadi, dan memang terjadi dari waktu ke waktu di dunia nyata. Lebih lanjut dampak dari kegagalan di sirkuit ini bisa menjadi bencana besar, yang menyebabkan total kehilangan kendaraan atau kematian. Oleh karena itu saya berharap tingkat keparahan masalah membanjiri (diakui) kemungkinan rendah dalam analisis mode kegagalan.

Edit untuk pembaca masa depan: Sebagian besar jawaban berfokus pada ketersediaan. Itu sangat penting, tetapi alasan sekunder digabungkan dengan pilihan sekering sebagai alat pelindung. Pemecah akan mengurangi risiko terdampar karena kesalahan gangguan. (Seseorang menyebutkan kemungkinan hilangnya kemudi, tetapi semua kendaraan produksi termasuk Infiniti Q50 masih memiliki cadangan mekanis.) Untungnya ada jawaban singkat yang menjelaskan mengapa bahkan sebuah pemutus atau tautan fusible tidak akan cocok.

Hanya ada gunanya mencoba melindungi sirkuit dengan sekering jika ada ruang kepala yang cukup antara arus operasi, dan arus gangguan, untuk memastikan bahwa sekering tidak akan meledak dalam operasi normal, dan akan meledak dalam kondisi gangguan.

Sayangnya, setelah Anda memasukkan semua toleransi, tidak ada level saat ini yang dapat Anda pilih yang dijamin untuk menghindari gangguan, dan masih memiliki peluang yang masuk akal untuk bekerja, seandainya motor starter dikunci misalnya. Motor starter konvensional adalah seri luka, untuk menarik arus yang sangat tinggi saat start-up.

Memiliki pukulan sekering daya pada sirkuit yang menuju ke starter mesin dapat menghasilkan masalah keselamatan yang serius, terutama dalam sistem kelautan di mana ketidakmampuan untuk menghidupkan mesin dapat berarti kemampuan navigasi yang terbatas atau tidak ada. Pada mobil, ini bisa berarti tidak dapat memulai dalam situasi darurat. Beberapa mobil dulu memilikinya. Suatu kali saya belakang mengakhiri sebuah Toyota tua di tengah kurva jalan bebas hambatan yang memiliki satu dan pengemudi wanita meledakkan sekering yang mencoba menghidupkan kembali mobilnya setelah macet, yang menewaskan seluruh sistem kelistrikan termasuk lampu bahaya, lampu depan dll. Ketika istri saya ingin membeli Toyota bertahun-tahun kemudian, saya bertanya apakah mereka masih memilikinya, mereka meyakinkan saya bahwa mereka tidak menggunakannya karena itu merupakan kewajiban keselamatan bagi mereka.

Saya bekerja di elektronik otomotif selama beberapa tahun. Dari sudut pandang keamanan, Anda tidak mencoba untuk "melindungi kendaraan", Anda mencoba untuk "melindungi orang itu". Biasanya orang tersebut akan menjadi pengemudi atau penghuninya, tetapi kadang-kadang orang tersebut mungkin seorang pejalan kaki (berpikir tabrakan dan zona remuk), seorang pengamat (menghindari ledakan tangki bahan bakar) atau bahkan kru darurat (kendaraan listrik tidak perlu memaparkan tegangan tinggi yang dapat membunuh penyelamat).

Sebagian besar masalah keamanan tidak memiliki solusi yang baik secara universal. Apa yang Anda dapatkan adalah trade-off, dan Anda memilih opsi yang paling tidak buruk. Ada metode formal seperti FMEA atau FTA yang memungkinkan Anda untuk mengukur ini, sehingga jika ada kesalahan maka Anda dapat membuktikan bahwa Anda telah mengikuti praktik terbaik.

Masalah paling umum yang Anda miliki adalah trade-off dari toleransi kesalahan terhadap ketersediaan. Jika reaksi pertama Anda terhadap masalah apa pun adalah menghentikan mobil dan memaksa pengemudi memanggil truk pemulihan, ini mungkin awalnya tampak seperti ide bagus dan solusi teraman. Saya bekerja pada kendaraan listrik hibrida untuk Ford, di mana perangkat lunak memang mengambil pendekatan ini ketika menemukan dirinya dalam situasi yang tidak pasti, karena hasilnya bisa menjadi gerakan kendaraan yang tidak diperintahkan. Dengan situasi hukum di AS, ini sepertinya pendekatan terbaik.

Selama pengembangan, kami berbicara dengan para insinyur dari Volvo dan menemukan bahwa mereka memiliki pendekatan yang sangat berbeda. Kasing pengaman Volvo adalah bahwa kecuali Anda dapat membuktikan bahwa tidak aman bagi kendaraan untuk terus bergerak, Anda tidak boleh menghentikan kendaraan. Anda dapat mengurangi kecepatannya, atau mengurangi daya yang tersedia, tetapi kendaraan tidakberhenti. Mengapa? Karena jika mobil Anda mati di musim dingin Skandanavia, Anda punya waktu sekitar 2 jam sebelum mati beku. Kasus keselamatan Volvo mengatakan bahwa lebih disukai memiliki risiko tabrakan berkecepatan rendah dan bertenaga rendah jika kendaraan mengalami kerusakan, dan menerima bahwa ini akan lebih sering terjadi dengan konsekuensi yang sebagian besar - tidak fatal, dibandingkan dengan yang kurang - risiko kendaraan yang sering terputus dalam situasi yang pasti fatal. Selain itu, pengemudi masih dapat mengambil tindakan untuk mengurangi kesalahan dengan mematikan kunci kontak, bahkan jika mobil tidak lagi merespons dengan benar terhadap kontrol elektronik akselerator, rem dan pemilihan gigi.

