Askeri Araçların Elektrik Sistemleri Neden Arızalanır: Yaygın Sorunlar ve Yedek Parçalar

Askeri bir araç, her türlü mekanik muayeneden geçse bile, çalışmadığı, şarj tutmadığı veya kimsenin tekrarlayamadığı bir arıza verdiği için atıl durumda kalabilir. Elektrik sistemleri, çalıştırma ve şarj etme, aydınlatma ve göstergeler, motor ve şanzıman kontrolü, varsa fren elektroniği, iletişim, navigasyon, sensörler, ısıtma ve havalandırma, yardımcı ekipman ve bazı platformlarda silah veya görev sistemi arayüzlerinin arkasında yer alır. Tüm bunlar, tasarımcılarının tam olarak kontrol edemediği koşullarda çalışmaya devam etmesi gereken bir güç dağıtım ağına bağlıdır.

Elektrik arızalarının teşhisi de zordur. Titreşim, korozyon, sıcaklık, su girişi, zayıf topraklama, konektör hasarı ve önceki onarımlar birbirini etkiler; bu nedenle yük altında veya ıslak havalarda ortaya çıkan bir arıza, atölye tezgahında kaybolabilir.

Askeri Araçların Elektrik Sistemleri Neden Özellikle Savunmasızdır?

Birçok askeri kara aracı, nominal 28 V DC elektrik sistemi kullanır. MIL-STD-1275, bu tür bir sisteme bağlı ekipmanın dayanması beklenen voltaj özelliklerini (ani voltaj yükselmeleri, dalgalanmalar ve ters polarite dahil) tanımlar. Bu, ekipmanın giriş terminalleri için geçerlidir, aracın güç sisteminin tamamı için değil ve her platformun 28 V ile çalıştığı anlamına gelmez. Nominal voltaj, araç dokümantasyonundan teyit edilmesi gereken ilk bilgilerden biridir.

Fiziksel çevre, sorunun diğer yarısını oluşturuyor. Araca ve göreve bağlı olarak, kablo demetleri, konektörler ve bataryalar titreşim ve şok, toz, çamur, su, nem, tuz, aşırı sıcaklıklar, motor bölmesi ısısı, uzun süreli depolama, ağır yükler, saha onarımları, tekrarlanan ekipman bağlantı kesmeleri ve orijinal tasarımın hiç öngörmediği ek iletişim veya görev ekipmanlarıyla karşılaşabilir. Hiçbir araç bunların hepsini birden görmez. Sorun, bunların kombinasyonlarından kaynaklanır: titreşim bir terminali gevşetir, nem boşluğu bulur, korozyon direnci artırır ve direnç ısı üretir.

Bu makale arıza nedenlerini sıralamaz. Filo genelindeki arıza verileri platforma özgüdür ve nadiren yayınlanır; ayrıca IEEE’nin düşük voltajlı mobil sistemlerdeki güç bozulmaları üzerine yaptığı bir incelemede, askeri muharebe araçları için kapsamlı bir araştırma bulunmadığı tespit edilmiştir. Bu nedenle aşağıdaki bölümler, bir sıralama tablosu değil, sık karşılaşılan arıza alanlarını açıklamaktadır. AB Defence’in Oshkosh taktik araçlarındaki arıza eğilimli bileşenler hakkındaki makalesi , tek bir platform ailesi için bile kamuya açık kanıtların ne kadar yetersiz olabileceğini göstermektedir.

1. Pil Arızaları ve Düşük Voltaj Sorunları

Aküler, eskime, aşırı deşarj, uzun süreli depolama, gevşek veya korozyona uğramış terminaller, aküler arasındaki zayıf bağlantılar, yanlış şarj, iç arızalar ve aşırı sıcaklık değişimleri nedeniyle arızalanır. Kurşun-asit akü, araç park halindeyken bile kendi kendine deşarj olur ve tamamen veya kısmen deşarj olmuş halde bırakılan akülerde plakalarında kurşun sülfat oluşur. Erken sülfatlaşma, doğru şarj ile geri döndürülebilir; uzun süreli ihmal ise iyileşmeyi çok daha zorlaştırır. Bağlı ekipmanlardan kaynaklanan parazit akım çekimi bu süreci hızlandırır.

