EN
Το σπειροειδές καλώδιο (clock spring) βρίσκεται στο κέντρο της κολόνας τιμονιού. Αποτελεί την εύκαμπτη σύνδεση που διατηρεί τη λειτουργικότητα του αερόσακου οδηγού, της κόρνας και των ελέγχων καθώς το τιμόνι στρέφεται ατελείωτα προς και τις δύο κατευθύνσεις. Χωρίς αυτό το εξάρτημα, κάθε καλώδιο από την ακίνητη κολόνα προς το περιστρεφόμενο τιμόνι θα στριφογύριζε, θα έσπαγε και θα χανόταν η ηλεκτρική επαφή μέσα σε λίγες περιστροφές.
Πώς λειτουργεί το clock spring στην κολόνα τιμονιού;
Η επίπεδη σπειροειδής λωρίδα που διατηρεί τη συνέχεια
Ένα σπειροειδές καλώδιο (clock spring) περιέχει μια επίπεδη λωρίδα καλωδίου τυλιγμένη σε χαλαρό σπειροειδές πηνίο. Καθώς το τιμόνι περιστρέφεται, το πηνίο τυλίγεται σφιχτότερα ή ξετυλίγεται, απορροφώντας έτσι την κίνηση αντί να τεντώνει τον αγωγό. Αυτή η επίπεδη σπειροειδής λωρίδα διατηρεί την ηλεκτρική συνέχεια για εκατοντάδες χιλιάδες περιστροφές και συνδέει το μονάδα αερόσακου, το κύκλωμα της κόρνας και τους διακόπτες ελέγχου με τον καλωδιακό αγωγό στην ακίνητη πλευρά της κολόνας.
Μέσα στο περίβλημα, η λωρίδα αγκυρώνεται σε ένα ακίνητο εξωτερικό σημείο και σε ένα περιστρεφόμενο εσωτερικό τύμπανο που περιστρέφεται μαζί με τον άξονα τιμονιού. Επειδή η λωρίδα έχει προ-διαμορφωθεί σε σπειροειδή μορφή, αποθηκεύει περίσσεια μήκους και την απελευθερώνει καθώς το τιμόνι επιστρέφει στην κεντρική θέση, κάτι που μια απλή ευθεία καλώδιο δεν μπορεί να κάνει.
Γιατί απαιτείται η σπειροειδής γεωμετρία για την περιστροφή
Ένα ευθύ καλώδιο θα στρεβλωνόταν μέχρι την καταστροφή του μετά από λιγότερο από μία πλήρη περιστροφή. Η σπειροειδής γεωμετρία κατανέμει τη στρεπτική τάση κατά μήκος ολόκληρης της λωρίδας, ώστε κανένα μεμονωμένο σημείο να μην αναλαμβάνει το πλήρες φορτίο. Η λειτουργία του ελατηρίου ρολογιού εξαρτάται συνεπώς από την ελικοειδή μορφή της, όχι από την ευελαστικότητα οποιουδήποτε αγωγού. Γι’ αυτόν τον λόγο, η επίπεδη σπειροειδής μορφή είναι το πρότυπο σε ιαπωνικά, αμερικανικά, γερμανικά, γαλλικά και κινεζικά οχήματα.
Το σπειροειδές καλώδιο ελατήριο ρολογιού διατηρεί το μήκος των αγωγών σχεδόν σταθερό καθ’ όλη τη διαδρομή του τιμονιού από το ένα άκρο (lock) στο άλλο. Το σταθερό μήκος σημαίνει σταθερή αντίσταση για ευαίσθητα κυκλώματα, όπως ο αισθητήρας γωνίας τιμονιού και η εκρηκτική φυσίγγιο του αερόσακου.
Πού βρίσκεται το εξάρτημα στο σύστημα διεύθυνσης
Η μονάδα τοποθετείται μεταξύ του άξονα διεύθυνσης και του κέντρου του τροχού, συγκεντρικά με τον άξονα. Συνδέει τον περιστρεφόμενο τροχό με την ακίνητη καλωδίωση της κολόνας διεύθυνσης και υποστηρίζει κάθε συσκευή που βρίσκεται στο τιμόνι: το αερόσακο του οδηγού, το πλακίδιο της κόρνας, τους ελέγχους ήχου και τους διακόπτες ελέγχου ταχύτητας. Η κεντρική της θέση επιτρέπει σε ένα εξάρτημα να εκτελεί πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα.
