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Vous êtes un jeune homme au sol
Du numéro de mars 2004 du magazine TPR, par Klaus Almendinger
Récemment, une série de nouveaux produits sont arrivés sur le marché qui améliorent la «mise à la terre» des voitures. Parfois, les affirmations sur ce que font ces produits sont assez larges. Les allégations habituelles d'amélioration de la puissance et de réduction de la consommation de carburant sont assez courantes pour tous les produits du marché secondaire de l'automobile, y compris les housses de siège, les tapis de sol et les porte-gobelets.
Examinons le problème que ces produits tentent de résoudre. Chaque système électrique de la voiture (à l'exception de l'alternateur) utilise de l'énergie électrique. La puissance électrique est définie comme la tension (la «pression» dans la ligne) multipliée par le courant (le volume de flux d'électrons en électrons / seconde). L'électricité circule du côté positif de la batterie à travers l'appareil vers le côté négatif de la batterie. Le côté négatif de la batterie est également connecté au châssis ou au cadre. C'est ce qu'on appelle le «sol». Dans de nombreuses voitures, le côté négatif d'un appareil est connecté uniquement au morceau de métal le plus proche en contact avec le cadre. Cela peut causer des problèmes dans certaines circonstances. Voici pourquoi:
Avez-vous déjà été sous une bonne douche chaude pendant que quelqu'un d'autre dans la maison chasse les toilettes? Le bon jet d'eau chaude se transforme soudainement en brûlant? La raison en est facilement expliquée et le même principe s'applique aux problèmes de mise à la terre. Lorsque l'eau coule dans un tuyau, il y a une certaine perte de pression le long du tuyau. Le tuyau crée une résistance au débit d'eau. Plus le tuyau est petit, plus la résistance est grande. Cette résistance abaisse la pression à l'extrémité du tuyau (pomme de douche) par rapport à la pression d'origine à l'endroit où la conduite d'eau entre dans la maison. Si une autre sortie sur le même tuyau d'eau utilise également de l'eau, le débit dans le tuyau augmente à la fois et il en résulte plus de perte de pression. Alors maintenant, votre bel équilibre d'eau chaude et froide est perturbé car moins de pression est disponible du côté eau froide de la valve de douche.
Dans les systèmes électriques, cela fonctionne de la même manière. Tout ce qui conduit l'électricité a une certaine résistance au flux électrique. Le débit électrique est mesuré en ampères (A) ou en ampères. 1 / 1000e d'ampère est un milliAmp (mA). Dans les formules électriques, le symbole du courant est I. La pression électrique (équivalente à la pression d'eau dans un système de plomberie) est mesurée en Volts (V). La résistance est mesurée en Ohms (symbole de formule R) Plus la résistance d'un fil d'alimentation est élevée, plus la tension s'accumule le long de ce fil (V = R * I). Mais comme il n'y a qu'une tension d'alimentation fixe disponible à partir de la batterie, la tension résultante disponible pour l'appareil électrique est inférieure. Les fils plus gros ont une résistance plus faible et donc des pertes plus faibles.
Si plusieurs appareils partagent le même chemin de retour électrique (par exemple le châssis), les courants de tous les appareils s'additionnent sur le chemin de la batterie et il y a moins de tension disponible pour chacun, en fonction du courant total entre le point de masse et le batterie.
Revenons à notre exemple de plomberie ci-dessus: Si nous faisions passer un tuyau séparé de la conduite d'eau à chaque robinet d'eau de la maison, il n'y aurait pas de brûlure dans la douche car les pertes de pression de n'importe quel robinet n'affecteraient que ce robinet. Bien sûr, l'autre solution serait de faire passer des tuyaux de 3 pouces dans toute la maison pour minimiser les pertes de pression. Cela coûterait bien sûr beaucoup plus cher que de ne faire fonctionner que des tuyaux si nécessaire. Cela minimise également l'effet de perte partagée, mais ne l'élimine pas , comme le feraient des tuyaux séparés. Les systèmes de mise à la terre sur le marché sont l'équivalent de ce tuyau de 3 ".
Lors du câblage du système électrique d'une voiture, le meilleur moyen est de faire passer des fils de terre séparés de chaque système à un point de masse commun. Le point de masse commun ne doit PAS être simplement un boulon où les pattes de chaque appareil sont empilées les unes sur les autres. Les plaques de contact entre les cosses créent leurs propres problèmes de résistance et de mise à la terre. Le meilleur moyen est de boulonner un petit morceau de barre de cuivre près de la batterie au cadre. Connectez la barre de cuivre à la batterie avec une sangle de mise à la terre robuste. Percer et tapoter la barre pour chaque retour au sol. L'utilisateur actuel le plus lourd dans une voiture est le démarreur. Cela peut prendre jusqu'à 800 ampères de courant. Il devrait donc avoir sa propre sangle de mise à la terre directement sur la batterie. Il en va de même pour l'alternateur. Ses fils transportent le deuxième plus courant après le démarreur.
