Por que os sistemas elétricos de veículos militares falham: Problemas comuns e peças sobresselentes

Um veículo militar pode passar por todas as inspecções mecânicas e ainda ficar inactivo porque ele não vai começar, não vai segurar uma carga, ou lança uma falha que ninguém pode reproduzir. Sistemas elétricos sentados atrás de inicialização e carregamento, iluminação e instrumentos, motor e controle de transmissão, eletrônica de travagem onde montado, comunicações, navegação, sensores, aquecimento e ventilação, equipamentos auxiliares e, em algumas plataformas, interfaces de arma ou sistema de missão. Tudo depende de uma rede de distribuição de energia que deve continuar a funcionar em condições que seus designers não poderiam controlar totalmente.

As falhas eléctricas também são constrangedoras para diagnosticar. Vibração, corrosão, temperatura, entrada de água, baixa aterragem, danos ao conector e reparos anteriores atuam uns sobre os outros, assim uma falha que aparece sob carga ou em tempo húmido pode desaparecer no banco da oficina.

Por que os sistemas elétricos de veículos militares são especialmente vulneráveis

Muitos veículos terrestres militares usam um sistema elétrico nominal de 28 V DC. MIL-STD-1275 descreve as características de tensão, incluindo picos, ondas e polaridade reversa, que o equipamento conectado a tal sistema é esperado para suportar. Aplica-se aos terminais de entrada do equipamento, não ao sistema de alimentação do veículo como um todo, e não significa que cada plataforma funciona em 28 V. A tensão nominal é um dos primeiros factos a confirmar na documentação do veículo.

O ambiente físico é a outra metade do problema. Dependendo do veículo e da missão, os arnés, conectores e baterias podem enfrentar vibrações e choques, poeira, lama, água, umidade, sal, temperatura extrema, calor no compartimento do motor, armazenamento longo, cargas pesadas, reparos de campo, desconexão repetida do equipamento e adicionar nas comunicações ou equipamentos da missão o projeto original nunca previsto. Nenhum veículo vê tudo isto. O problema vem de combinações: vibração solta um terminal, umidade encontra a lacuna, corrosão aumenta a resistência, e a resistência produz calor.

Este artigo não classifica causas de falha. Os dados de falhas em toda a frota são específicos da plataforma e raramente publicados, e uma revisão do IEEE sobre distúrbios de potência em sistemas móveis de baixa tensão não encontrou nenhuma pesquisa abrangente para veículos de combate militar. As seções abaixo descrevem, portanto, áreas de falha frequentemente encontradas, não uma tabela de liga. Artigo da AB Defence sobre componentes propensos à falha em veículos táticos Oshkosh mostra quão finas evidências públicas podem ser mesmo para uma família de plataformas.

1. Falhas na bateria e problemas de baixa tensão

Baterias falham através do envelhecimento, descarga profunda, armazenamento estendido, terminais soltos ou corroídos, conexões fracas entre baterias, carga incorreta, falhas internas e temperatura extremas. Uma bateria de ácido de chumbo autodescarrega mesmo quando o veículo está estacionado, e uma esquerda descargada ou parcialmente descargado desenvolve sulfato de chumbo em suas placas. A sulfação precoce pode ser revertida com a carga adequada; a negligência prolongada dificulta a recuperação. O dreno parasitário do equipamento conectado acelera o processo.

Uma bateria pode mostrar uma tensão de repouso aceitável e ainda colapsar quando o arrancador exige corrente. Só a tensão diz pouco sobre a condição interna. Os ensaios devem seguir o procedimento do fabricante da bateria e do veículo, que normalmente significa um ensaio de carga ou de condutância numa bateria que tenha sido carregada pela primeira vez. As baterias de substituição devem corresponder aos requisitos documentados do veículo; Não existe nenhuma especificação universal, por isso nenhum é dado aqui.