Bir akü, kabul edilebilir bir bekleme voltajı gösterebilir ancak marş motoru akım istediğinde yine de bozulabilir. Voltaj tek başına iç durumu hakkında çok az şey söyler. Testler, akü üreticisinin ve aracın prosedürüne göre yapılmalıdır; bu genellikle önce tamamen şarj edilmiş bir akü üzerinde yük testi veya iletkenlik testi anlamına gelir. Yedek aküler, aracın belgelenmiş gereksinimlerine uygun olmalıdır; evrensel bir spesifikasyon mevcut olmadığından burada verilmemiştir.

2. Alternatör ve Şarj Sistemi Sorunları

Alternatörler, diğer dönen makineler gibi zamanla eskir. Genellikle arızalanan parçalar rulmanlar, voltaj regülatörü, doğrultucu diyotlar, fırçalar ve varsa kayma halkaları ile kayış tahrikli ünitelerde tahrik kayışı ve gergi mekanizmasıdır. Isı ve kirlilik ömrü kısaltır ve alternatör genellikle başka yerlerdeki arızalardan sorumlu tutulur. DENSO’nun satış sonrası kılavuzunda, zayıf kablolama veya topraklama temasının direnci artırdığı ve şarj akımını azalttığı, gevşek bir akü kablosunun aralıklı şarja ve renk değiştirmiş veya erimiş çıkış pimine neden olabileceği ve alternatör çıkışı ile akü arasındaki yüksek direncin diyotları yakabileceği belirtilmektedir. Ters kutupluluk da diyot arızasının bilinen bir diğer nedenidir.

Belirtiler arasında düşük şarj voltajı, akü uyarı göstergeleri, yavaş akü toparlanması, tekrarlanan akü değişimi, dalgalanan ışıklar ve kararsız elektronik aksam yer alır. Doğru şarj voltajı elektrik sistemine ve orijinal ekipman üreticisinin (OEM) spesifikasyonuna bağlıdır, bu nedenle araç kullanım kılavuzunda bu değer verilir. Sürekli akü tüketen bir araçta, yeni bir akü sipariş edilmeden önce şarj sistemi ve kabloları kontrol edilmelidir.

3. Marş Motoru ve Marş Devresi Arızaları

Marş sorunları solenoidlerden, aşınmış fırçalardan ve kontaklardan, motorun iç aşınmasından, hasarlı kablolardan, yüksek dirençli terminallerden, zayıf topraklamadan, zayıf aküden veya röle ve kontrol devresi arızalarından kaynaklanabilir. Yavaş marş, marş motorunun arızalı olduğunun kanıtı değildir. Fluke’un marş devreleri hakkındaki kılavuzunda, yavaş veya aralıklı çalıştırmanın genellikle devrede aşırı direnci gösterdiği ve marş sırasında hem pozitif hem de topraklama tarafında voltaj düşüşünün ölçülmesinin kaybın nerede meydana geldiğini gösterdiği belirtilmektedir. ABD ordusunun HMMWV arıza giderme materyali de aynı mantığı izler: aküleri yük testi yapın, kablolar üzerindeki voltaj düşüşünü kontrol edin, ardından marş motorunun topraklamasını kontrol edin. Kabul edilebilir sınırlar, o aracın kullanım kılavuzundan alınır.

4. Kablo Demeti Hasarı

Kablo demeti arızaları sıklıkla mekanik kaynaklıdır. Tipik nedenler arasında sürtünme, aşınma, ezilme, yanlış yönlendirme, ısı hasarı, sızıntıların meydana geldiği yerlerde yağ, yakıt ve diğer sıvılara maruz kalma (AB Defence’in hidrolik sistem arızaları hakkındaki makalesine bakın ), titreşim, uygun olmayan kablo bağları veya kelepçeler, daha önceki saha onarımları, depolanan araçlarda kemirgen hasarı, su girişi ve hasarlı izolasyon yer almaktadır.

