Чтобы сделать подогрев руля своими руками нужно снять оплётку, установить нагревательный элемент на обод руля и подвести к нему электрическое питание, что является наиболее сложной задачей.
Сразу стоит сказать, что невозможно написать единственную подробную инструкцию по установке и подключению подогрева руля. Каждый автомобиль имеет свои особенности и сложности в подключении. В этой статье объясняются основные моменты процесса установки подогрева руля своими руками, а также рассматриваются решения предлагаемые производителями установочных комплектов подогрева руля.
Разбор и снятие руля
Для установки подогрева руля своими руками, руль необходимо разобрать и снять. Мы будем рассматривать установку подогрева руля на автомобили, руль которых имеет подушку безопасности. В таких автомобилях электрические приборы на руле (подушка безопасности, сигнал, кнопки управления) подключаются к электрике автомобиля через специальный спиральный или U‑образный шлейф (clock spring (англ. часовая пружина)/ подрулевой шлейф/ «улитка»), который позволяет вращаться рулю и не нарушать электрическое соединение с ним. Подробнее тему подключения нагревательных элементов мы рассмотрим в этой статье ниже.
Итак, для разбора и снятия руля нужно выключить зажигание и отсоединить минусовую клемму аккумулятора. Далее необходимо подождать 5 минут после снятия клеммы, чтобы заряд полностью исчез из системы SRS.
Поставьте колёса ровно. Разберите руль. Сделайте метки на шлицах вала и на руле, чтобы можно было в дальнейшем установить руль обратно в то же положение. Для снятия открутите не до конца гайку крепления руля и резко потяните на себя руль. Так руль освободится и упрётся в гайку, после чего его можно спокойно снять, открутив гайку до конца.
Установка нагревательных элементов предполагает снятие оплётки руля и её повторную установку, либо замену оплётки на новую. Если на руле нет оплётки, то также будет необходимо установить новую оплётку. Перед установкой нагревательных элементов нужно учитывать расположение стыковых швов сегментов оплётки и заранее вырезать под них углубления в руле. Можете почитать подробную статью о перетяжке руля своими руками.
Нить старой оплётки можно попытаться расплести, чтобы использовать повторно, либо нужно купить новую нить похожего размера.
На корпусе подрулевого шлейфа («улитке») может располагаться датчик угла поворота рулевого колеса. Его лучше зафиксировать скотчем или изолентой, чтобы он случайно не сбился. Либо нужно будет его выставить по меткам до включения напряжения, иначе возникнет ошибка в системе.
Что в будущем?
Ни у одного из продающихся сегодня автомобилей нет такой функции, как адаптивный климат-контроль рулевого колеса, который может не только подогревать его, но и охлаждать? Впрочем, каждый год производители вынуждены выводить на рынок что-то новенькое, чтобы у покупателей создавалось впечатление постоянного прогресса и потребность покупать его плоды. Поэтому очень даже возможно, что настанет день, когда в пресс-релизе нам анонсируют уникальное премиальное и инновационное рулевое колесо с климат-контролем. И пусть его идею придумали в 1983 году…
Фото: powerfuluk.com, Kia, Land Rover, Hyundai, Kia, Opel, BMW
Нихромовая проволока
Нихром сделан из сплавов никеля и хрома (обычно 50–80% никеля, 15–25% хрома, с добавкой алюминия, марганца, железа или кремния). Имеет достаточно высокое удельное сопротивление. По этой причине нагревательный элемент из нихромовой проволоки имеет наименьшую длину, в сравнении с другими видами проволоки. Она наматывается на рулевое колесо в предварительно прорезанные канавки.
Нужно выбрать проволоку, учитывая её параметры:
- Обычно мощность нагревательных элементов для подогрева руля бывает от 20 до 60 Вт. При мощности менее 25 Вт поверхность рулевого колеса будет нагреваться медленно. Если мощность будет более 50 ватт, то нагрев будет слишком сильным. Таким образом, наиболее предпочтительный вариант – 50 Вт.
- Мощность подогрева ограничивается силой тока, проходящей через улитку (подрулевой шлейф). Из-за превышения допустимого тока, проходящего через улитку, дорожка греется и сгорает. Широкая дорожка пропускает ток в 2А. Предельный ток, проходящий через широкую дорожку шлейфа – 3 А. Таким образом, нагревательный элемент нужно рассчитывать под нужную мощность, а также в соответствии с ограничением улитки.
