Руководство по электрике автомобиля

Всем привет!

При диагностике автомобиля у многих начинает возникать вопрос по электрической части. К сожалению, не все прониклись в школе, техникуме или университете основными законами электродинамики, что привело к пробелам в матчасти. Более того, немногие постигли прелести радиолюбительства, что расширяет познания в области электроники. Поэтому я решил начать цикл, посвящённый автоэлектрике (да и вообще электрики в целом), чтобы помочь тем, кто гулял во время лекций с девочками и глотал каждый день юности, а теперь мучается в гараже.

Итак, с чего следует начать?

Думаю, с основных законов электротехники, а именно:
1. Основные понятия
2. Сила тока, напряжение, сопротивление
3. Закон Ома для участка цепи
4. Первое правило Кирхгофа
5. Второе правило Кирхгофа
6. Методы измерения

Итак, поехали:

1. Основные понятия

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц (электроны, ионы).
Постоянный электрический ток — ток, направление движения частиц в котором постоянно.
Переменный электрический ток — ток, направление заряженных частиц в котором изменяется.
Проводник — материал, вещество или среда, хорошо проводящие электрический ток.
Диэлектрик — материал, вещество или среда, которые практически не проводят электрический ток.
Источник электрического тока — некий преобразователь любого вида энергии (механической, химической, ядерной и так далее) в электрический ток.

2. Сила тока, напряжение, сопротивление

Сила тока (I) — это скорость прохождения количества заряда через попереченое сечение проводника. Если мы говорим о движении электронов, как носителей заряда, то фактически — это сколько электронов проходит через сечение проводника за единицу времени.

Измеряется сила тока в единицах «Ампер», А:
0,000001 А = 0,001мА = 1мкА (микроампер)
0,001 А = 1 мА (миллиампер)
1000 А = 1 кА (килоампер)

Электрическое напряжение (U) — это разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи, проводника или чего бы то ни было ещё. Если значение напряжения отлично от нуля, то при замыкании этих двух точек проводником, в последнем будет возникать электрический ток до тех пор, пока потенциалы не уровняются, иными словами, пока напряжение на станет равно нулю.

Измеряется напряжение в единицах «Вольт», В:
0,001 В = 1 мВ (милливольт)
1000 В = 1 кВ (киловольт)
1000000 В = 1000 кВ = 1 МВ (мегавольт)

Электрическое сопротивление ® — это физическое свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока. Чем сопротивление выше, тем меньше электрического заряда может через него проходить при всех прочих равных условиях.
Зависит сопротивление от длины проводника (l), площади поперечного сечения проводника (S) и физического свойства материала, из которого сделан проводник, называемого удельным сопротивлением (p):

Значения удельных сопротивлений некоторых материалов:

Измеряется сопротивление в единицах «Ом», Ом:
0,001 Ом = 1 мОм (миллиом)
1000 Ом = 1 кОм (килоом)
1000000 Ом = 1000 кОм = 1 МОм (мегаом)

3. Закон Ома для участка цепи

В определённых кругах часто можно услышать фразу: «Не знаешь закон Ома, сиди дома».
И не напрасно, ибо в наш век, когда и минуты без какого-либо электронного устройства рядом уже не представить, такой простой закон полезно было бы знать каждому.

Выглядит он следующим образом:

Т.е. сила тока, проходящего через участок цепи, равен отношению напряжения между концами этой цепи к сопротивлению этой же цепи.

Тут важно понять, что сила тока зависит от напряжения и сопротивления, а никак не наоборот. Т.е. имея источник постоянного напряжения 14 В и подключив к его клеммам нагрузку определённым сопротивлением (лампочку, резистор, прибор с неким внутренним сопротивлением и так далее), Вы определите значение тока.
Даже в общении с радиолюбителями можно услышать ошибочное мнение, что не меняя напряжение и не меняя сопротивление цепи, можно увеличить силу тока. Увы, это недостаток понимания элементарного закона.
Сила электрического тока — это лишь следствие, а не причина.

4. Первое правило Кирхгофа

Сумма всех токов в узле любой цепи равна нулю. Тут важно понимать, что учитывается направление движения тока: то значение силы тока, что подходит к узлу (точке) цепи, имеет знак плюс, тот ток, что отходит, — имеет знак минус.

Простым примером является любая точка на проводнике: сколько зарядов за единицу времени (читай сила тока) подошло к этой точке, столько же и отошло от неё. Так как значение этих токов равны по модулю, но имеют разные знаки, то алгебраическая сумма будет равна нулю.

