Электрика автомобиля: краткое обучение для автолюбителя

Электрический ток

Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей
смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные
приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более
широкое применение электрической тяги в автомобилях (гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили).

Для получения электрической энергии на автомобиле устанавливают источники электрического тока- генератор и аккумуляторную батарею.
Аккумулятор используется для пуска двигателя и для питания электроприборов при неработающем двигателе. Генератор питает электрооборудование автомобиля при работающем двигателе, и, кроме того, подзаряжает аккумуляторную батарею. Генератор превращает механическую энергию от вращения коленвала в электрическую, а аккумулятор- химическую энергию в электрическую.

Генератор и аккумулятор относятся к источникам электрического тока, все остальные электроприборы автомобиля являются его потребителями. Источники и потребители электрического тока соединяются между собой с помощью проводников, в качестве которых, как правило, служит медный провод. Провод обязательно должен находиться в изоляции во избежание замыкания с другими проводниками и, как следствие, перегорания электроприборов.

Все материалы по электропроводности делятся на проводники и непроводники (изоляторы). Не вдаваясь в дебри физики, просто отметим, что в проводниках
находится большое количество свободных электронов, которые хаотично движутся. При приложении электрического напряжения к проводнику свободные электроны начинают двигаться в одном направлении, создавая электрический ток. В изоляторах же свободных электронов практически нет, поэтому и ток создавать нечем. К проводникам относится большинство металлов, уголь, водные растворы щелочей и кислот. К изоляторам- резина, пластмассы, стекло и т.п.

Замкнутая и разомкнутая цепь

Если источник тока, провода и потребители соединить между собой в замкнутый контур, то мы получим электрическую цепь, по которой потечет электрический ток. Характерной особенностью электрической цепи на автомобиле является то, что одним из проводов служит масса (металлические части кузова автомобиля), а другим проводом служат изолированные провода. Поэтому такая электрическая цепь называется однопроводной.

Между полюсами (выводами) любого источника тока существует электрическое напряжение (обозначается U), измеряемое в вольтах. Сила электрического тока (обозначается I) измеряется в амперах. Всякий проводник и потребитель создает сопротивление электрическому току (обозначается R), которое измеряется в омах. Между этими тремя величинами существует зависимость, которую выражает знаменитый закон Ома: I = U / R. Работа электрического тока, выполненная за 1 секунду, называется мощностью. Мощность измеряется в ваттах и обозначается P. Мощность можно рассчитать по формуле P = U * I. Электрический ток, проходящий через проводник, нагревает его. Количество выделяемого при этом тепла зависит от силы тока, сопротивления и времени прохождения тока.

Однопроводная электрическая цепь автомобиля

На автомобилях приборы электрооборудования питаются постоянным током. Постоянным называется ток, который движется в проводнике только
в одном направлении, в отличие от переменного тока, который движется в проводнике попеременно то в одном, то в другом направлении.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно считают, что постоянный ток в цепи движется
от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с массой (если, конечно, кузов металлический).

Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного источника тока соединяют с положительным полюсом другого. В результате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока. При параллельном соединении источников тока соединяют между собой одноименные полюса- положительные с положительными, отрицательные с отрицательными. При таком соединении общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока, а сила тока увеличится во столько раз, сколько источников тока соединены между собой.

При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель. Если выйдет из строя один из потребителей, обесточивается вся цепь. При параллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каждому потребителю отдельно. В этом случае выход из строя любого потребителя не влияет на работоспособность остальных.

Последовательное соединение источников Параллельное соединение источников

Магнетизм и электромагнетизм

Все знают, что такое магнит. Также все замечали, что магниты притягивают к себе стальные предметы не только при непосредственном соприкосновении, но
и на расстоянии, что свидетельствует о наличии вокруг них магнитного поля. Каждый магнит имеет два полюса, которые условно называют северным (N) и южным (S). При сближении одноименных полюсов двух магнитов они отталкиваются, а при сближении разноименных полюсов- притягиваются.

Магнитное поле, созданное вокруг магнитов, состоит из магнитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита величина магнитного поля уменьшается.

Магнитное поле вокруг проводника с током

Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выраженных полюсов. Если же проводник свернуть в виде спирали, то при прохождении по нему тока магнитное поле образует на концах спирали полюса- северный и южный. Если в середину такой катушки поместить стальной сердечник, то образуется электромагнит, имеющий все свойства обычного магнита (очень наглядно это показано в мультфильме “Ивашка из дворца пионеров”, где главный герой с помощью электромагнита расправляется с Кащеем Бессмертным).

Простейший электромагнит

Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или количество витков катушки. С увеличением силы тока или количества витков электромагнита увеличивается его магнитное поле.

Если проводник с током поместить в магнитное поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей проводника и магнита проводник будет выталкиваться, т.е. электрическая энергия будет превращаться в механическую. На этом явлении основана работа электродвигателей.