- Одной широкой дорожки может не хватить для подключения нагревательного элемента нужной мощности.
- В соответствии с законом Ома, чтобы увеличить мощность нужно увеличить напряжение или силу тока (P=U*I).
- Увеличение силы тока возможно только при использовании дополнительных дорожек в подрулевом шлейфе. Различные варианты реализации такой возможности мы рассмотрим в этой статье ниже, когда будем разбираться с подключением нагревательных элементов.
- Другой вариант увеличения мощности, не повышая силу тока – увеличение напряжения. Для этого используется повышающий преобразователь напряжения. При увеличении напряжения нужно подобрать нагревательный элемент с нужным удельным сопротивлением (R=U/I). Исходя из формулы I=U/R, используя повышенное напряжение, нужно будет увеличить сопротивление нагревательного элемента, иначе сила тока также увеличится. Сопротивление зависит от сечения и длины проволоки. Проще будет изменить длину.
- Важно учитывать сопротивление используемого отрезка проволоки. Электрическая мощность равна напряжению в квадрате, делённому на сопротивление. Чем выше сопротивление, тем меньше мощность. Для нормальной скорости нагрева общее сопротивление не должно превышать 2.5–5 Ом.
Нагревательный элемент можно установить на руль одним отрезком, учитывая общее сопротивление. Можно поделить нагревательный элемент на несколько отрезков, соединённых параллельно, что даст уменьшение общего сопротивления.
- При использовании длинной нихромовой проволоки маленького сечения (для обмотки всего обода руля) мощность получается низкая из-за высокого сопротивления. Решается это подключением повышающего преобразователя напряжения, заменой проволоки на более толстую (до 1 мм, имеющую меньшее сопротивление), либо соединением нескольких коротких отрезков проволоки параллельно. Как известно, при параллельном соединении общее сопротивление цепи получается меньше, самого малого из всех сопротивлений, включённых в цепь.
- Можно использовать 2 отрезка нихромовой проволоки по несколько метров каждый (сверху руля и снизу и по бокам), соединённых параллельно. Ограничение области нагрева уменьшает потребление энергии. Опять же, нужно рассчитывать все параметры и степень нагрева.
- Когда все расчёты сделаны и нагревательные элементы подключены, необходимо замерить их силу тока под нагрузкой. Ток должен не превышать предельный максимум для дорожки или нескольких дорожек подрулевого шлейфа.
Установка нихромовой проволоки только в местах хвата рук (отрезки подключаются параллельно) уменьшает общее сопротивление и сокращает общее потребление электроэнергии.
Итак, определившись с размером и расположением нихромовой проволоки можно приступать к её намотке на обод руля.
- Проволока наматывается на обод руля. Далее обычной ручкой нужно её обвести. Потом по разметке нужно сделать надрез 1–5 мм глубиной и утопить нить. Канавки в руле можно прорезать полотном от ножовки по металлу или канцелярским ножом, в зависимости от толщины проволоки. Не нужно глубоко утапливать проволоку, так как это замедлит нагрев. Важно не прорезать углубление до металла.
- Получается руль с гладкой поверхностью и изолированными друг от друга витками.
- Витки нужно делать на расстоянии 0.8–5 см. Можно делать обмотку проволокой равномерно, чтобы нагрев был одинаковым, либо делать витки чаще в местах, где чаще находятся руки. Концы нихромовой проволоки нужно провести к центру руля. После наматывания лучше прозвонить оба контура.
- Для контроля температуры нагрева используется реле времени, которое будет размыкать питание нагревательных элементов, после определённого времени их работы, либо датчик температуры. Термореле на 40–45 градусов (устройство, которое будет размыкать сеть при достижении определённой температуры) врезается в спицу руля. Термостат подключается в разрыв плюсового контакта питания нагревательных элементов.
