Neurologové z Wolfsburgu se specializací na kabely, konektory a spoje

2017-08-14

Thomas Schmidt spouští klikou svého veterána. Motor se pomalu probouzí k životu s mechanickým rachotem. Schmidtovo srdce hoří vášní pro automobily. Se svým klasickým vozem z 20. let 20. století jezdí každý víkend. "Přitahuje mě tradiční a osvědčená technika. Dokonce i řazení s přidáváním meziplynu a řízení bez elektronických pomocníků, jako je posilovač řízení, vytváří atmosféru nostalgie," vypráví Schmidt nadšeně o svém koníčku. Thomas Schmidt se však při svém každodenním cestování rád vrací k moderním vymoženostem, díky nimž mají dlouhé služební cesty napříč Německem naprosto bezproblémový průběh. Devadesát let vývoje v automobilovém průmyslu je znát už před samotným začátkem cesty.

Andreas Thiele (vlevo) a Andreas Boy s kompletní elektrickou soustavou

KESSY umožňuje spuštění motoru stisknutím tlačítka

 

V současnosti - díky systému KESSY (Keyless Entry and Start System) - stačí stisknout tlačítko, aby se moderní Volkswagen probudil k životu. Je-li vozidlo vybaveno na přání dodávaným "bezklíčkovým přístupovým systémem a spouštěním motoru", stane se nepříjemné hledání klíčku minulostí.

 

Jakmile řidič přistoupí k vozidlu a uchopí kliku dveří, jedna z vnějších antén - mohou být až tři - zachytí rádiový signál z příslušného klíčku. Dveře a víko zavazadlového prostoru se neodemknou, pokud mezi systémy úspěšně neproběhne bleskově rychlý dialog. Po usednutí za volant a stisknutí tlačítka "Start Engine" přenesou až tři antény v interiéru rádiové signály do klíčku. Je-li odezva z klíčku pozitivní, nervový systém Volkswagenu procitne k životu. V budoucnosti bude tento proces ještě mnohem komfortnější. Zákazník bude totiž schopen odemknout a spustit svůj Volkswagen prostřednictvím chytrého telefonu. "Před 90 lety nikdo ani nepomyslel na inovace, jako je tato," usmívá se Thomas Schmidt, který zavírá dveře a odjíždí ve svém Passatu.

Ani o kabel více, ani o kabel méně: každý svazek vodičů má svou speciální funkci.

"Metráž" pro miliardy variant

Řídicí jednotky a elektronické sítě jsou považovány za mozkový a nervový systém moderního vozu. Jsou to řídicí centrály, které řídí využívání dostupných zásob energie. Ovládají elektrické okruhy, které jsou nezbytné pro všechny funkce vozidla.


Z hlediska klasického motorového vozidla z 20. let 20. století jsou takové příklady technického pokroku výplodem "science fiction". Ale podobně, jako tomu bylo před více než 90 lety díky jedinečným karoseriím od karosářů, je v současnosti pravděpodobně každý vůz jedinečný z hlediska rozmanitosti elektrických funkcí v oblastech bezpečnosti, komfortu a zábavních systémů - zejména, co se týče svazků elektrických vodičů.

Volkswagen přizpůsobuje svazky vodičů specifickým požadavkům zákazníka. Individuální kabely jsou pokládány a vzájemně spojovány tak, aby splňovaly veškeré požadavky. Ani jeden kabel nepřebývá, ani jeden kabel nechybí. Posléze je vytvořen kód na základě označení všech použitých kabelů, konektorů a spojů. Tento kód reprezentuje jedinečný svazek vodičů a zároveň i jedinečné vozidlo. Existují miliardy variant - pro všechny vozy modelových řad Polo, Golf nebo Passat. Toto neuvěřitelně velké množství lze zvládat pouze díky důmyslnému vývoji a systému řízení.

Nadšení inženýři, jako jsou Melanie Sohnemannová a Andreas Boy, nesou odpovědnost za oblast technického vývoje elektrické instalace a příslušných komponentů. Místo o "kabelech" hovoří tito odborníci o "metráži".

Metry „metrového zboží“. Nicméně Heike Baraneková z oddělení konstrukce prototypů jich tolik ani zdaleka nepotřebuje.
Něco tu chybí. Současný Golf s průměrnou výbavou vyžaduje téměř 1,6 kilometru kabelů.

Golf I z roku 1980 měl celkem 191 kabelů o celkové délce 214 metrů. V současném Golfu je téměř 1000 různých kabelů. Ohledně jejich délky se nyní hovoří spíše o kilometrech. Délka kabelové sítě v Golfu s průměrnou výbavou je téměř 1,6 kilometru.

V závislosti na výbavě existovalo v roce 1980 pro model Golf v Německu přibližně 460 různých vodičových svazků. V současnosti se vyrobí specifický kabelový svazek, který je dodán přímo na montážní linku, jakmile si zákazník objedná svůj individuální vůz, ať se jedná o modelové řady Polo, Tiguan nebo Touran. Jen pro model Golf teoreticky existuje 425 miliard možných variant. Na přání zákazníka se vyrobí jedna z těchto variant, která vychází vstříc jeho speciálním potřebám. A možná zůstane jediná po celou historii výroby příslušného modelu.