Aralıklı kablo demeti arızalarını bulmak zordur çünkü hasar yalnızca belirli anlarda önem taşır: aşınmış yalıtım yalnızca titreşim teli hareket ettirdiğinde kısa devreye neden olabilir ve birkaç sağlam teli olan bir iletken hafif bir testten geçebilir ancak yük altında arıza verebilir. Genel kontrol noktaları arasında motor bağlantı noktalarının yakınındaki alanlar, şasi-gövde geçişleri, menteşeli paneller, keskin braketler, yüksek sıcaklık bölgeleri, süspansiyon hareket alanları ve varsa kabin eğim noktaları bulunur. Kablo yönlendirmesi araçtan araca farklılık gösterir, bu nedenle kılavuzdaki kablo demeti çizimleri kontrole rehberlik etmelidir.

5. Konnektör ve Terminal Arızaları

Bağlantı elemanı sorunları arasında korozyon, bükülmüş veya içeri girmiş pimler, gevşek terminaller, hasarlı contalar, kırık kilitleme tırnakları, nem girişi, yanlış eşleşme, kötü sıkıştırma ve uygunsuz onarım terminalleri yer almaktadır. Sürtünme aşınması özellikle belirtilmelidir. Eşleşen kontaklar arasındaki küçük, tekrarlanan hareketler yüzeyi aşındırır ve kalıntıları oksitleyerek temas direncini artırır. Yayınlanmış araştırmalar, sürtünme aşınmasını titreşim altında önemli bir arıza mekanizması olarak ele almaktadır ve TE Connectivity bunu kalay kaplı kontakların geleneksel arıza modu olarak adlandırmaktadır.

Görünüm, bütünlüğü kanıtlamaz. Bir konektör temiz görünebilir ancak yine de direnç ekleyebilir, bu nedenle şüpheli devreler yük altında test edilmelidir. Onarımlar, konektör üreticisinin veya OEM’in belgelenmiş terminal, alet ve sızdırmazlık prosedürüne uygun olarak yapılmalıdır. Herhangi bir konektörü veya terminali değiştirirken, konektör ailesini, pin sayısını, anahtarlama sistemini, sızdırmazlık sistemini, terminal boyutunu, tel kalınlığını, akım kapasitesini ve çevresel derecelendirmeyi eşleştirin. Sızdırmazlık sistemli ailelerdeki terminaller belirli tel aralıkları için boyutlandırılmıştır, bu nedenle muhafazaya uyan bir terminal kablo için yine de yanlış olabilir.

6. Topraklama ve Gerilim Düşüşü Problemleri

Her akım yolunun bir dönüş yarısı vardır ve kötü topraklama, teşhisi zor olan arızaların tekrar eden bir nedenidir. Sorunlu alanlar arasında şasi topraklamaları, motor-şasi bağlantısı, akü topraklama kabloları, topraklama saplamaları, korozyon, gevşek bağlantı elemanları, temas yüzeylerindeki boya, kırık topraklama kayışları ve yüksek dirençli bağlantılar bulunur.

Süreklilik kontrolü yalnızca çok küçük bir test akımı geçirir, bu nedenle korozyona uğramış bir bağlantı veya birkaç teli kalmış bir kablo süreklilik gösterse bile devre yüklendiğinde yine de başarısız olabilir. Gerilim düşümü testi, akım gerçekten akarken devrenin bir bölümündeki kaybı ölçer. Fluke, verilerin tekrarlanabilir ve trend takibi için yararlı olması nedeniyle hem pozitif hem de topraklama taraflarını test etmeyi ve sonuçları kaydetmeyi önerir.

7. Sigorta, Devre Kesici, Röle ve Güç Dağıtım Arızaları

Tipik sorunlar arasında sigorta atması, yanlış sigorta takılması, aşınmış röle kontakları, röle bobini arızaları, korozyona uğramış sigorta kutusu terminalleri, gevşek bağlantılar, aşırı ısınma, nem girişi ve varsa güç dağıtım modülü arızaları yer almaktadır. Littelfuse, aşırı sigorta kullanımını devreden daha yüksek değerli bir sigorta takmak olarak tanımlar ve atmış bir sigortanın görevini yerine getirdiğini açıklar.