Принцип работы генератора Принцип работы электродвигателя

Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромагнитной индукции. Если замкнутый проводник вращать в магнитном поле, то в проводнике возникает электрический ток. Величина тока зависит от длины проводника, скорости пересечения,плотности магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии. На этом явлении основана работа генератора.

Вы, конечно же обратили внимание, что картинки практически одинаковы? Не удивляйтесь, это свидетельство обратимости электрических машин. Обратимость электрических машин — одинаковое устройство преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: любой электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот. Приоритетная функция электрической машины определяет её конструктивные особенности, вследствие которых обратимость становится неравномерной. Говоря по-русски, электрогенератор будет работать лучше, чем используемый в качестве генератора соответствующий по размерам электродвигатель, и наоборот.

Обозначения на электрических схемах

Обозначения на схемах электрооборудования автомобиля, как правило, интуитивно понятны. Но, для общего развития, не мешает знать и некоторые специфические условные обозначения.

Список опасных проблем по электрике в автомобиле

Проверка электрики в автомобиле не столько поиск повода для скидки, сколько собственная безопасность и сохранность машины. Как минимум эта статья поможет избежать немалых расходов.

Говорят, машина сгорает полностью за пару минут. Нет, конечно же. Горит она чуть дольше. Но для любого хозяина это мгновение: была машина — и нет её. Даже если сгорела наполовину. Чаще причиной пожара является замыкание в электропроводке. Как проверить состояние кузова, двигателя и трансмиссии, мы уже говорили. Перед тем как ударить по рукам с продавцом, уделите внимание и электрике. Проверить её, не имея большого багажа знаний или профессионального инструмента, сложно… но можно. Мы расскажем, на что обратить внимание.

Главное, усвоить это

Чем старше вы выбираете автомобиль и чем гуще в нём наворотов, тем больше рисков заиметь проблемы.У каждого поколения машин, из девяностых, нулевых и даже совсем свежих, есть характерные болячки. Для удобства мы разбили статью на три условных блока — по возрасту. В них выделили дорогостоящие проблемы, с которыми автомобиль лучше не покупать.

Автомобили из 90-х

В 90-х годах прошлого столетия наблюдалось пересечение классических технологий (жгуты с проводами) и современных наработок (внедрение CAN-шины, массовое появление систем безопасности и сервоприводов для повышения комфорта).

Надо понимать, что в машине старше 20 лет часть электроприборов уже может просто не работать. Накладывают отпечаток на состояние электроники эксплуатация и, соответственно, обслуживание.

Главное, что нужно проверить в машине из 90-х

1. Генератор. Производитель бортового электричества за такой срок службы автомобиля уже либо бывал в мастерской, либо менялся. Здоров ли ещё агрегат, можно понять, подключив вольтметр или мультиметр к аккумулятору и заведя мотор. Если стрелка прибора покажет от 13.5 до 14 В — это хорошо, «гена» в порядке. Менее 13 В — плохо, должным зарядом он аккумулятор не обеспечивает.

2. Состояние проводки. Проводов в легковой машине проложено по несколько километров, поэтому всю проверить её нереально. Есть дедовский способ, как выявить утечку тока из-за состарившейся изоляции и колхозных подключений. Врубите поворотники, включите свет фар, посмотрите подсветку приборов — не пульсирует ли в момент мигания? Если да, то вопрос либо к генератору (см. п. 1), либо где-то потерялась масса.

3. Автомагнитолы, сигнализации, противотуманки. В машинах из 90-х уже редко встретишь родную аудиосистему, а фирменную противоугонку тем более. Мафоны и сигналки наши спецы часто устанавливали небрежно, и за годы эксплуатации либо оголилась скрутка, либо дверь перетёрла проводок к динамику или центральному замку. Это часто приводит к пожару, потушить который непросто даже на самом раннем этапе, — «коротыши» прячутся в недрах панели приборов, и под пластик даже с самым мощным огнетушителем не подлезть.

Безалаберная установка сигнализации не раз становилась причиной пожара

Загляните под торпедку, посмотрите состояние проводов, где возможно: в дверных проёмах, под капотом и в багажнике. Работу небрежных электриков обычно видно сразу. Противотуманки и самодельные ДХО подключаются к сети тоже непросто, поэтому проверьте их подключение, если имеются.

4. Аккумулятор. Батарею нужно проверять в любой машине, т. к. даже в новой из-за глюков электроприборы могут высосать заряд за месяц. Подключите вольтметр, чтобы замерить напряжение (или, как говорят физики, ЭДС) между клеммами. Без нагрузки напряжение здоровой батареи должно показать 12.6–13 В. Если напряжение менее 11.8 В, аккумулятор необходимо заменить или подзарядить (добавить электролита, если он обслуживаемый).