Βασικές λειτουργίες που εκτελεί το σπειροειδές καλώδιο (Spiral Cable Clock Spring)
Κύκλωμα ενεργοποίησης αερόσακου και προστασία του οδηγού
Η πιο κρίσιμη για την ασφάλεια λειτουργία είναι η μεταφορά του κυκλώματος ενεργοποίησης του αερόσακου. Το στοιχείο ενεργοποίησης (squib) του αερόσακου του οδηγού βρίσκεται στο κέντρο του τιμονιού και πρέπει να ενεργοποιηθεί εντός χιλιοστών του δευτερολέπτου μετά από σύγκρουση. Το σπειροειδές καλώδιο (Spiral Cable Clock Spring) διανέμει αυτή τη διαδρομή υψηλού ρεύματος από την ακίνητη δέσμη καλωδίων στο περιστρεφόμενο μόντουλ χωρίς διακοπή. Εάν χαθεί η συνέχεια, ανάβει η ενδεικτική λυχνία προειδοποίησης του αερόσακου και ο αερόσακος ενδέχεται να μην ενεργοποιηθεί, εκθέτοντας έτσι τον οδηγό σε σοβαρό κίνδυνο τραυματισμού.
Τα σύγχρονα συστήματα αερόσακων διέπονται από το πρότυπο ISO 12097 και τους κανονισμούς της UNECE, οι οποίοι απαιτούν επαναλαμβανόμενες, επαληθεύσιμες ηλεκτρικές διαδρομές. Η σπειροειδής σύνδεση (clock spring) αποτελεί μέρος αυτού του προστατευόμενου βρόχου, γι’ αυτό και η συνέχεια της περιστροφής της θεωρείται ζήτημα ασφάλειας, όχι άνεσης.
Καλώδια ηχητικού σήματος, ηχητικού συστήματος και ελέγχου κρουαζιέρας
Πέρα από την ασφάλεια, η μονάδα μεταφέρει επίσης τα καλώδια του ηχητικού σήματος και τους διακόπτες ελέγχου του ηχητικού συστήματος και της κρουαζιέρας. Κάθε πίεση ενός κουμπιού στο τιμόνι στέλνει ένα σήμα πίσω μέσω της ίδιας λωρίδας στο μονάδα ελέγχου του σώματος (body control module). Όταν αυτή η διαδρομή εξασθενεί, εμφανίζονται συμπτώματα όπως διαλείπων ήχος σήματος, ανενεργό κουμπί έντασης ή λειτουργία κρουαζιέρας που διακόπτεται τυχαία.
Αυτά τα κυκλώματα μοιράζονται τη λωρίδα με το κύκλωμα του αερόσακου, αλλά παραμένουν απομονωμένα. Μια καλά κατασκευασμένη μονάδα διατηρεί κάθε κανάλι χωριστά, ώστε μια βλάβη στο κύκλωμα του ηχητικού σήματος να μην επηρεάσει το κύκλωμα του αερόσακου.
Σήμα γωνίας διεύθυνσης για συστήματα σταθερότητας
Ο ηλεκτρονικός έλεγχος σταθερότητας, ο έλεγχος πρόσφυσης και οι βοηθητικοί μηχανισμοί διατήρησης της λωρίδας βασίζονται σε ακριβές σήμα γωνίας διεύθυνσης. Το ελικοειδές καλώδιο Clock Spring μεταδίδει τη γωνιακή θέση του τιμονιού στον ελεγκτή του πλαισίου. Ακόμη και μια μικρή διακοπή μπορεί να δημιουργήσει σύγχυση στο σύστημα σταθερότητας και να ενεργοποιήσει τις προειδοποιητικές λυχνίες στον πίνακα οργάνων.
Επειδή η έξοδος του αισθητήρα γωνίας διεύθυνσης είναι συνεχής, το ελικοειδές καλώδιο πρέπει να διατηρεί αυστηρές ανοχές καθ’ όλη τη διάρκεια της εγγυημένης ζωής περιστροφής. Ένα φθαρμένο μοναδικό στοιχείο εισάγει θόρυβο που ο ελεγκτής ερμηνεύει ως ανώμαλη είσοδος διεύθυνσης.