2. Problemas de sistema alternador e de carregamento

Alternadores envelhecem como qualquer máquina rotativa. As áreas de falha usuais são os rolamentos, o regulador de tensão, os diodos rectificadores, escovas e anéis de deslizamento onde montado, e a correia de transmissão e tensor em unidades acionadas correia. O calor e a contaminação encurtam a vida, e o alternador é muitas vezes culpado por falhas que estão em outro lugar. A orientação do mercado aftermarket da DENSO observa que uma má fiação ou contato no solo aumenta a resistência e reduz a corrente de carga, que um cabo de bateria solto pode causar carga intermitente e um ponto de saída descolorado ou derretido, e que a alta resistência entre a saída do alternador e a bateria pode queimar diodos. A polaridade reversa é outra causa reconhecida de falha de diodos.

Os sintomas incluem baixa tensão de carregamento, indicações de aviso de bateria, recuperação lenta da bateria, substituição repetida da bateria e luzes flutuantes e eletrônicos instáveis. A tensão de carga correta depende do sistema elétrico e especificação OEM, por isso o manual do veículo dá a figura. Um veículo que continua a consumir baterias precisa de seu sistema de carregamento e cabos verificados antes de outra bateria é pedida.

3. Motor de arranque e circuito inicial falhas

Os problemas de partida vêm de solenoides, escovas e contatos desgastados, desgaste interno do motor, cabos danificados, terminais de alta resistência, terrenos pobres, bateria fraca ou falhas no circuito de relés e controle. A manobra lenta não é prova de um arrancador defeituoso. A orientação Fluke Ìs nos circuitos de arranque aponta que o início lento ou intermitente frequentemente indica uma resistência excessiva no circuito, e que a medição da queda de tensão durante o deslizamento, tanto do lado positivo como do solo, mostra onde ocorre a perda. O material de resolução de problemas do HMMWV militar dos EUA segue a mesma lógica: Teste de carga das baterias, verifique a queda de tensão através dos cabos, em seguida, verifique o terreno de arranque. Os limites aceitáveis vêm do manual do veículo.

4. Danos causados pela armuração do fio

As falhas de arnésio são frequentemente mecânicas de origem. As causas típicas incluem chafing, abrasão, esmagamento, ruting ruim, danos térmicos, exposição a óleo, combustível e outros fluidos onde ocorrem vazamentos (ver o artigo de AB Defence) falhas do sistema hidráulico), vibração, laços ou pinças de cabo inadequados, reparações de campo mais precoces, danos aos roedores em veículos armazenados, entrada de água e isolamento danificado.

As falhas do arnês intermitente são difíceis de encontrar porque o dano só importa em certos momentos: o isolamento desgastado só pode ser curto quando a vibração move o fio, e um condutor com algumas fios intactos pode passar por um teste de luz e falhar sob carga. Os pontos gerais de inspeção incluem áreas próximas a montagens do motor, transições do chassis para a carroçaria, painéis embalados, suportes afiados, zonas de alta temperatura, áreas de deslocamento da suspensão e, quando montado, pontos inclinados da cabine. O roteamento difere de um veículo para outro, pelo que os desenhos do arnês no manual devem guiar a inspecção.

5. Conector e falhas terminais

Problemas de conectores incluem corrosão, pinos dobrados ou em recesso, terminais soltos, vedações danificadas, abas de bloqueio quebradas, entrada de umidade, acasalamento incorreto, carcaça ruim e terminais de reparação inadequados. O Fretting merece uma menção especial. Pequenos movimentos repetidos entre contatos acasalados desgastam a superfície e oxidam os detritos, o que aumenta a resistência ao contato. A pesquisa publicada trata o fretting como um grande mecanismo de falha sob vibração, e a TE Connectivity chama-o de modo tradicional de falha dos contatos estanhosos.

A aparência não prova integridade. Um conector pode parecer limpo e ainda adicionar resistência, então circuitos suspeitos devem ser testados sob carga. Reparos devem seguir o fabricante do conector ou OEMs terminal documentado, ferramentas e procedimento de vedação. Ao substituir qualquer conector ou terminal, combinar com a família de conectores, contagem de pins, chaveamento, sistema de vedação, tamanho do terminal, medidor de fio, capacidade atual e classificação ambiental. Os terminais em famílias seladas são dimensionados para gamas de fios específicas, por isso um que se encaixa na caixa pode ainda ser errado para o cabo.

