1.1.1 Найти неисправность в электрике, продиагностировать свой автомобиль — полезные навыки. Как минимум для себя, не говоря уже о том, что грамотных специалистов не хватает и за это неплохо платят. Многие думают, что стать автоэлектриком сложно и порой даже некоторым не дано от рождения. Мы с коллегами, много лет занимаясь обучением диагностов-автоэлектриков, задались вопросом, как подготовить автоэлектрика без приезда в наш центр, ведь даже 2-3 недели не все могут найти в своем графике, да и стоимость с билетами и проживанием может составить много рублей.
И вообще, все-таки всем ли дано овладеть этим ремеслом? Сразу скажу, что видео ролики в youtube без практики не дают эффекта, голова не воспринимает информацию уже на 15-ой минуте. Для практики нужны специальные детали под рукой, лучше автомобиль, и, конечно, нужен преподаватель. Он должен помогать и говорить как надо и как не надо.
Вот и появилась мысль связать эти вещи и сделать свое ноу-хау на стыке методики, IT, практических задач. Команда у нас состоит из самых сильных в стране тренеров, есть тренеры из VAG-Academy, GM академии, локальные тренеры марок, практикующие специалисты. Амбициозная цель для нас. Мы решили задачу. Было множество препятствий, в следующих заметках напишу подробнее, выберем желающего пройти курс из подписчиков и я подарю комплект на тестирование.
1.1.2. Работа с электрическими и электронными системами автомобилей весьма сложная, но и выгод-
ная с точки зрения оплаты Вашего труда, однако она может и сильно Вас разочаровать. Для мно-
гих из Вас изучение электрических и электронных систем может оказаться очень трудной, а для
некоторых – непосильной задачей. Я надеюсь, что мой опыт работы в сфере автомобильного сер-
виса и опыт обучения этой сложной профессии позволит изложить весьма сложный материал в
доступной для понимания форме, и Вы не только сможете разобраться в электрических системах,
но и преуспеете в этом деле.
Существует множество методик обучения автомобильной электрики и электронике, есть множе-
ство метафор, с помощью которых можно упростить объяснения. Некоторые преподаватели про-
водят аналогию электрического тока с потоком жидкости, некоторые объясняют электрические
процессы с чисто научной точки зрения. Каждый преподаватель выбирает метод изложения ма-
териала, опираясь на подготовленность аудитории. Я же постараюсь изложить этот весьма слож-
ный материал в лаконичной, но приближенный к научной трактовке манере, которая, надеюсь,
будет доступной для Вашего понимания.
Если Вам не в полной мере понятен материал, обратитесь за разъяснениями к Вашему инструкто-
ру, или поищите ответы на возникшие вопросы в Интернете. В конце книги я приведу для Вас
электронные адреса образовательных ресурсов, которые позволят Вам найти более подробные
объяснения и метафоры, подобранные исключительно с целью описания сложных явлений про-
стыми аналогиями. Объем излагаемого в этом учебнике материала не позволяет вместить все
возможные способы объяснений. К тому же, Ваш инструктор может использовать иную методику,
которая позволить вам понять основные принципы действия тех или иных установок.
Электричество – это нечто абстрактное, поэтому если у Вас возникают вопросы, смело задавайте
их Вашему инструктору. Только Ваше желание позволит Вам понять и освоить сложные вопросы
теории, а также научиться примять их на практике.
В прошлом, электрические системы были в основном автономными. Например, система зажига-
ния была ответственна только за подготовку и своевременную подачу высоковольтного напряже-
ния, которое должно было поджечь горючую смесь в цилиндре двигателя. Установкой угла опе-
режения зажигания занималась механическая и вакуумная система. Современные системы зажи-
гания принимают активное участие в работе многих агрегатов, и выполнения различных, казалось
бы, несвойственным им функций. Например, прогрев двигателя, прогрев и поддержание необхо-
димой температуры каталитического преобразователя (конвертора), участвует в подготовке пере-
4
ключения передач, управлении торможением и разгоном автомобиля. Сегодня лишь малое коли-
чество электрических систем могут считаться независимыми.
Производители современных автомобилей увязали управление электрическими системами авто-
мобиля в сеть, и починили единой стратегии компьютерного управления большинством функций
автомобиля. Это значит, что информация, на основе которой строит управление контроллер од-
ной из систем, стала доступной для других систем управления. С другой стороны, дефект компо-
нента в одной системе может повлиять на работоспособность целого ряда ранее независимых
систем.
Рассмотрим следующий пример.
Система очистки ветрового стекла может взаимодействовать с системой очистки фар, которая ак-
тивируется через несколько включений стеклоочистителя. Стеклоочистители могут взаимодей-
ствовать с датчиком скорости движения автомобиля, чтобы согласовать работу стеклоочистителя
со скоростью автомобиля. Датчик скорости автомобиля снабжает информацией электронику тор-
можения. В автомобиле наиболее продвинутые системы ABS отвечают за курсовую устойчивость,
предотвращают опрокидывание автомобиля на поворотах. Вместе с тем работа система круиз-
контроль связывает скорость движения автомобиля с нагрузкой на двигатель, выбирая оптималь-
ный режим его работы, путем подбора оптимального передаточного числа в трансмиссии. Датчик
скорости позволяет правильно распределять крутящий момент по бортам и осям автомобиля, ак-
тивируя системы распределения тяги. Электроника рулевого управления выбирает режим помо-
щи водителю в зависимости от скорости движения автомобиля. И наконец, информацией от дат-
чика скорости пользуется комбинация приборов, чтобы водитель мог контролировать скорость по
спидометру, и пройденное расстояние по одометру.
Если датчик скорости перестанет подавать сигнал, исчезнет возможность полноценного функцио-
нирования целого ряда систем, и, что особенно опасно, тех систем, работа которых отвечает за
безопасность движения. Поэтому надо немедленно оповестить водителя о возникшей неисправ-
ности, и обеспечить работу систем с возможностью сохранения большей части функций. В про-
тивном случае произошел бы отказ в работе стеклоочистителей, не переключались бы передачи,
не работал бы спидометр, и. т. д.
1.1.3. 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:
1.1.4. 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;)