Более сложные узлы выглядят так:

5. Второе правило Кирхгофа

Сумма напряжений на любом замкнутом контуре равна нулю. Тут опять же важно понимать, что источник ЭДС имеет значение напряжение со знаком минус, потребители — со знаком плюс. Или наоборот — кому как удобно. Эти значения сохраняют полярность по направлению движения тока.

Простым проявлением 2-го правило является следствие, что напряжение всех параллельных цепей равно между собой. Именно благодаря этому закону во всех розетках квартиры одинаковое напряжение и все лампочки в Вашем автомобиле питаются от напряжения аккумуляторной батареи. Ибо каждое параллельное соединение можно рассматривать как единый замкнутый контур с источником ЭДС.

6. Методы измерения

Согласитесь, знание вышеописанного не имеет никакой ценности, кроме как способности блеснуть им за кружкой пива перед товарищами, если Вы не можете их хоть как-то пощупать.

Поэтому нужно уметь правильно измерять интересующие нас значения.
Для измерения силы тока служит прибор Амперметр:

Для измерения напряжения — Вольтметр:

Для измерения сопротивления — Омметр:

Как правило, эти приборы имеют такие немаловажные параметры, как предел измерения (до какого значения может мерить), цена деления (с точностью до какого значения можно определить значение), погрешность измерения (насколько допускается производителем отклонение полученных измерением данных от реальных) и для амперметра и вольтметра — для какого тока (переменный или постоянный).

К радости радиолюбителей, инженеров, автоэлектриков и всех остальных, кому необходимо измерять немаловажные величины участка цепи, современный рынок предлагает широкий выбор так называемых АВОметров (Ампер-Вольт-Ом-метры). Часто можно услышать и второе название — мультиметр. Ну, а в народе прижились понятия тестер, цешка и просто прибор.

Пользоваться мультиметром достаточно просто, но нужно знать некоторые правила:

1) Сила тока измеряется в разрыва цепи. Т.е. для измерения этой величины нам необходимо воткнуть измерительный прибор в цепь.
К примеру, нам необходимо измерить, сколько тока потребляет электрическая лампочка. Для этого необходимо отсоединить любой из проводов, питающих лампочку, и вставить в полученный разрыв прибор, затем запитать цепь. Почему любой провод? Да потому что работает первое правило Кирхгофа. В зависимости от того, каким образом вы подключите щупы, будет меняться только знак значения — плюс или минус.

2) Напряжение измеряется параллельно исследуемой цепи. Т.е. для этого измерения нам не нужно ничего разъединять. Просто подключаем щупы к нужным точкам.
К примеру, нам нужно измерить напряжение на аккумуляторной батарее. Мы просто подцепляем щупы к её плюсу и минусу. Если нарушить полярность, опять же просто изменится знак значения.

3) Сопротивление измеряется на обесточенном участке аналогично напряжению. Т.е. мы просто подключаемся к узлам цепи. Тут есть немаловажный момент: если в цепи несколько параллельных узлов, Вы измерите результирующее сопротивление всей цепи.
К примеру, если Вы хотите измерение нити накала лампочки, то измерение лучше производить с её извлечением из патрона. Если же Вам важно понять общее сопротивление цепи — мерьте прямо на автомобиле. Вообще о самих значениях сопротивлений мы поговорим более детально в следующих частях.
И еще раз повторюсь: сопротивление следует измерять лишь на обесточенных цепях, т.е. нельзя измерить сопротивление на горящей лампочке. Это связано с самим методом измерения, который основан на подаче тока на измеряемую цепь прибором, а значит побочные токи внесут погрешность, причем солидную.

4) Перед измерением необходимо правильно выставить единицу и предел измерения на приборе, а при необходимости — переподключить щупы на самом приборе.
Во-первых, щупы: на большинстве авометров для измерения сопротивления и напряжения служат одни клеммы для подключения, а для измерения силы тока — другие. Если неправильно подключить перед измерением, имеется высокая вероятность как минимум спалить предохранитель прибора. Как максимум — вывести из строя прибор или цепь измерения. Поэтому будьте внимательны!
Во-вторых, единицы:
— если нужно измерять напряжение постоянного тока, то переключатель следует перевести в сторону V=,
— если напряжение переменного тока, то V~.
— если силу постоянного тока, то A=,
— если силу переменного тока, то A~.
— если сопротивление (помним: тока быть вообще не должно), то греческая буква Ω.
Неправильное подключение также может вывести прибор из строя.
В-третьих, предел измерения:
Если Вы заведомо не знаете, какое значение получите, устанавливайте максимальный предел. Если увиденное значение близко к нулю, то переключайте то того значение, которое позволит Вам увидеть более точное значение, которое не должно быть выше установленного предела.
Если же Вы знаете порядок значений (например, сеть переменного тока в розетке — 160…250 В), то предварительно установите требуемый предел, который выше измеряемой величины (на большинстве мультиметров для розетки — это ~600V).

