Ajoneuvojen johdotusjärjestelmissä yleisesti esiintyvät tiiviysongelmat voidaan eliminoida Molexin kehittämällä liitinjärjestelmällä. Se varmistaa johdinsarjaan sijoitettujen liittimien kestävän suojauksen vettä, likaa, suolaa ja liuottimia vastaan ankarissakin oloissa.

Artikkelin kirjoittaja Denis O´Sullivan toimii Molexilla globaalina tuotepäällikkönä. Hän on pitkän linjan Molexilainen ja ollut yrityksessä jo vuodesta 2002.

Ajoneuvon johdotusjärjestelmään tulevat viat ovat yleisiä seisokin aiheuttajia ammattimaisessa liikenteessä. Kuljetusalan kaupalliset toimijat eivät haluaisi törmätä tällaisiin vikoihin missään hyötyajoneuvojen käyttökohteessa. Vaikka ongelmaa voidaan lieventää ennakoivien huoltosuunnitelmien avulla, johdotusjärjestelmän komponentteihin iskevä vika on aina ikävä yllätys liikennöitsijälle. Kuljetusalalla toiminnan tehokkuus on avainasemassa ja hyötyajoneuvoissa kestävyys menee kaiken muun edelle – kaluston on kyettävä jatkamaan toimintaansa keskeytyksittä, jotta toiminta olisi kannattavaa.

Ajoneuvon käyttöympäristö voi olla hyvin haastava. Siksi on tärkeää, että johdotusjärjestelmä on tehokkaasti suojattu veden, lian, suolan ja muiden epäpuhtauksien kuten voitelu- ja polttoaineiden tunkeutumiselta sisäosiin. Johdotusjärjestelmän tiivistykseen tuleva vika saattaa aiheuttaa jonkin sähköisen osajärjestelmän toimintahäiriön tai pahimmassa tapauksessa koko ajoneuvon rikkoutumisen. Kun valitaan johdotusjärjestelmää ankariin toimintaympäristöihin, yksi tärkeimmistä kriittisistä tekijöistä on järjestelmän tiivistyksen eheyden säilyminen.

Käyttäjien tarpeet kartoitettiin

Hyötyajoneuvoissa on jo vuosikymmeniä käytetty samankaltaista teollisuusstandardin mukaisiin liittimiin perustuvaa suljettua johdotusjärjestelmää. Järjestelmässä ajoittain ilmenevät tiivistysviat on vain ollut pakko hyväksyä osana kokonaisuutta. Keskustelut johdinsarjojen valmistajien ja kuljetusalan toimijoiden kanssa ovat kuitenkin osoittaneet, että alan ammattilaiset ovat turhautuneita ja haluavat luotettavampia ratkaisuja.

Liitinvalmistajan näkökulmasta ainoa tapa arvioida tätä tarvetta on kuunnella asiakkaiden näkemyksiä ja panostaa tutkimustyöhön. Molexilla toimittiin näin, jotta nähtäisiin paremmin, miten standardiliittimiin perustuvat melko yksinkertaiset sähköjärjestelmät saadaan toimimaan mahdollisimman luotettavasti reaalimaailman oloissa. Tämän arviointijakson aikana järjestelmän jokaisen komponentin matkaa hyllystä valmiiseen johdotusjärjestelmään asti seurattiin tarkasti. Samalla selvitettiin, kuinka eri komponentit tulisi asentaa johdinsarjoihin valmistusvaiheessa ja mikä on niiden yleinen toimintavarmuus ajoneuvon tulevan käyttökohteen kenttäoloissa. Esimerkiksi maatalouden hyötyajoneuvoista havaittiin, että 90 prosenttia valmistuksen ja käytön aikaisista johdotusjärjestelmän vioista aiheutui yksinkertaisesti liittimeen sijoitetun tiivisteen irtoamisesta.

Perinteisen rakenteen ongelmat

Tyypillinen ajoneuvon johdinsarja sisältää liittimien etu- ja takaosaan asennettavia IP68-, IP69K- ja J2030-luokiteltuja tiivisteitä, jotka suojaavat sähköistä järjestelmää, kun liittimet on kytketty yhteen. Jos etuosan tiivisteet löystyvät, ne voivat siirtyä paikaltaan tai irrota kokonaan. Jos tiiviste irtoaa jostain huomaamatta, koko johdinsarjan tiivistyksen eheys on uhattuna. Johdinsarjan valmistusvaiheessa tiiviste saattaa joskus myös pudota lattialle ja mennä piloille saastumalla pölystä, liasta tai pahimmassa tapauksessa dieselöljystä, joka voi aiheuttaa turpoamista ja sen myötä sovitusongelmia. Kummassakin tapauksessa johdotusjärjestelmän tiiviys on uhattuna.

Jos taas takaosassa oleva sisäpuolinen tiiviste löystyy, se altistuu ajoneuvon muiden osien vaikutuksille. Koska takatiivistettä ei ole suojattu, vuotovikoja voi syntyä tiiviyden hävitessä kaapelien taipumisen vuoksi ajoneuvoa käytettäessä. Tämä koskee erityisesti liitinjärjestelmän kaksinapaisia osia. Tiiviste voidaan suojata kuorella, mutta se lisää kustannuksia ja saattaa löystyä itsekin. Suojakuoret voidaan kiinnittää paikoilleen muovihitsauksen avulla, mutta ajan myötä hitsattu liitos saattaa haurastua ja halkeilla aiheuttaen kuoren irtoamisen.