Σχεδιασμός, πρότυπα και πρακτική φροντίδα
Εγγυημένη ζωή περιστροφής και συμμόρφωση με το πρότυπο ISO 12097
Η κατάταξη διάρκειας περιστροφής ορίζει τον αριθμό των πλήρων κύκλων περιστροφής που αντέχει η λωρίδα πριν από την κόπωση. Τα ποιοτικά μοντέλα σχεδιάζονται για την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του οχήματος, ενώ η επιλογή του υλικού και η τάση τύλιγματος ελέγχουν τη στρεπτική τάση. Ένα Σπειροειδές Καλώδιο με Ελατήριο Ρολό που κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο αντιστέκεται στην κόπωση πολύ περισσότερο από ένα χαλαρά τυλιγμένο αντίγραφο. Οι οδηγίες της SAE και το πρότυπο ISO 12097 καθορίζουν τις μεθόδους δοκιμής για τη διεπαφή του αερόσακου, ενώ οι προδιαγραφές UNECE καθορίζουν την ευρύτερη απόδοση του συστήματος προστασίας.
Μία φλότα λογιστικής που εφοδιάζεται από την Guangzhou Kaimin Trading Co., Ltd. έλαβε μία παρτίδα στην οποία ένα μοναδικό μοντέλο παρουσίαζε ανομοιόμορφο τύλιγμα της λωρίδας. Ένας έλεγχος συνέχειας πριν από την εγκατάσταση, που πραγματοποιήθηκε σε εργαστηριακό πάγκο, εντόπισε το ελάττωμα πριν από την εγκατάσταση, αποφεύγοντας έτσι αστοχίες στο πεδίο σε δεκάδες φορτηγάκια παράδοσης. Αυτή η περίπτωση δείχνει γιατί η επαλήθευση λειτουργίας, και όχι απλώς οπτικός έλεγχος, είναι κρίσιμη κατά το στάδιο της προμήθειας.
Συμβουλές για Προμήθειες, Ελέγχους και Συντήρηση
Καθορίστε ένα ελατήριο ρολογιού επιλέγοντας ακριβώς την κολόνα τιμόνιου και τον τύπο αερόσακου, αντί για γενική ταιριαστότητα. Ελέγξτε τη λωρίδα για διακλαδώσεις, βεβαιωθείτε ότι η μαρκαρισμένη γραμμή κεντράρισματος συμπίπτει και ελέγξτε την αντίσταση σε κάθε κύκλωμα με πολύμετρο. Κατά την εγκατάσταση, μην επιβάλλετε ποτέ το τιμόνι πέρα από το φυσικό του όριο σταματήματος και επανακεντράρετε τη μονάδα πριν ασφαλίσετε το τιμόνι.
Κατά την εξυπηρέτηση, θεωρήστε έναν εναλλασσόμενο ήχο κόρνας ή μια αναβοσβήνουσα λειτουργία cruise ως πρώιμο σημάδι. Αντικαταστήστε τη μονάδα εάν η λυχνία αερόσακου παραμένει αναμμένη μετά από διάγνωση. Η προμήθεια από προμηθευτή με τεκμηριωμένες δοκιμές μειώνει τον κίνδυνο να φτάσει στόχος οχήματος ένα ελατήριο με λανθασμένη τύλιξη λωρίδας.
Ένα Ελατήριο Ρολογιού Σπειροειδούς Καλωδίου είναι ένα μικρό εξάρτημα με μεγάλη ευθύνη: μεταφέρει τα κυκλώματα αερόσακου, κόρνας, ηχοσύστηματος, cruise και γωνίας τιμονιού μέσω συνεχούς περιστροφής. Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας του επίπεδου σπειροειδούς σχήματός του βοηθά τους αγοραστές να επιλέξουν την κατάλληλη μονάδα και να διατηρήσουν τους οδηγούς προστατευμένους στο δρόμο.