Sekring di sirkuit starter mengikuti alasan yang sama. Apa skenario terburuk tanpa sekring? Jawab: kabel atau baterai terlalu panas dan Anda mendapatkan api di ruang mesin yang menyebar ke seluruh mobil. Biasanya tegangan baterai akan turun sebelum semuanya menjadi buruk. Pengemudi dapat mengurangi skenario itu dengan tidak engkol terus menerus untuk periode yang lama. Mereka juga dapat mengurangi kesalahan itu karena ada sekat tahan api antara engine dan kompartemen penumpang, memberi mereka cukup waktu untuk melarikan diri dari kendaraan. Bahkan dalam kasus penguncian pusat gagal dikunci dan jendela bertenaga gagal ditutup, palu darurat melarikan diri membuatnya sepele untuk memecahkan jendela dan melarikan diri. (Anda memang punya, kan? Jika tidak, beli satu - murah.) Situasinya memiliki pertahanan yang dalam.

Apa skenario terburuk dengan sekering? Nah, Anda tidak dapat menghidupkan mesin ketika Anda perlu. Di dalam mobil, itu bisa membuat Anda terdampar - dan kita masuk ke dalam skenario "mati kedinginan dalam 2 jam". Di atas kapal, Anda benar-benar terjebak.

Mobil memiliki peringatan untuk tidak menggunakan starter lebih dari x detik dan menunggu xx detik untuk mencegah baterai mengalami pemanasan dan penyerangan dgn gas beracun. Dengan demikian peringkat CCA harus melebihi beban sehingga dengan baterai dan desain kabel yang memadai, kekurangan tidak mungkin terjadi kecuali kesalahan manusia (jatuhkan kunci pas di terminal baterai atau abaikan peringatan keselamatan pada penggunaan starter berkelanjutan 1 menit di bawah beban berat.) Dalam situasi ini suhu motor starter akan tinggi dan kemudian meningkatkan resitance dan baterai akan cepat habis tetapi tidak menyebabkan kebakaran. Jika baterai gagal dengan internal pendek, itu akan keluar sendiri dan risiko kebakaran dari percikan api dekat H2 adalah mungkin tetapi risiko yang relatif rendah

Sekering tidak cocok karena mereka menambahkan ESR, mengurangi kapasitas CCA yang merupakan kehilangan kinerja awal dalam cuaca dingin. Anda lebih suka memiliki motor bertenaga kemudi terlalu panas daripada memiliki pukulan sekering saat mengemudi. Jadi singkatnya (pun intended) sekering mengurangi keandalan dan keamanan.

E-mobil berbeda dan dengan denrites yang mempertaruhkan celana dalam, maka sekering adalah wajib dengan penginderaan sementara.

Mobil dan truk memiliki firewall dan tempat yang relatif aman untuk tinggal jika perlindungan sirkuit mencegah permulaan dan tidak semua orang tinggal di Skandinavia di mana pembekuan sampai mati di mobil yang tidak bergerak menjadi perhatian.

Ada sakelar pemutus sirkuit yang dapat dengan mudah ditemukan di ruang yang disediakan oleh mobil atau truk yang dapat disetel ulang tanpa perlu menyerukan servis. Jika solenoid starter tertutup dan starter tetap aktif dan berjalan, kecuali pengemudi dapat mendengar (tidak mungkin) starter berjalan (tidak seperti pertunangan kedua setelah mesin dinyalakan) baterai terkuras dengan cepat dan kendaraan tetap berhenti berjalan. Oleh karena itu argumen yang melindungi sirkuit mencegah kendaraan dinyalakan tidak bertambah, begitu baterai dilepaskan di bawah titik tertentu, kendaraan tetap akan berhenti berjalan.

Kawat pengukur berat tidak mencegah kebakaran listrik, kabel tidak terbakar tetapi aksesori yang terhubung dengannya dapat dan akan. Ambil aksesori khas Anda dan lihat konektor dan kemudian membandingkannya dengan kabel 4 awg atau 0 ga. Bukan kabel yang akan terbakar.

Perlindungan sirkuit dapat mencegah kebakaran dan juga mengurangi kerusakan pada aksesori. Starter macet untuk dijalankan karena solenoida yang dipadukan tertutup tidak akan bertahan lama, mencoba untuk mengikuti mesin yang berjalan pada 2500-3000 rpms atau lebih. Kerusakan yang jauh lebih buruk dapat terjadi selain starter yang rusak. Meskipun.pelindung sirkuit untuk keselamatan, manfaat tambahan dari perlindungan aksesori tidak boleh diabaikan dalam pandangan desain yang sempit.

Itu pemikiran yang menarik. Spesifikasi cranking Amps baterai berada pada 7.2V setelah 30 detik, sehingga arus hubung singkat dapat dengan mudah melebihi 1000A, tetapi arus ini turun dengan cepat seiring detik berlalu. Saya berspekulasi bahwa kabel yang masuk ke starter mungkin terlalu tebal untuk bisa menjadi cukup panas untuk menyalakan api dengan baterai standar. Juga, kabel berada di kompartemen mesin dan tidak pergi dengan hal lain yang bisa meleleh. Jika starter relay stick aktif, pada saat motor starter over heat dan memendek, arus hubung singkat baterai akan jauh di bawah apa yang dapat menyebabkan kerusakan.

Ada jawaban baik lainnya seperti biaya untuk mendapatkan keuntungan, dan ketidakmampuan untuk memiliki sekering yang cukup kecil untuk melindungi sirkuit dan tidak terbakar selama cranking yang lebih lama.