- Часто используют термодатчики KSD-301 или KSD-9700 они рассчитаны на напряжение до 250В и ток 5А. Датчик KSD-9700 более удобен для встраивания в руль. Он сделан в виде прямоугольника с двумя контактами. Бывают нормально замкнутые (NC, normally closed) и нормально разомкнутые (NO, normally open). Для защиты от перегрева нужно использовать нормально замкнутый тип, который при достижении определённой температуры будет размыкаться и отключать питание, а после остывания замыкаться снова. Лицевая часть датчика должна быть на одном уровне с общей поверхностью руля, а корпус будет находиться внутри резины руля. Поверх датчика должен проходить нагревательный элемент.
- Концы нихромовой нити нужно обжать с обычным проводом. Провода прокладываются внутри резины руля к центру.
- Провода для подключения нагревательных элементов лучше использовать гибкие (медные, состоящие из множества проволочек, 0.75–1 мм).
Можно ли сделать подогрев самому
Подогрев собственными силами является вполне реальной задачей, если подойти к ней грамотно. Воплотить её можно одним из таких способов:
- приобрести готовый комплект, состоящий из термовыключателя, нагревательного элемента, кнопки, проводов с держателем для предохранителя и реле, который будет включать подогрев автоматически, когда будет достигнута необходимая температура. Некоторые системы включают также преобразователь напряжения с 12 ≥ 30 В;
- самостоятельно собрать комплект из легкодоступных деталей;
- осуществить установку штатного руля, где уже имеется подогрев. Для этого нужно купить руль, кнопку, в некоторых случаях придётся также выполнить замену подрулевого шлейфа. Такой вариант возможен только в том случае, когда производителем предусмотрен выпуск такого руля для вашей модели автомобиля;
- изготовить опцию с помощью провода МГТФ.
Медная проволока
Медь имеет в десятки раз меньшее сопротивление, чем нихром.
Удельное сопротивление медной проволоки (диаметром 0.25–0.3 мм) позволяет обмотать весь обод руля одним отрезком, без разрывов и подключить, не используя повышающий трансформатор. Однако, при такой же мощности, как и у нихромовой проволоки, медная проволока имеет меньшую теплоотдачу.
В Интернете, на AliExpress можно найти проволоку, которая предназначена для подогрева сидений или руля (heating wire for car seat or steering wheel). Она покрыта термостойким полимером (FEP coated or Nylon coated). Вместе с покрытием имеет толщину около 1 мм. Можно выбрать материал, из которого она изготовлена (медь, сплав меди и никеля, констатант, олово+медь+нержавеющая сталь). Из-за большого сечения такую проволоку нужно будет обязательно утапливать в предварительно прорезанные канавки руля, чтобы она не выпирала и не отпечатывалась на оплётке.
Техника безопасности
Самая ответственная часть собственноручной установки подогрева руля – снятие и установка подушки безопасности. Чтобы узнать, как правильно отключить Airbag, обратитесь к статье «Как безопасно заменить подушку безопасности».
Несоблюдение простых правил обращения с пиротехническими изделиями может привести к серьезным увечьям и даже летальному исходу!
Карбоновая нагревательная лента
Карбоновые (углеродные) ленты разной ширины можно найти как в российских фирмах (Компания “М‑Карбо” , АвтоТерм), так и на сайтах amazon, ebay, alibaba; англ. название «Carbon heater tape». Лента имеет хорошую теплоотдачу и большую площадь нагрева, в отличие от нихромовой или медной проволоки. Кроме того, карбоновая лента пожаробезопасна. Благодаря большей теплоотдачи потребуется меньше мощности для нагрева.
Углеродная лента широко применяется для создания одежды с подогревом, оттаивания кровли, труб, подогрева автомобильных кресел, а также для подогрева руля. Как пишет производитель, при небольшой температуре нагрева углеродной ленты получается высокая степень тепловой эмиссии (теплового излучения). Тепло выделяется в большей степени в длинном инфракрасном диапазоне, наиболее эффективном для теплоотдачи.
Из-за большой площади нагрева и более высокой теплоотдачи, чем у нихромовой проволоки, нагрев для комфортной температуры может достигаться при меньшей мощности. Так обогрева углеродной лентой мощностью 25 Вт может быть достаточно.
Углеволокно не поддаётся пайке. Его можно соединить с проводкой следующими способами:
- Обжимными клеммами.