На клеммах аккумулятора частенько заметны окисления. О чём говорит? Это показатель состояния батареи и просто халатного отношения. Когда на клеммах образовывается белый налёт или наросты (по виду напоминают стиральный порошок), то проверьте, надёжно ли они сидят на токовыводе.

Болтающиеся клеммы не создают постоянного контакта, и в один «прекрасный» момент вы не сможете завести машину — окисление металла сделает своё дело, и ток к клемме не пойдёт. Если же затяжка хорошая, то, возможно, под токовыводом батареи есть трещины, и подтекающий электролит создаёт благоприятную почву для «цветения». Аккумулятор придётся нести в ремонт или менять. Проверить сразу надо и клемму: такая среда быстро разрушает металл, и провод от неё может вскоре отвалиться, оставив вас на стоянке без электричества.

5. ABS. Лампа неисправности антиблокировочной системы маячит чаще всех других на стареньких машинах. Из-за неисправного блока или датчиков, конечно, машина не заглохнет в дороге и не загорится, но имейте в виду, что в экстренной ситуации АБС может сыграть важную роль.

Автомобили из нулевых

Сервоприводы сидений, умные климат-контроли и ксенон стали нормальным явлением у многих производителей, только вот ресурс машин заметно сократился. Глобальная идея — автомобиль должен исправно служить 3-4 года, а потом меняться на новый — как раз получила массовое распространение.

Уязвимых точек в автомобилях стало больше, причём многие из них неремонтируемые — под замену. И коротнуть может родная проводка даже в премиальной машине, причём в неожиданных местах, к примеру подогрев сидений. Оп, и сидушка загорелась! Тестером не прозвонишь, схемы стали сложнее, а проводка запрятана так глубоко, что и концов не найти. Выход один — диагностика компьютером. Не стоит пренебрегать поиском новостей последних лет на предмет отзывов по электрике. Производители это стали делать часто, а вам — с вопросом к предыдущему владельцу.

Главное, что нужно проверить в машине из нулевых

1. Пневматическая (адаптивная) подвеска. Сказать «Бегите от такой машины!» было бы некорректно — состояние каждого автомобиля очень индивидуально. Но мы бы не рискнули покупать б/у машину с этой дорогостоящей и очень ломучей опцией. Диагностировать такую подвеску необходимо с особым пристрастием и только специалистам, если уж очень хочется покататься на машине хотя бы год.

2. Системы активной и пассивной безопасности. Сигнализатор с изображением человечка и подушки безопасности ещё не говорят о том, что машина 100 % была в ДТП. Это может быть банальная ошибка одного из датчиков. Чаще всего когда один из блоков сообщает о такой ошибке, автоматически перестают работать все другие подушки. Придётся поискать неисправный, чтобы ездить в безопасности. Примерно та же история и с системой стабилизации. Поиск глючного узла придётся доверить только компьютерной диагностике.

3. Сервоприводы. Вышедшие из строя моторчики не могут не напрягать. Регулировка кресла зависит напрямую от них, люк (или куда веселее — панорама!) может не закрыться перед дождём, да и приятно, когда всё работает. Но чем больше в машине наворотов, тем больше риск погрязнуть в расходах. Если и лежит душа к машине этих лет, то лучше выбрать максимально простую. Доводчик задней двери (багажник) тоже проверьте — нежная функция.

4. Замки дверей. Проверьте работу всех замков, особенно с электронным открыванием, багажника например. В этих местах коррозия часто выводит из строя микросхемы, отчего страдают подсветка номера и сам механизм замка. Обязательно проверьте работу всех брелоков открывания дверей и функцию бесключевого доступа, если есть. Здесь электроника может тоже подкинуть дорогостоящие «сюрпризы».

5. Климат-контроль. Ранимая система во многих, особенно дорогих, автомобилях. Со временем начинает жить своей жизнью, из-за чего сильно нервирует. В сырую погоду запотевают стёкла, в жару недостаточно холодит, дует в лицо, когда надо в ноги и т. д. Проверьте работоспособность кондиционера и выполнение команд при управлении системой. Ремонту блок «климы» обычно не подлежит, а стоит громадных денег. Проверьте и блок для задних пассажиров, если есть.

6. Ксенон. Умирающую ксеноновую лампу можно определить по розоватому или зеленоватому свечению. Блоки розжига, увы, тоже могут скончаться следом. Родные комплекты стоят хороших денег, из-за чего многие переходят на китайские аналоги не всегда хорошего качества.

Розоватое или зеленоватое свечение фар подскажет о скорой кончине ксенона

Моргающий свет в фарах тоже признак нездорового ксенона, возможно уже заменённого на залипушный. Кстати, если свет адаптивный, т. е. линзы фар следят за углом поворота руля и наклона автомобиля, проверьте его исправность — как бы вам не попасть на замену фар. Дорогостоящих, конечно же.