Συχνές Ερωτήσεις
Ερώτηση
Ποιες λειτουργίες μεταφέρει ένα ελατήριο ρολογιού εκτός από τον αερόσακο;
Απάντηση: Ένα ελατήριο ρολού μεταφέρει επίσης την καλωδίωση της κόρνας, των ελέγχων ήχου, των διακοπτών ελέγχου σταθερής ταχύτητας (cruise control) και το σήμα του αισθητήρα γωνίας τιμονιού. Αυτά τα κυκλώματα λειτουργούν παράλληλα με το κύκλωμα του αερόσακου, αλλά παραμένουν ηλεκτρικά απομονωμένα. Όταν η λωρίδα εξασθενεί, οι οδηγοί παρατηρούν διαλείπουσα λειτουργία της κόρνας, ανενεργά κουμπιά ή απώλεια λειτουργίας του ελέγχου σταθερής ταχύτητας πριν εμφανιστούν οποιαδήποτε συμπτώματα σχετικά με τον αερόσακο. Οι τακτικοί έλεγχοι αυτών των κυκλωμάτων βοηθούν στην πρόωρη ανίχνευση φθοράς του ελατηρίου ρολού.
Ερώτηση
Γιατί η επίπεδη ελικοειδής μορφή έχει σημασία για την περιστροφή;
Απάντηση: Η επίπεδη ελικοειδής μορφή αποθηκεύει περίσσεια μήκους καθώς το τιμόνι στρέφεται και την απελευθερώνει κατά την επιστροφή, ώστε η λωρίδα να μην στρεβλώνεται μέχρι την καταστροφή της. Ένα ευθύ καλώδιο θα σπάσει μετά από μία μόνο περιστροφή. Η ελικοειδής μορφή διανέμει τη στρεπτική τάση σε όλο το μήκος του αγωγού, διατηρώντας σταθερή την αντίσταση κατά την πλήρη κίνηση από άκρο σε άκρο και προστατεύοντας ευαίσθητα σήματα, όπως αυτά του αερόσακου και του αισθητήρα γωνίας.
Ερώτηση
Πώς ελέγχεται η συνέχεια του ελατηρίου ρολού κατά τη διάρκεια ενός ελέγχου;
Απάντηση: Η συνέχεια ελέγχεται με πολύμετρο σε κάθε κύκλωμα ενώ ο τροχός βρίσκεται στην κεντρική θέση. Οι τεχνικοί μετρούν την αντίσταση στο αερόσακο, στο κόρνο και στα κυκλώματα ελέγχου, στη συνέχεια περιστρέφουν τον τροχό και παρακολουθούν για διακοπές. Ένας έλεγχος σε εργαστηριακή εγκατάσταση πριν από την τοποθέτηση εντοπίζει νωρίς μια εσφαλμένα τυλιγμένη ταινία. Κάθε ανοικτό κύκλωμα ή ασταθής μέτρηση σημαίνει ότι η μονάδα πρέπει να απορριφθεί πριν από την εγκατάσταση.
Ερώτηση
Μπορεί ένα ελαττωματικό κύκλωμα κόρνο να επηρεάσει το πλευρικό αερόσακο;
Απάντηση: Σε μια καλά κατασκευασμένη μονάδα, όχι. Τα ποιοτικά σχέδια απομονώνουν το κύκλωμα του κόρνο, τα κυκλώματα ηχητικού σήματος και ρυθμιστή ταχύτητας από το κύκλωμα του αερόσακου, οπότε ένα ελάττωμα στο κόρνο δεν απενεργοποιεί το αερόσακο. Ωστόσο, η κοινή θήκη σημαίνει ότι φυσική ζημιά μπορεί να επηρεάσει ταυτόχρονα πολλά κυκλώματα. Γι’ αυτόν τον λόγο είναι σημαντικός ο πλήρης έλεγχος με πολύμετρο όλων των κυκλωμάτων, όχι μόνο του κυκλώματος του αερόσακου κατά τον τακτικό έλεγχο.
Ερώτηση
Ποια πρότυπα ισχύουν για τον έλεγχο της σπειροειδούς σύνδεσης (clock spring) του αερόσακου;
Απάντηση: Οι διεπαφές αερόσακων καλύπτονται από το πρότυπο ISO 12097, ενώ η UNECE καθορίζει ευρύτερες απαιτήσεις απόδοσης για τα συστήματα προστασίας και η SAE παρέχει κατευθυντήριες γραμμές για δοκιμές. Οι προδιαγραφείς θα πρέπει να ζητούν από τους προμηθευτές τα αντίστοιχα πρωτόκολλα δοκιμών, αντί να βασίζονται στην οπτική εξέταση, δεδομένου ότι μια λανθασμένα τυλιγμένη λωρίδα μπορεί να περάσει μια οπτική εξέταση αλλά να αποτύχει κατά τη λειτουργία.