- Токопроводящим серебряным клеем (Silver conductive glue). Будет удобнее, если сначала пришить провода к ленте, чтобы зафиксировать их. Потом нужно пропитать провод и карбоновую ленту серебряным клеем. Клей обеспечит хороший контакт и предотвратит окисление провода.
- Медной лентой на липкой основе (с алиэкспресс).
- Из медной фольги можно сделать контактные кольца. Для контактных колец на руле нужно вырезать площадки глубиной 1 мм. Поверх термореле должна проходить одна из нагревательных лент. Контактные кольца устанавливаются на одинаковом расстоянии. Медную фольгу нужно плотно свернуть вокруг обода и приклеить к рулю или припаять концы друг к другу. К контактным кольцам нужно припаять провода. Карбоновые ленты нужно наклеивать так, чтобы они заходили на контактные кольца. Ленты должны прилегать к контактам плотно, чтобы нагревалась сама лента, а не соединение с проводами.
- В комплект от Автотерм входят никилевые пластины и медные провода. Пластины к карбоновым лентам можно приклеить токопроводящим клеем.
Итак, определившись со способом соединения углеродной ленты и проводов, нужно переходить к установке нагревательных лент на обод руля.
- Существует много различных способов установки нагревательных лент и подключения их между собой. От этого зависит зона и скорость нагрева. Мощность (нагрев ленты) зависит от напряжения и длины углеродной ленты. Чем длиннее нагревательная лента, тем меньше выделяется тепла.
- Так как карбоновая лента не особо растяжима, то при её установке на рулевое колесо могут образовываться складки. Нужно постараться приклеить ленту как можно ровнее, чтобы она не проступала через оплётку. Ширина углеродной ленты может достигать 45 мм, что позволяет обернуть ей обод руля, однако, лучше использовать отдельные полоски, шириной 15 мм, которые будет удобнее наклеить без складок.
- Для приклеивания ленты можно использовать клей для резины или момент. Клей нужно наносить на обод руля. Углеродная лента хорошо впитывает клей, поэтому нужно постараться сразу её расположить ровно, так переставить её будет не просто. Ленты нужно наклеивать так, чтобы они не касались друг друга и не изменяли проводимость. Промежутки между карбоновой лентой можно проклеить тряпичной изолентой. В зависимости от толщины углеродной ленты может понадобиться наклеить 2 слоя изоленты.
- Подогрев руля при помощи углеродной ленты обычно делают из 2‑х контуров (по бокам руля или сверху и снизу). Каждый контур состоит из нескольких лент (4–5), которые подключаются параллельно. Параллельное подключение контуров даёт более быстрый нагрев, так как уменьшается общее сопротивление. Правая и левая сторона (или верх и низ) подключаются последовательно. Это даст оптимальное соотношение скорости нагрева и потребляемого тока.
- Для ускорения нагрева можно использовать повышающий преобразователь напряжения. При этом нужно учитывать количество тока, проходимого через подрулевой шлейф.
- Как и в случае с использованием нихромомой проволоки (см. выше), можно использовать реле времени или встроить в руль температурный датчик. Поверх него должны будут проходить и касаться нагревательные ленты.
- Для проводов питания нужно прорезать каналы в руле, проводящие кабель к центру руля.
- Интересный вариант установки карбоновой ленты показал один из участников сообщества drive.ru (kv-corona). В руле вырезаются ступеньки в 4‑х местах. В вырезанные места устанавливаются медные или латунные кольца. Также вырезается канал для провода на внутренней части обода. К кольцам припаиваются провода, по которым будет поступать ток. Лента наклеивается на руль, а её концы плотно придавливаются изолентой к кольцам, через которые карбоновая лента будет получать электропитание и нагреваться.
- Поверх нагревательных элементов можно наклеить термостойкий скотч Каптон (Kapton tape). Также многие обматывают обод руля плёнкой стретч или фум лентой, чтобы уменьшить неровности перед установкой оплётки и защитить нагревательные элементы от повреждения, которые могут произойти во время установки новой оплётки.
- После установки углеродной ленты для подогрева руля, нужно учитывать, что толщина руля увеличится (толщина нагревательной ленты бывает разная) и старую оплётку будет сложнее установить, если она потеряла эластичность.