Как можно понять из вышесказанного, любое нарушений правил может привести к нежелательным последствиям. Поэтому будьте внимательны и соблюдайте требования до включения прибора в цепь, и вам не придётся лишний раз тратиться;)

Буду закругляться. Надеюсь, писал всё это не зря, и кому-то будет очень полезно.

Если есть пожелания что-то рассмотреть в рамках данного цикла, пишите в комментариях.

Ну, на сим всё!
Продолжение следует;)

24.05.2019,
Просмотров: 60788

В практике работы в автосервисе часто встречаются ситуации, когда приходит молодой человек (только один раз пришла девушка), и просит устроить его на работу учеником автоэлектрика. Некоторые парни готовы работать без зарплаты, только чтобы получить опыт в качестве оплаты своего труда. Мы очень редко соглашаемся принять сотрудника без опыта работы. Во-первых, на СТО много дорогостоящего оборудования. Сотрудник без истории в трудовой представляет определенный риск. Во-вторых, неопытный помощник может натворить много бед. Есть много случаев воспламенения автомобилей по вине малообученных автоэлектриков.

Я обычно предлагаю желающим найти свое призвание в электроремонте автомобилей для начала пройти краткий курс самообучения, чтобы по приходу для трудоустройства иметь хотя бы начальные навыки работы с измерительными и ручными инструментами, автосканером, уметь читать электрические схемы, знать назначение основных устройств автомобиля, принцип работы двигателей внутреннего сгорания, других устройств автомобиля.

Для работы на СТО, даже в качестве подмастерья, очень желательно иметь права категории хотя бы В. Мастер без прав по закону не может даже загнать авто на пост. Поэтому перед тем как принять решение о самообразовании в области автоэлектрики, лучше закончить водительские курсы.

Что необходимо иметь перед тем, как начать обучение

Ну, о правах я уже написал. Теперь об инструменте и оборудовании:

1. Ноутбук или нетбук, работающий в операционной системе Windows. Дело в том, что большинство профессиональных сканеров подключаются к компьютерам. Сейчас есть много диагностических устройств, которые управляются при помощи android-устройств, но для справочных и прикладных программ типа AUTODATA (читайте тут) ноутбук все равно необходим, как и умение на нем работать (я думаю, сейчас это доступно каждому школьнику).

Интерфейс автодаты

2. Мультиметр. Мультиметр вообще должен быть у каждого автовладельца. Не только мультиметр, но и умение на нем работать. Я посвятил на Буруме приемам работы с мультиметром целую статью. Можно поискать в интернете статьи похожей тематики. Не следует приобретать навороченный мультиметр. Достаточно самой простой модели с возможностью измерять постоянный ток до 10 Ампер. Даже опытные автоэлектрики регулярно выпаливают мультиметры, если случайно в режиме измерения тока подключаются контролировать напряжение. Сам регулярно (раз в год) выбрасываю по мультиметру. Слабое место китайских мультиметров – щупы, особенно зимой. Они отваливаются постоянно. Хорошие щупы стоят, как пять плохих мультиметров (больше тысячи рублей).

3. Паяльник, флюс, припой. Не помню, писал ли на Буруме про технологию пайки. Этому можно посвятить не одну статью. Если вы собираетесь заниматься автоэлектрикой профессионально, надо подумать о паяльной станции с феном. Научиться грамотно паять несложно. Надо взять пару поломанных электронных блоков, несколько проводов разного сечения, и паять-перепаивать.

Паяльная станция

4. Слесарный инструмент. Если кто думает, что автоэлектрик это свежая униформа и ноутбук с мультиметром, то заблуждается. Это замасленная одежда, слесарный инструмент и мат. Порой датчики находятся в самом неудобном месте, какое можно только придумать. Для того чтобы их снять и поставить новый иногда приходится разбирать полмашины. Никогда не забуду Geely, в которой для того чтобы заменить передний повторитель поворота, пришлось снимать крыло.