Araç belgelerinde açıkça belirtilmedikçe, asla daha yüksek değerli bir sigorta ile değiştirmeyin. Sürekli atan bir sigorta, teşhis edilmesi gereken, gizlenmemesi gereken altta yatan bir arızaya işaret eder. Aynı durum devre kesiciler için de geçerlidir: koruma cihazları devre dışı bırakılmamalıdır.

8. Sensörler, Aktüatörler ve Elektronik Kontrol Modülleri

Elektrik arızaları motor ve şanzıman sensörlerini, varsa tekerlek hızı sensörlerini, basınç ve sıcaklık sensörlerini, solenoidleri, aktüatörleri, kontrol modüllerini ve elektronik güç aktarma sistemi bileşenlerini etkiler. Bir arıza teşhis kodu, sorun bildiren devreyi tanımlar; ancak her zaman adı geçen bileşenin arızalandığını kanıtlamaz. Üst düzey nedenler arasında kablolama, referans voltajı, topraklama, konektör durumu, güç kaynağı, ağ kablolaması ve mekanik arızalar bulunur.

En az bir binek otomobil üreticisinin OEM servis dokümanlarında teknisyenlere, bir kontrol modülünü arızalı ilan etmeden önce kablo şemasını, topraklama bağlantılarını ve güç kaynağını yeniden kontrol etmeleri gerektiği belirtiliyor ve bu ilke askeri elektroniklere de uygulanıyor. Örneğin, ABD Ordusu Yedek Kuvvetleri JLTV eğitiminde, araç içi teşhis sistemleri, hasarlı kablo demetleri ve atmış sigortalar gibi fiziksel arızalarla eşleştiriliyor. Araçlar arasında iletişim mimarileri farklılık gösterdiğinden, dokümantasyon olmadan belirli bir ağın varsayılmaması gerekir.

9. Su, Nem ve Korozyon

Su, konektörleri, bağlantı kutularını, sigorta kutularını, kontrol modüllerini, akü terminallerini, kablo demeti ek yerlerini ve topraklama noktalarını etkileyebilir. Galvanik korozyon için üç şey gerekir: iki farklı metal, nem veya tuz püskürtmesi gibi bir elektrolit ve aralarında bir elektrik yolu. Tuz bu süreci hızlandırır, bu nedenle kıyı veya deniz operasyonları, her aracın geçmişine bağlı olarak maruz kalma riskini artırabilir.

Contalar, contalar, rondelalar ve muhafaza bütünlüğü, metal yüzeye ne kadar nem ulaşacağını belirler. Hasarlı bir conta sızıntı yoludur ve sızıntı yolları nemi içeriye doğru çekebilir. Conta kontrolü, herhangi bir konektör veya bağlantı kutusu onarımında yer almalıdır.

10. Titreşim, Şok, Mekanik Gerilim ve Isı

Titreşim, konektör aşınmasına, iletken kırılmasına, terminallerin gevşemesine, röle sorunlarına, bazı elektronik cihazlarda lehim bağlantı hasarına, kablo demeti sürtünmesine ve akü bağlantı sorunlarına neden olur. Titreşim ortamları araç ve göreve göre değişir ve belirli bir askeri standarda uyumluluk, belgelendirme ile teyit edilmedikçe varsayılmamalıdır.

Motor bölmesi sıcaklığı, sıcak bileşenlere yakın kablolama, aşırı yüklenmiş devreler, yüksek dirençli bağlantılar, alternatör çalışması, aşırı ısınan röleler ve sigorta kutuları ile hasarlı izolasyondan kaynaklanan ısı oluşur. Yüksek dirençli bir bağlantı, içinden akım geçtiğinde gücü ısı olarak dağıtır. Termal görüntüleme, sıcak bir bağlantıyı bulmaya yardımcı olabilir, ancak elektriksel testin yerini tutmaz, sadece bir yardımcıdır. Aşırı ısınma olayından sonra, bitişik devreler de incelenmelidir. Motor bölmesi ısısı ayrıca soğutma sistemi arızalarından da etkilenir.