Рекомендации по выбору чехлов
Систему проводов лучше всего закрыть с помощью кожаного чехла. Его можно приобрести в готовом виде, но в этом случае нужно тщательно подбирать размер. При этом обязательно следует учитывать то, что под влиянием толщины изоляции и элемента подогрева рулевое колесо будет увеличено. Изделие из кожи рекомендуется заранее распарить либо же смягчить материал посредством обработки в спирте. Благодаря таким мероприятиям кожа растянется и отлично сядет на колесо. Подобный чехол можно также сшить своими руками, но для этого надо обладать хотя бы минимальными швейными навыками.
Рекомендуем: Обработка антигравием колесных арок и днища автомобиля
Обогрев для руля — вещь, полезная не только для автомобиля, но и для мотоцикла. Особенно, если человеку нужно ездить в холодное время года. На голову можно надеть шапку и шлем, а тело утеплить курткой, но согреть руки сложнее — крутить руль или управлять мотоциклом в рукавицах неудобно, а без них руки замёрзнут.
Подогрев руля — это хорошее приспособление, повышающее комфорт управления транспортным средством. Однако у него есть несколько недостатков, которые можно и исправить. Если ручки с обогревом просто обмотать изолентой, они будут выглядеть не очень привлекательно. Это можно легко замаскировать с помощью красивого чехла. Другой минус — более существенный: подогрев весьма затратен в отношении потребления энергии. Можно установить лампу ночного света с меньшей мощностью.
Подключение нагревательного элемента (протягивание напряжения к рулю)
В большинстве случаев, подогрев руля подключается к электропитанию автомобиля через подрулевой шлейф (clock spring (часовая пружина)/ улитка). Он есть на автомобилях, имеющих подушку безопасности на руле. На рулях без подушки безопасности можно использовать скользящий контакт (slip ring/ скользящее кольцо). В этой статье мы не будим рассматривать такой вариант подключения. Подрулевой шлейф или, так называемая «улитка», действует как мост между электропроводкой автомобиля и электрическими устройствами на руле. Это спирально закрученный (или уложенный в виде «U») шлейф, закрытый в защитный корпус, который позволяет рулю крутиться, сохраняя электрическое соединение сигнала, кнопок и подушки безопасности, расположенных на руле.
Существует два вида подрулевых шлейфов: уложенный спиралью и в форме U.
Возможность установки подогрева руля предполагает наличие свободных контактов в подрулевом шлейфе. Свободные контакты производитель оставляет по причине того, что такой же автомобиль может иметь другую, более богатую комплектацию с дополнительными опциями, которые задействуют эти контакты. Либо для дальнейшей модернизации автомобиля. На японских и корейских автомобилях часто можно обнаружить свободные контакты. На автомобилях других производителей может не быть свободных контактов. Это иногда можно решить установкой дополнительного шлейфа, если позволяет размер корпуса улитки. Свободным контактам в улитке (подрулевом шлейфе) соответствуют пустые места для «пинов» в штатном разъёме этого шлейфа. Если нет свободных дорожек, то можно найти другой подрулевой шлейф со свободными контактами (на автомобилях для американского рынка шлейф имеет больше свободных дорожек). Если нет других вариантов, то можно использовать дорожки шлейфа, отвечающие за подсветку кнопок руля. Можно использовать контакт, отвечающий за массу клаксона, переставив массу на корпус руля. Через свободный контакт будет приходить +.
На шлейфе бывают дорожки шириной 1 и 2 мм. Контакт шириной 1 мм будет пропускать ток в 1 А, контакт шириной 2 мм – 2 А. Если ток будет больше (2.5–3А), то контакты будут нагреваться, но выдержат нагрузку. Предельный ток, при котором дорожка сгорает, равен 4 А.
Если имеется нужное количество свободных дорожек, то можно использовать параллельно две дорожки, чтобы был запас.
Если у вас уже есть информация к каким контактам можно подключить обогрев, то разбирать корпус подрулевого шлейфа не обязательно. Можно сразу подключать к разъёму. Пины для подключения к улитке (можно купить в магазине радиодеталей или взять от комп. блока питания).
Нужно предварительно проверить контакты в «улитке», выдержат ли они нагрузку, подключив подогрев к аккумулятору. Проверьте при открытом корпусе подрулевого шлейфа их нагрев на ощупь или при помощи термопары.