Protichůdné požadavky: nižší hmotnost, ale více inovací

Až donedávna se hmotnost kabelů, montovaných do vozidel, neustále zvyšovala. Od té doby snižují hmotnost vozidel trvale udržitelné materiály, čímž se snižuje spotřeba paliva. Lehká konstrukce a snižování spotřeby paliva jsou nezbytnými opatřeními v době technických změn a stále přísnějších požadavků na snižování emisí. V době, kdy byl vyroben klasický vůz Thomase Schmidta, hrály uvedené problémy druhořadou roli. U tehdejších automobilů byla rozhodující elegance a krása. Melanie Sohnemannová, technická vývojářka v oddělení pro elektrické sítě a komponenty vozidla, zdůrazňuje: "Samozřejmě chceme s každým novým modelem uvádět do praxe více inovací. Stále vidíme neuvěřitelný potenciál pro další snižování hmotnosti."

Přímo z cívky: Dr. Thomas Hänsel a Melanie Sohnemannová hledají optimální kabel
Jednoduchosti lze dosáhnout různými způsoby: méně a méně kabelů pro více a více funkcí

Například průřez signálových kabelů v aktuálních testovacích vozidlech byl zmenšen z 0,35 (měď) na 0,13 (slitina mědi a cínu) mm2. Uplatnění nalezl také nový druh slitiny mědi a cínu. Souhrn těchto opatření přinesl úsporu přibližně jedné poloviny kilogramu.

Pro představu je jeden signální kabel tvořen sedmi žílami a izolací. Jeho tloušťka je jeden milimetr. To přibližně odpovídá svazku 14 lidských vlasů. Sohnemannová k tomu dodává: "Každý den si klademe otázku: Jaký materiál mám použít a kde, abychom ušetřili ještě více hmotnosti?"

Minus 40 stupňů venku, plus 200 stupňů uvnitř

Rozsáhlé testy uvnitř klimatické zkušební laboratoře i ve venkovním prostředí při jízdě na silnicích v zemích s horkým nebo chladným klimatem patří ke každodenní práci. Z praktických důvodů se rozlišuje mezi kabelovými svazky v motorovém prostoru a interiéru. Ne každý kabel totiž musí odolávat teplotám, které v blízkosti hlavy válců vysoce přesahují 200 stupňů Celsia. Všechny spoje však musí přenášet signály správně, a to nejen v horké poušti, ale i během chladné arktické zimy. Na základě tohoto požadavku a v závislosti na oblasti, v níž se vozidla používají, se určuje, zda mají mít komponenty povrchovou úpravu z cínu, stříbra nebo dokonce zlata. Největším nepřítelem vývojářů je však voda. Nejextrémnější test zahrnuje vylití kbelíku vody do prostoru pro nohy, čímž se napodobuje rozbředlý sníh na botách cestujících v kanadské zimě.

Kromě neustálé snahy o snižování hmotnosti a nákladů je omezený také prostor pro montáž kabelů.

Dokonalost v nejtěsnějším prostoru: aktuální Golf a jeho kabelové svazky
Žárovky, spínače, tlačítka: Andreas Boy (vlevo) a Andreas Thiele u zařízení pro testy řídicích jednotek

Autonomní jízda představuje nové výzvy

V extrémních případech se musí design nového modelu dokonce podřídit funkci kabelů. Před více než 90 lety tomu bylo v některých aspektech naopak. Ostatně ten druh klasického automobilu, který vlastní Thomas Schmidt, má pod karoserií dostatek prostoru. Výrobce jeho vozu nemusel zohledňovat současné bezpečnostní předpisy a různé elektronické asistenční systémy, jako jsou ABS nebo ESP. Vraťme se však do přítomnosti: Také autonomní jízda vyvolává vrásky na čele vývojářů, kteří mají na starosti napájecí síť vozidla. Andreas Boy, zodpovědný za oblast vedení napájecích kabelů, k tomu říká: "Výroba a vedení kabelových svazků musí vyhovovat vysokým požadavkům. U vozidel s funkcí autonomní jízdy existuje kromě tohoto požadavku ještě jeden aspekt: Zdvojené systémy by byly mnohem spolehlivější pro zajištění bezpečnosti osob uvnitř i vně vozidla. V budoucnosti tak budeme muset umístit výrazně více kabelů do nejtěsnějšího prostoru v porovnání se současností."

Elektrická energie ve vozidle bude hrát hlavní roli i v budoucnosti

Autonomní jízda ukazuje, že včerejší sny jsou zítřejší realitou. K dosažení tohoto cíle je však nutné spojit dohromady velký počet elektronických systémů. Je nutné nejprve náležitě instalovat do vozidla elektrické vodiče, což platí ve zvláštní míře pro síťově propojený automobil. Thomas Schmidt je se svým Passatem na úrovni doby. Na výletech se svým klasickým vozem si však užívá zážitků s historickou technikou, která pochází z éry amerického vizionáře a průkopníka elektrické energie, Thomase Alvy Edisona (1847 - 1931). Pomocí elektrické energie dokázal od základu změnit každodenní život v 19. století. Elektrická energie nás pohání, sleduje a chrání, šetří a reguluje.

Elektrická energie se používá k ovládání tepu lidského srdce, stejně jako k pohonu automobilů. Vdechuje funkcím život. Nic se nepohne bez elektrické energie a správných kabelových svazků, které, stejně jako dopravní síť, budou hrát klíčovou roli i v budoucích vozidlech.

Včera, dnes a zítra: kabely budou hrát klíčovou roli i v příští generaci modelu Golf
Při poskytování našich služeb nám pomáhají soubory cookie. Využíváním našich služeb s jejich používáním souhlasíte.
Souhlasím