11. Uygunsuz Onarımlar ve Yanlış Yedek Parçalar

Birçok elektrik sorunu onarımla başlar. Sık yapılan hatalar şunlardır: yanlış konektör veya terminal, yetersiz kablo, yanlış röle veya sigorta, yanlış alternatör, marş motoru veya akü tipi, uyumsuz sensör, yanlış kontrol ünitesi, doğrulanmamış çapraz referans, doğaçlama bağlantılar ve desteklenmeyen modifikasyonlar.

Görsel olarak benzer elektrikli parçalar, voltaj değeri, akım değeri, konektör pin düzeni, iletişim protokolü, montaj düzeni, kalibrasyon, yazılım veya koruma derecesi bakımından farklılık gösterebilir.

Askeri Araçlardaki Elektrik Sorunları Nasıl Teşhis Edilir?

Sabit bir sıra, rastgele parça değişimini önler. Aşağıdaki sırayı aracın kullanım kılavuzuna göre uyarlayın. Yüksek akım devreleri ve canlı çalışma, yetkili personel gerektirir ve ilgili dokümanlarda belirtilen önlemler alınmalıdır.

1. Şikayeti ve şikayetin meydana geldiği koşulları doğrulayın.
2. Teknik dokümanları, bağlantı şemasını ve yayınlanmış servis bültenlerini kontrol edin.
3. Pil durumunu ve sistem voltajını kontrol edin.
4. Terminalleri ve çevresini inceleyin.
5. Sigortaları ve güç dağıtım sistemini kontrol edin.
6. Kablo demetlerini ve konektörleri görsel olarak inceleyin.
7. Şüpheli devrelerde yük altında gerilim düşümü testleri gerçekleştirin.
8. Şarj ve marş sistemlerini kontrol edin.
9. Araçta desteklenen arıza kodlarını okuyun.
10. Devre şemasını kullanarak devreyi izole edin.
11. Şüpheli parçayı orijinal ekipman üreticisinin (OEM) prosedürüne göre test edin.
12. Onarımın çalışma koşulları altında doğruluğunu kontrol edin.

Sistematik teşhis, yedek parça bütçesini korur ve sebepsiz yere parça değiştirilmesi sonucu meydana gelebilecek ikinci arızayı önler.

Askeri Araç Filoları için Kritik Elektrik Yedek Parçaları

Elektrik ve elektronik yedek parça kategorilerinden yararlanır:

• Güç ve çalıştırma: aküler, marş motorları, alternatörler ve ayrı olarak bakımı yapılabilen voltaj regülatörleri.
• Koruma ve anahtarlama: röleler, sigortalar, devre kesiciler, anahtarlar ve uygun yerlerde ateşleme veya çalıştırma anahtarları.
• İletkenler ve bağlantılar: akü kabloları, topraklama kayışları, onaylı terminaller, konektör gövdeleri ve contaları, kablo tamir kitleri ve kablo demeti bölümleri.
• Algılama ve harekete geçirme: sensörler ve solenoidler.
• Aydınlatma: Lambalar ve aydınlatma bileşenleri.
• Dağıtım ve kontrol: güç dağıtım modülleri, bağlantı kutuları ve filo destek stratejisinin gerektirdiği durumlarda kontrol modülleri.

Hiçbir filo, listede yer alan her şeyi stoklamamalıdır. Doğru stok miktarı, filo büyüklüğüne, araç modeline, göreve, işletme ortamına, arıza geçmişine, tedarik süresine, parça kritikliğine, yerel onarım kapasitesine, OEM desteğine ve eskime riskine bağlıdır. Sigortalar, contalar ve terminaller, uzun tedarik süresine sahip kontrol modüllerinden farklı bir yaklaşım gerektirir.

Sipariş Vermeden Önce Doğru Elektrik Yedek Parçasını Nasıl Belirleyebilirsiniz?

Elektrikli yedek parçaları yalnızca görünüşlerine bakarak belirlemeyin. Doğru gibi görünen bir marş motoru, alternatör veya röle, fotoğrafta gösterilemeyen şekillerde yanlış olabilir. AB Defence’in ayrıntılı kılavuzu, sipariş vermeden önce doğru askeri araç yedek parçasını nasıl belirleyeceğinizi açıklamaktadır; elektrikli parçalar için aşağıdaki kontroller en önemlisidir.