Автомобили от 2010 года и моложе

Не успокаивайте себя, что, покупая более-менее свежий автомобиль, вы сможете избежать всего вышеописанного. Состояние проводки в машине возрастом до 7 лет ещё очень даже ничего, а ошибок на панели приборов может и не быть вовсе. Но диагностику лучше не откладывать в сторонку.

В одной из наших экспедиций новый Range Rover стоимостью под 200 тысяч долларов стал недвижимостью из-за проблем с электроникой

Главное, что нужно проверить в машине до 2010 года и моложе

1. Светодиодная оптика. Оптика на многих современных машинах обзавелась светодиодами. Самые современные автомобили и на дорогу светят не ксеноном, а диодным светом. Как источник света диод очень живучий, но не вечный. Помирают они чаще блоками, а под замену может пойти фонарь в сборе.

2. Электропривод двери багажника. Удобная опция, ничего не скажешь, но тоже не лишена капризов из-за глюков в блоке управления или… после удара в заднюю часть.

3. Селекторы управления трансмиссией. Производители всё чаще уходят от классических рычагов, связанных напрямую с трансмиссией. Это когда дёрнул рычаг и чувствуешь через него, как в недрах агрегата передача включилась. Сегодня управление доверяют модным джойстикам, шайбам и кнопкам, которые лишь посылают сигнал блоку управления, и уже он дальше отдаёт приказ железу.

Блок этот очень умён, взаимосвязан с целой кучей систем в машине и оттого очень дорог, если вдруг накроется. А в некоторых машинах блок отдельно не меняется, только в паре с коробкой! Диагностировать на наличие ошибок в обязательном порядке, в том числе и управление полным приводом. К муфтам и редукторам тянутся хлипкие проводочки, которые не подключат вам полный привод, если с цепью будут проблемы.

4. Мультимедийные системы. Они, конечно, ещё недоросли до уровня смартфонов, но тихо-тихо приближаются к ним, особенно у премиальных марок. Проверяйте весь функционал: работу дисплея (механизм выезжающего экрана дополнительно!), навигации, если доступна для нашей страны, разъёмов USB. Последние модели оснащаются целыми комбайнами, включающими и доступ в Интернет, и встроенный жёсткий диск. Попросите продавца показать все функции в работе. Оцените работу динамиков.

Тот факт, что немалая часть функций современного автомобиля связана с мультимедийным комплексом напрямую, делает его проверку обязательной. Можете остаться, к примеру, без управления климат-контролем из-за сдохшего экрана. А меняется мультимедиа чаще целиком.

Современная мультимедиа — это уже не просто красивая аудиосистема и экран для камеры обзора. Тут происходит и управление функциями автомобиля, и даже его диагностика

Список электрооборудования, подлежащего проверке, на самом деле может быть ещё больше — многие механические функции всё чаще заменяются автоматикой. Вот, к примеру, ручник. Проверить на обычной машине, поставив её на уклоне и затянув рычаг, легко: держит или нет? В современной машине механизм стояночного тормоза всё чаще электромагнитный, и проверять придётся не только удержание машины на месте, но и работоспособность рычажка/кнопки.

Вдобавок многие, казалось бы, незначительные проблемы тянут за собой ворох других, т. к. висят на одной шине. Например, у соавтора этой статьи Руслана был автомобиль, в котором не регулировалось левое зеркало. Бывший хозяин говорил, что дело в пропавшем контакте «массы». На деле оказалось, что левое зеркало было когда-то повреждено, вместо него установили от другой модели. Проводка не совпала, функция регулировки была потеряна. Параллельно это повлияло и на функционал складывания зеркала, и на память сидений/зеркал.

Выводы

— Чем старше вы выбираете автомобиль и чем гуще в нём наворотов, тем больше рисков заиметь проблемы.

— Перед покупкой не лишним будет взять недорогой OBD-II адаптер, работающий через Wi-Fi или Bluetooth с вашим смартфоном. Устройство покажет ошибки, пусть и не все. За детальной распечаткой лучше обратиться к специалистам.

— Если новую брать не хочется, а мечтаете о конкретной марке/модели, выбирайте комплектации попроще. В таком случае мечта, возможно, вас не оставит без штанов.

— Ресурс автомобилей последних двух десятилетий сильно сокращён, отчего проблем с электроникой может вылезти целый ворох даже у относительно свежих машин.

Купили автомобиль с рук — купите огнетушитель побольше!

Источник Источник Источник https://avtonov.info/elektrika-avtomobilja-kratkoe-obuchenie-dlja-avtoljubitelja
Источник Источник https://kolesa.kz/content/articles/spisok-opasnyh-problem-po-elektrike-v-avtomobile/