Les systèmes d'injection et d'allumage électroniques ont cependant leurs propres mises en garde. Les systèmes d'allumage créent des impulsions de courant très élevées pendant un temps très court. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes à décharge capacitive. Ceux-ci ont besoin de leur propre fil de terre au commun. Les systèmes EFI reposent sur différents capteurs dans la voiture. Capteur de position du papillon, capteurs de température de l'air d'admission et du liquide de refroidissement, capteurs de pression du collecteur, etc. Ces capteurs ont généralement 2 ou 3 fils. Lorsqu'ils ont 2 fils, l'un est généralement le signal et l'autre la masse. Les capteurs à 3 fils nécessitent une alimentation, un signal et une masse 5V. NE connectez PAS la masse de ces capteurs à la masse commune comme décrit ci-dessus. L'ordinateur EFI, comme tout appareil électrique, ne peut voir que sa propre masse et y fait référence à toutes les mesures. L'ordinateur EFI allume et éteint également les injecteurs. Les injecteurs utilisent des courants relativement élevés, et ces courants doivent refluer vers la batterie via le fil de terre de l'ordinateur EFI. Cela provoque une chute de tension sur ce fil de terre. Si les capteurs étaient mis à la terre à la masse commune comme décrit ci-dessus, l'ECU ne verrait que la tension du capteur moins la chute de tension de sa masse. Mettez plutôt les capteurs à la terre directement sur l'ordinateur EFI. Les capteurs ne prennent que quelques mA de courant de toute façon, donc la baisse supplémentaire sur le sol EFI causée par eux est sans importance. Mettez plutôt les capteurs à la terre directement sur l'ordinateur EFI. Les capteurs ne prennent que quelques mA de courant de toute façon, donc la baisse supplémentaire sur le sol EFI causée par eux est sans importance. Mettez plutôt les capteurs à la terre directement sur l'ordinateur EFI. Les capteurs ne prennent que quelques mA de courant de toute façon, donc la baisse supplémentaire sur le sol EFI causée par eux est sans importance.
Un autre problème se pose avec les capteurs qui créent un très petit signal, comme les thermocouples pour les mesures de température EGT et culasse. Dans un compartiment moteur, de nombreuses impulsions de courant provenant des systèmes d'allumage et d'injection circulent. Tout courant électrique crée également un champ magnétique. Les deux fils du capteur (signal et masse) créent une boucle qui fait office d'antenne pour capter ces champs magnétiques. Pour éviter cela, utilisez un fil blindé ou torsadez simplement les fils ensemble. Chaque torsion crée une boucle plus petite, qui capte moins de ce bruit, mais les boucles adjacentes captent également un signal inversé de la boucle précédente. De cette façon, les tensions de bruit induites dans chaque boucle s'annulent.
Les systèmes audio des voitures doivent également être connectés à cette masse «en étoile». L'oreille humaine est l'organe le plus sensible que nous ayons. La différence entre le bruit le plus fort (seuil de douleur) et le bruit le plus faible que nous pouvons entendre est de plus de 1 million pour un. Ainsi, tout bruit électrique provenant d'une mise à la terre inadéquate peut être amplifié par le système audio au niveau d'audition.
Passons maintenant aux revendications de certains des systèmes de mise à la terre concernant une impédance 10 fois meilleure. Nous avons déjà parlé de résistance des fils. La résistance s'applique au courant de régime permanent (CC). L'acier a environ 10 fois la résistance spécifique du cuivre. Le matériau doit donc avoir 10 fois la surface carrée du cuivre pour obtenir la même résistance. Ce n'est pas un problème lors de l'utilisation du cadre comme sol.
Le matériau ayant la plus faible résistance connue est l'argent. Suivi par le cuivre (quelques% plus élevé) Les courants haute fréquence (et les impulsions contiennent des fréquences élevées) font que le fil se comporte différemment. La résistance haute fréquence est appelée impédance et dépend de la fréquence du courant. Les courants à très haute fréquence ont tendance à ne pas circuler uniformément dans toute la section transversale du fil, mais uniquement à la surface. Par conséquent, le fil multibrins crée plus de surface pour les courants haute fréquence à circuler, d'où une impédance plus faible. Mais cet effet n'est important que pour les TRES hautes fréquences dans la plage de fréquences radio supérieure. Si le système électrique de votre voiture produit des courants élevés avec des fréquences aussi élevées, votre voiture arrêterait la réception TV et radio à des kilomètres à la ronde. Des fréquences aussi élevées ne sont tout simplement pas normalement rencontrées dans une voiture.
En ce qui concerne les revendications de meilleures performances et de réduction de la consommation de carburant: Les systèmes EFI injectent du carburant en fonction de la quantité d'air aspiré dans le moteur, mesurée avec ses capteurs. Plus de performances ne peuvent être obtenues que si plus d'air / carburant entre dans le moteur. Aucun système électrique ne peut augmenter le débit d'air, donc plus de débit de carburant non plus. Le seul effet qu'un meilleur système de mise à la terre peut avoir est si la mise à la terre du capteur était si mauvaise auparavant que l'ordinateur EFI a mal lu les capteurs en raison des décalages de masse. Cela peut être résolu à peu de frais en suivant les directives de mise à la terre ci-dessus. Certains des meilleurs ordinateurs EFI utilisent des entrées «différentielles». Ils mesurent à la fois le signal et la masse du capteur lui-même et calculent la différence. De cette façon, ils deviennent indépendants de tout problème de mise à la terre.
En ce qui concerne les mises à la terre du système d'allumage, l'un des paramètres de performance d'un moteur est le calage de l'allumage. La synchronisation est dérivée des capteurs sur le volant ou la manivelle. Ces capteurs créent des impulsions de référence. Une impulsion peut être là ou non. Sinon, la voiture s'arrête. Aucune mise à la terre supplémentaire ne change cela. Quant au système d'allumage lui-même: tant qu'il y a assez d'énergie d'étincelle pour allumer le feu, le moteur tourne. Plus d'énergie d'allumage n'augmente PAS la puissance, juste l'usure des bougies d'allumage. En conséquence, si le système d'allumage est correctement mis à la terre, aucune mise à la terre supplémentaire ne fera du bien.
Aujourd'hui à 14:35 par Cardamome