6. Problemas de aterragem e queda de tensão

Cada caminho atual tem metade de retorno, e o mau aterramento é uma causa recorrente de falhas que resistem ao diagnóstico. As áreas problemáticas incluem terrenos de chassis, ligação motor-a-chassis, cabos de terra da bateria, botões de terra, corrosão, fixadores soltos, pintura em superfícies de contato, correias de terra quebradas e juntas de alta resistência.

Uma verificação de continuidade passa apenas por uma pequena corrente de teste, para que uma junta corroída ou um cabo com alguns fios remanescentes possa mostrar continuidade e ainda falhar quando o circuito é carregado. Teste de queda de tensão mede a perda através de uma parte de um circuito enquanto corrente está realmente fluindo. A Fluke recomenda testar tanto os lados positivos quanto de terra e gravar os resultados, uma vez que os dados são repetibles e úteis para o rastreamento de tendências.

7. Fusão, disjuntor, relais e falhas de distribuição de energia

Os problemas típicos são fusíveis quebrados, substituição incorreta de fusíveis, contatos de relés usados, falhas da bobina de relés, terminais da caixa de fusíveis corroídos, conexões soltas, sobreaquecimento, intrusão de umidade e, quando montado, falhas do módulo de distribuição de energia. Littelfuse define o excesso de fusão como a instalação de um fusível avaliado mais alto que o circuito e explica que um fusível explodido está fazendo seu trabalho.

Nunca substitua um fusível por uma classificação mais elevada, a menos que a documentação do veículo o autorize explicitamente. Um fusível que sopra repetidamente aponta para uma falha subjacente que deve ser diagnosticada, não mascarada. O mesmo se aplica aos disjuntores: os dispositivos de protecção não devem ser contornados.

8. Sensores, atuadores e módulos de controle eletrônico

As falhas eléctricas afetam os sensores de motor e transmissão, os sensores da velocidade das rodas onde estão instalados, os sensors de pressão e temperatura, os solenoides, os accionadores, os módulos de controle e os componentes eletrônicos do grupo motopropulsor. Um código de diagnóstico de problemas identifica o circuito que relatou um problema; nem sempre prova que o componente nomeado falhou. As causas ascendentes incluem fiação, tensão de referência, terra, condição do conector, fonte de alimentação, fio de rede e falhas mecânicas.

Documentação de serviço OEM de pelo menos um fabricante de carros de passageiros diz aos técnicos para rever o diagrama de fiação, terrenos e alimentação antes de condenar um módulo de controle, e o princípio passa para eletrônica militar. A JLTV da Reserva do Exército dos EUA, por exemplo, pares a bordo diagnósticos com falhas físicas como arnés danificados e fusíveis soprados. As arquiteturas de comunicação diferem entre os veículos, pelo que nenhuma rede em particular deve ser suposta sem documentação.

9. Água, humidade e corrosão

A água pode afetar conectores, caixas de junção, caixas para fusíveis, módulos de controle, terminais de bateria, ervas de arnés e terrenos. A corrosão galvânica precisa de três coisas: dois metais diferentes, um eletrólito como umidade ou sal spray, e um caminho elétrico entre eles. O sal acelera o processo, para que a operação costeira ou marinha possa aumentar a exposição, dependendo do histórico de cada veículo.

Selos, botas, grumes e integridade do recinto decidem quanto umidade atinge o metal. Um selo danificado é um caminho de vazamento, e os caminhos de vazão podem mexer a humidade para dentro. A inspeção de vedação pertence a qualquer conector ou caixa de junção reparação.

10. Vibração, choque, estresse mecânico e calor

A vibração provoca fresting do conector, condutores quebrados, terminais de soltura, problemas de relés, danos nas articulações de solda em alguns eletrônicos, problemas de chafing do arnês e conexão da bateria. Os ambientes de vibração variam de acordo com o veículo e a missão, e o cumprimento de um determinado padrão militar não deve ser assumido a menos que a documentação confirme.