Подключение к проводке автомобиля:
- Плюсовой контакт подогрева, идущий через подрулевой шлейф можно подключить к любому толстому проводу электрики автомобиля, от которого после включения зажигания идёт +. Подогрев руля можно подключить параллельно с любым выключателем, либо сделать отдельный выключатель. Электропитание можно взять от от штатного подогрева сидений, подогрева заднего стекла и т. д.
- Предохранитель размещается недалеко от места подключения к источнику питания. Предохранитель нужно применять не выше 3.5А (если дорожки в улитке не спаяны параллельно, то 4А – максимум для одной широкой дорожки). Подойдёт обычный предохранитель из магазина радиодеталей, так как плоского предохранителя такого номинала может не быть. Если используется несколько соединённых параллельно дорожек шлейфа, то нужно использовать предохранитель большего номинала.
- Минус подогрева можно соединить, используя свободную дорожку в улитке. Многие подключают минус к массе руля, что тоже работает. Однако, это не совсем правильно. Сопротивление между массой руля и кузова высокое и нестабильное. Использование массы от руля не желательно, так как это не надёжное соединение (соединение с кузовом реализовано через шарикоподшипники). Это может влиять на работоспособность кнопок руля при работающем подогреве и вращении руля.
- Подключение руля можно сделать через реле. Это нужно для гарантии, чтобы контакты кнопки не грелись. Подойдёт обычное автомобильное реле с колодкой.
- Выключатель можно установить где угодно, на лицевой или обратной стороне руля, на кожухе руля, на панели приборов.
- Если корпус подрулевого шлейфа (улитки) разбирался, то после сборки и перед установкой руля «улитку» нужно отцентровать. Информация по центровке находится на корпусе подрулевого шлейфа. Смысл в том, что нужно крутить шлейф до предела сначала в один край, потом крутить до конца в другом направлении, считая количество оборотов. Потом разделить это количество на 2 и прокрутить шлейф до середины.
Сколько он стоит на новых автомобилях?
Как отмечалось выше, подогрев руля, несмотря на наш холодный климат, встречается в списке стандартного оборудования и опций далеко не у всех производителей. Например, на Mazda, Renault, Nissan, Citroen, Chevrolet и Mercedes-Benz «грелку» можно поставить только в качестве опции за дополнительную плату.
Изредка подогрев встречается как отдельная опция. Так, например, на BMW 1-й серии он обойдётся (цены июля 2014 года) в 11 168 рублей, а на Range Rover — в 13 500 рублей. Куда чаще его можно встретить в специальных пакетах опций. На Opel Zafira пакет Enjoy за 18 000 рублей, помимо подогрева руля, включает датчик качества воздуха, двухзонный климат-контроль и электрозеркала с подогревом. На Volvo XC60 в зимний пакет за 19 900 рублей входят также подогрев лобового стекла и форсунок омывателя.
1 / 3
2 / 3
3 / 3
Бывает и так, что обогрев руля включён в стандартное оборудование той или иной комплектации. Тут у автопроизводителей политика разная. Например, у Toyota заветную опцию имеют только дорогие внедорожники Highlander, Land Cruiser и LC Prado — лишены её даже отнюдь не дешёвые RAV4 и Camry, не говоря уже о Corolla. А вот корейские производители на тепло для рук водителя не скупятся. У Kia есть пакет «Тёплые опции», который включен в список стандартного оборудования практически на всех автомобилях марки, включая Rio. Лишена его только самая дешёвая базовая комплектация Comfort.
Реклама опции «Обогрев руля» от Kia
Установка обогрева
Для начала смотрим, сколько нужно проволоки на одну ручку, а затем на вторую. Концы проводов припаиваем к нагревательному элементу и наматываем на ручки спираль. Нагревательный элемент присоединяем к аккумулятору.
На ручки поверх обмотки необходимо намотать изоленту, велосипедную камеру или что-нибудь похожее. Существует возможность поставить регулятор температуры нагрева.
Данная конструкция достаточно хороша в плане согрева водителя, но есть несколько минусов. Обогрев ручек потребляет весьма много энергии, рекомендуется поставить лампочку ночного света немного меньшей мощности. Также многих людей не устраивает внешний вид ручек, обмотанных изолентой или чем-то другим.