ML-XT takaa tiiviyden

Molexin ML-XT-liitinjärjestelmää kehitettäessä tärkein tavoite oli parantaa standardiliittimiin perustuvan järjestelmän tiivistyksen eheyttä. Tavoitteena oli kehittää hieman totutusta poikkeava menetelmä, jonka avulla tiiviste voidaan kiinnittää mahdollisimman lujasti liitinkoteloon. Tuloksena saatiin ratkaisu, jossa tiiviste on osa liitinkoteloa – se ei yksinkertaisesti voi irrota, kuten tapahtuu perinteisissä liitinrakenteissa. Yhdestä osasta muodostuva liitinkotelo-tiiviste-yhdistelmä, joka valmistetaan lujasti kiinnittyväksi kaksinkertaisella LSR-valutekniikalla (Liquid Silicon Rubber), estää tiivisteen liikkumisen liittimen kytkennän ja irrotuksen aikana ja varmistaa tiivisteen oikean asennon, vaikka käytettävien johtimien koot vaihtelevat.

Huomiota kiinnitettiin myös asennusvaiheessa ilmenevien riskien poistamiseen. Tiukasti kiinnitetty tiiviste minimoi riskit tiivisteen irtoamisesta tai unohtamisesta kokonaan pois rakenteesta asennusvaiheessa tai sen saastumisesta pölyn, lian tai aggressiivisten kemikaalien vaikutuksesta. Testausvaiheessa havaittiin, että jopa erittäin ankarissa SAE J2030 -luokan testausoloissa tiivistekiinnitykset pysyivät paikoillaan, joten ML-XT-perheen liittimet täyttävät tämän tiukan standardin vaatimukset. Tämä takaa liitinsarjan käyttäjille vankan luotettavuuden lukuisissa eri sovelluskohteissa.

ML-XT-liitinjärjestelmään suunniteltiin myös uusi lisäominaisuus: sisäinen takatiiviste ja kuori ovat siinä pysyvästi kiinnitettyinä salpaosiin, joiden avulla ne voidaan kiinnittää lujasti liitinkoteloon. Rakenne on näin suojattu tehokkaasti veden sisäänpääsyä vastaan. Suojaavat takakannet mahdollistavat kaapelille paljon aiempaa pienemmän taivutussäteen. Kiilamainen lukkorakenne TPA (Terminal Position Assurance) lukitsee liitoskontaktit juuri oikeaan asentoon, jolloin luotettavasähköinen kytkentä saadaan varmistetuksi. Samalla pistokepuolen kotelossa sijaitsevat lukitussalvat suojaavat sekä pistoketta että vastaketta.

Edellä mainittujen parannusten lisäksi kaikki liittimen osat ovat aiempaa lyhyempiä, kun takakannet on sijoitettu paikoilleen. Päätykappaleiden kiinnittämiseen ei tarvita ultraäänihitsausta, mikä ehkäisee niiden murtumista ajan myötä. Lisäksi tavanomaisten huoltotoimien yhteydessä liittimen irrottamista helpottaa sen innovatiivinen muotoilu, jonka ansiosta liitinpistokkeesta saa sormilla pitävän otteen myös märissä ja liukkaissa oloissa.

Tehopesuun soveltuvat IP68-, IP69K- ja J2030-luokitellut ML-XT-liitinjärjestelmät toimitaan täysin koottuina ja testattuina, joten liittimen osat eivät voi joutua hukkaan. Järjestelmä kattaa 2-, 3-, 4-, 6-, 8-, 12- ja 18-napaiset versiot ja tarjoaa suunnittelutyössä kaivattua joustavuutta sekä monenlaisiin anturijärjestelmiin että yksinkertaisempiin sähkönsyötön sovelluksiin. Molexin kentällä testaamat integroidut XRC-liittimet (Extra Rugged Circular) puolestaan yltävät virransyötössä 13 ampeeriin. Yhdeksällä eri värillä koodatut kuoret mahdollistavat johdinsarjojen helpon visuaalisen liittämisen ja samalla estävät väärät kytkennät.

Teollisuusstandardiin perustuvassa ML-XT-liitinjärjestelmässä on onnistuttu vähentämään kaikkia tunnettuja ja todennäköisiä ongelmia liittimien tiiviyden suhteen. Johdinsarjojen valmistajat, jotka haluavat vähentää takuukorvauksia, sekä OEM-valmistajat, jotka eivät halua nähdä ajoneuvojensa joutuvat pulaan liikenteessä, ovat jo todenneet uuden järjestelmän erittäin kiinnostavaksi. ML-XT-liitinjärjestelmä on suunniteltu toimimaan kaikkein vaikeimmissa ympäristöissä, ja sille löytyy lukuisia käyttökohteita myös hyötyajoneuvojen ulkopuolelta.

Lisätietoja ML-XT-liitinjärjestelmästä:

www.molex.com/link/mlxt.html