O calor vem da temperatura da baía do motor, encaminhamento próximo de componentes quentes, circuitos sobrecarregados, conexões de alta resistência, operação de alternadores, relés de sobreaquecimento e caixas de fusíveis, e isolamento danificado. Uma conexão de alta resistência dissipa energia como calor sempre que a corrente flui através dela. Imagem térmica pode ajudar a localizar uma conexão quente, mas é um auxílio, não um substituto para testes eléctricos. Após um evento de sobreaquecimento, os circuitos adjacentes também devem ser inspeccionados. O calor da baía do motor também é afetado por falhas do sistema de arrefecimento.

11. Reparos Incorretos e Peças Sobressalentes Incorretas

Muitos problemas elétricos começam com o reparo. Erros comuns: o conector ou terminal errado, cabo de tamanho inferior, um relé ou fusível incorreto, o alternador errado, tipo de arranque ou bateria, um sensor não compatível, uma unidade de controle incorreta, uma referência cruzada não verificada, empilhas improvisadas e modificações não suportadas.

Peças elétricas visuais semelhantes podem diferir na classificação de tensão, classificação de corrente, pinout do conector, protocolo de comunicação, arranjo de montagem, calibração, software ou classificação de proteção.

Como Diagnosticar Problemas Elétricos Veículo Militar

Uma sequência fixa impede a substituição aleatória de peças. Adaptar a ordem abaixo ao manual do veículo. Circuitos de alta corrente e trabalho ao vivo requerem pessoal qualificado e as precauções na documentação aplicável.

1. Confirme a queixa e as condições em que ocorre.
2. Verifique a documentação técnica, o diagrama de fiação e quaisquer boletins de serviço abertos.
3. Verificar o estado da bateria e a tensão do sistema.
4. Inspeccione terminais e terrenos.
5. Inspeccione fusíveis e distribuição de energia.
6. Inspeccione visualmente os arnés e conectores.
7. Realize testes de queda de tensão nos circuitos suspeitos sob carga.
8. Verifique os sistemas de carregamento e arranque.
9. Leia códigos de diagnóstico onde o veículo os suporta.
10. Use o diagrama de fiação para isolar o circuito.
11. Teste do componente suspeito para o procedimento OEM.
12. Verificar o reparo em condições de funcionamento.

Diagnóstico sistemático protege o orçamento de reposição e evita a segunda falha que segue uma parte trocada sem causa.

Peças de reposição elétricas críticas para frotas de veículos militares

Uma estratégia prática de peças sobressalentes elétricas usualmente se baseia nestas categorias de Peças de reposição elétricas e electrónicas:

• Poder e início: Baterias, motores de arranque, alternadores e, quando separadamente utilizáveis, reguladores de tensão.
• Proteção e troca: Relés, fusíveis, disjuntores, interruptores e interruptores de ignição ou de arranque, se aplicável.
• Condutores e conexões: cabos de bateria, correias de terra, terminais aprovados, corpos de conectores e vedações, kits de reparação de fios e secções de arnês.
• Sensação e atuação: sensores e solenóides.
• Iluminação Lâmpadas e componentes de iluminação.
• Distribuição e controlo: módulos de distribuição de potência, caixas de junção e, quando a estratégia de suporte da frota os requer, módulos de controle.

Nenhuma frota deve armazenar tudo na lista. A manutenção certa depende do tamanho da frota, modelo de veículo, missão, ambiente operacional, histórico de falhas, tempo de lead, criticidade das peças, capacidade de reparo local, suporte OEM e risco de obsolescência. Fusíveis, selos e terminais exigem uma abordagem diferente dos módulos de controle de chumbo longo.

Como identificar a peça sobresselente elétrica correta antes de encomendar

Não identifice uma peça de reposição elétrica apenas a partir da aparência. Um arranque, alternador ou relé que parece certo pode estar errado de maneiras que uma fotografia não pode mostrar. Guia detalhado da AB Defence explica como Identificar a peça de reposição correta do veículo militar antes de encomendar; para os itens elétricos, os cheques abaixo são mais importantes.