Отдельным абзацем расскажу об оборудовании места для самообучения. Большинство самообучающихся для этих целей выбирают гараж. С моей точки зрения лучше работы выполнять на улице, чем в неуютном, тесном, темном, вонючем гараже. Суровые российские условия не позволяют возиться с машиной на улице в холодное время года. Как подготовить гараж к самообучению:

1. Прикрыть яму, чтобы не провалиться туда при обучении.
2. Выкинуть осветительную лампу на 220 Вольт. Можно установить вместо нее мощную светодиодную лампу на 12 Вольт и подключить к бортовой сети авто. Только тогда можно быть уверенным в своей безопасности.
3. Приобрести или попросить у соседа зарядное устройство.
4. Одолжить рабочий или купить новый порошковый огнетушитель.

Вообще, вопросам техники безопасности необходимо уделять первостепенное значение. Хорошим тоном в среде автоэлектриков является требование пройти инструктаж по ТБ перед началом работ.

Составление плана самообучения

Итак, все готово к самообучению. Пора переходить к самому процессу. Чтобы он не происходил хаотично, надо разработать план. Для чего вообще нужен план?

Некоторые умельцы учатся автоэлектрике на основании конкретного опыта. То есть, к ним обращаются с конкретной неисправностью. Они шарят в интернете, затем определяют неисправность, контролируют и устраняют ее. Всё красиво на словах. В реальности, например, если неисправен датчик коленвала, приходится параллельно изучать, что это за штуковина, где он может стоять, как его проверить, как пользоваться мультиметром и далее по списку. Время ремонта может солидно затянуться. Поэтому лучше все основное изучить заранее. Рационально это сделать в определенной последовательности, чтобы не осталось пробелов.

Можно использовать типовой план каких-нибудь реальных курсов автоэлектриков. Но лучше составить собственный. Самообучение по своему плану будет быстрее и эффективнее. Что стоит обязательно включить в этот план (если вы это уже умеете и знаете, можно исключить):

1. Правила безопасного ремонта. Самое главное в работе автоэлектрика – не сжечь автомобиль, и не допустить, чтобы он воспламенился впоследствии, как результат вашего вмешательства. В этот пункт входят приемы пайки и изоляции, соединения и ремонта электропроводки, контроль предохранителей и реле, соединение по электропитанию. Если вы не в курсе некоторых деталей или не найдете такую специфическую информацию (с примерами) в интернете, лучше, если занятие с вами проведет матерый автоэлектрик, можно под пиво.

4. Работа с диагностическим оборудованием. На первое время можно приобрести простейший ELM327 BLUETOOTH.

Он стоит от 300 рублей. Такое чудо-устройство позволяет читать ошибки по двигателю, подключается к смартфону по радиоканалу. Затем можно приобрести AUTOCOM, с которым уже можно начинать отбивать деньги самостоятельно (он читает ошибки по всему электрооборудованию авто). Уверен, что на этом дело не остановится, и на очереди будет LAUNCH.

5. Принцип работы, неисправности ДВС, признаки, устранение неисправностей. Это один из самых сложных пунктов. Чем отличается автоэлектрик от других специалистов по автомобилям? Он должен знать одновременно всё обо всем вплоть до кузовных работ. Но на первом деле стоит двигатель. Многие неисправности, например, подсос во впускной системе, компьютерная диагностика может не диагностировать. А найти их надо.

6. Чип-тюнинг. Это не только программное изменение параметров двигателя, но и привязка иммобилайзеров, ключей, эмуляция катализатора, ЕГР и прочие дела с использованием программных методов. Можно только на этом пункте зарабатывать бешеные деньги, даже не зная, как работает двигатель. Для этого требуется дорогостоящее оборудование. Однако, специалисты узкого профиля не сильно востребованы на СТО.

7. Установка дополнительного оборудования. Многие автоэлектрики умеют, но не хотят этим заниматься. Это направление больше подходит для аккуратных, внимательных, «дотошных» специалистов. При установке допоборудования необходимо хорошо разбираться в схемотехнике.

В этом приблизительном плане я не отразил многие практические пункты. Если в «обратной связи» на Буруме будут конкретные пожелания подробнее раскрыть необходимые пункты, ссылки на источники, рассказать о конкретном опыте ремонта, я это непременно сделаю.

Удачи в самообучении!