• Araç markası, modeli, varyantı, üretim yılı ve seri veya şasi numarası.
• OEM parça numarası, aynen yazıldığı gibi ve resmi olarak atanmış ve doğrulanmışsa NSN kodu. NSN, NATO Kodlama Sistemi aracılığıyla verilen 13 haneli bir NATO Stok Numarasıdır ve NCAGE kodu, parça numarasının arkasındaki üreticiyi tanımlar.
• Teknik kılavuz veya parça kataloğu referansı, şekil ve parça numarası dahil.
• Gerilim, akım veya güç değeri ve sigorta veya röle özellikleri.
• Konektör tipi, pin konfigürasyonu, montaj düzeni, kablo uzunluğu ve tel kalınlığı.
• Sensör tipi ve, belgelenmişse, iletişim protokolü.
• Elektronik modüller için yazılım veya kalibrasyon gereksinimleri.
• Çevresel sızdırmazlık gereksinimleri.

Değiştirilebilirlik, gözlem değil, belgelenmiş bir mühendislik kararıdır. Yanlış bir varsayım, günlerce hizmet dışı kalmaya veya uyumlu bir parçanın daha sonra arızalanmasına neden olabilir.

Elektrik Arızalarını Azaltan Önleyici Bakım Uygulamaları

Önleme büyük ölçüde aynı şeyleri düzenli olarak incelemek ve bulunanları kaydetmek anlamına gelir:

• Pil rutin kontrolü ve pil durumu takibi.
• Terminal ve yer hizmetleri bakımı, yer noktalarının ve bağlantı elemanlarının kontrolü dahil.
• Kablo demeti yönlendirmesinin, konektörlerin, contaların ve rondelaların kontrolü.
• Gerektiğinde şarj sistemi testleri ve marş devresi voltaj düşüşü testleri yapılacaktır.
• Sigorta kutusu kontrolü ve korozyon kontrolü.
• İlgili kılavuzda belirtildiği üzere, derin su veya çamurla temas sonrasında yapılan inceleme.
• Uzun süreli saklama sırasında pilin şarj edilmesi de dahil olmak üzere doğru saklama prosedürleri.
• Tekrarlayan hataların belgelenmesi, böylece tekrarlanan arızalar bir kalıp olarak ortaya çıkar.

Aralıklar ve prosedürler, ilgili teknik kılavuzdan ve OEM dokümanlarından alınmalıdır. Burada herhangi bir öneri bulunmamaktadır.

Elektrik Arıza Giderme: Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar

• Şarj sistemini kontrol etmeden pilleri tekrar tekrar değiştirmek.
• Gerilim düşümü testi yapılmadan marş motorunun değiştirilmesi.
• Sadece arıza kodu nedeniyle sensör değiştirilmesi.
• Topraklama sorunlarını göz ardı etmek.
• Daha yüksek kapasiteli bir sigorta takmak.
• Açıkta kalan bölgelerde sızdırmazlığı sağlanmamış bağlantı elemanlarının kullanılması.
• Desteksiz kablo demeti eklemeleri yapmak.
• Elektrikli parçaları görünüşlerine göre sıralamak.
• Aşırı ısınma olayından sonra bitişik devreleri atlama.
• Araç depolama sırasında parazit akımını göz ardı etmek.
• Her araç varyantının aynı bileşeni kullandığını varsayarsak.

Elektriksel güvenilirlik, mekanik olarak sağlam bir aracın gerçekten kullanılabilir olup olmadığını belirler. Yukarıda belirtilen arızalar çoğunlukla sıradan arızalardır: eskiyen aküler, kablolarda ve topraklamada direnç, hasarlı kablo demetleri, aşınmış konektörler ve contalar ve yanlış parça ile yapılan onarımlar. Teşhis sistematik olduğunda, önleyici kontroller kaydedildiğinde ve parçalar sipariş vermeden önce aracın kendi dokümanlarına göre tanımlandığında bunlar yönetilebilir. Askeri Unimog araçları için açıklananlar gibi platforma özgü modeller, genel prensipler kadar önemlidir.