• Marca do veículo, modelo, variante, ano de produção e número de série ou de chassis.
• Número de peça OEM, exatamente como escrito, e o NSN onde um é oficialmente atribuído e verificado. Um NSN é um número de estoque da OTAN de 13-digit dígitos emitido através do Sistema de Codificação da OTAN, e o código NCAGE identifica o fabricante por trás de um número de peça.
• Referência técnica do manual ou do catálogo de peças, incluindo a figura e o número do item.
• Especificação de tensão, corrente ou potência, e fusíveis ou relés.
• Tipo de conector, configuração do pino, disposição de montagem, comprimento do cabo e medidor de fio.
• Tipo de sensor e, onde documentado, o protocolo de comunicação.
• Requisitos de software ou calibração para módulos eletrónicos.
• Requisitos de selagem ambiental.

A intercambiabilidade é uma decisão de engenharia documentada, não uma observação. Uma suposição errada pode custar dias fora do serviço, ou uma parte que se encaixa e depois falha.

Práticas de manutenção preventiva que reduzem falhas elétricas

Prevenção significa, em grande medida, inspecionar as mesmas coisas regularmente e registrar o que é encontrado:

• Inspeção rotineira da bateria e monitoramento do estado da bateria.
• Manutenção terminal e de solo, com inspeção de pontos de solo e correias.
• Inspecção de encaminhamento de arnês, conectores, selos e grommets.
• Testes de sistema de carregamento e testes de queda de tensão do circuito de arranque, quando indicados.
• Inspeção da caixa de fusíveis e inspeção da corrosão.
• Inspecção após exposição a águas profundas ou lama quando o manual aplicável o exigir.
• Procedimentos de armazenamento corretos, incluindo carga da bateria durante o armazenamento a longo prazo.
• Documentação de falhas recorrentes, então repetidas falhas aparecem como um padrão.

Os intervalos e procedimentos devem provir do manual técnico aplicável e da documentação OEM. Nenhuma é proposta aqui.

Resolução de problemas eléctricos: Erros comuns a evitar

• Substituir baterias repetidamente sem verificar o sistema de carregamento.
• Substituir um arranque sem testes de queda de tensão.
• Substituir um sensor apenas por causa de um código de falha.
• Ignorar problemas de terreno.
• Instalação de um fusível mais alto.
• Utilizar conectores não selados em áreas expostas.
• Fazer slices de arnés não suportados.
• Encomendando peças elétricas por aparência.
• Saltar circuitos adjacentes após um evento de sobreaquecimento.
• Ignorar o desenho parasitário durante a armazenagem do veículo.
• Pressupondo que cada variante de veículo utilize o mesmo componente.

Conclusão

A fiabilidade eléctrica decide se um veículo mecânico está efectivamente disponível. As falhas acima são principalmente comuns: baterias envelhecidas, resistência em cabos e terrenos, arneses danificados, conectores desgastados e vedações, e reparos feitos com a parte errada. São geríveis quando o diagnóstico é sistemático, verificações preventivas são registradas e peças são identificadas contra a própria documentação do veículo antes de encomendar. Padrões específicos da plataforma, como os descritos para Veículos militares Unimog, importa tanto quanto os princípios gerais.

A AB Defence apoia frotas de veículos militares com identificação de peças de reposição, abastecimento e manutenção para plataformas terrestres. As equipes que trabalham através de um requisito de peças elétricas podem enviar detalhes de configuração do veículo e identificadores de peças através da Página de contato da Defesa do AB.

Categorias de Peças Militares, Plataformas de Veículos e Guias Técnicos Relacionados

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• Eixos Pórticos Militares, Diferenciais e Eixos Cardã (107 peças catalogadas)
• Cabine Militar, Painéis de Carroceria Blindada e Ferragens (130 peças catalogadas)
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Plataformas de Veículos Militares e Grupos de Sistemas

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• Componentes hidráulicos e mecânicos
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• Solicitar Cotação B2B (RFQ) e Suporte Técnico

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