Основы автоэлектрики. Часть1. Основные законы

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

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.

Ремонт автоэлектроники своими руками: как подобрать запчасти для ремонта автоэлектроники

23.04.2018

Многие автовладельцы, имеющие определённые познания в области электротехники, предпочитают восстанавливать электрооборудование своих автомобилей самостоятельно. Поэтому мы подготовили статью о том, как правильно подобрать нужные запчасти для ремонта автоэлектроники и на что нужно обратить особое внимание.

Содержание:

Особенности ремонта автоэлектроники своими руками

Пожалуй, каждый водитель со стажем сталкивался с ситуацией, когда отгоревший провод, окислившийся контакт или пробой на массу серьезно затруднял эксплуатацию автомобиля или вовсе обездвиживал его. Причем проблемы подобного рода относятся к наиболее сложным в плане диагностики.

Поэтому многие автовладельцы меняют «подуставшую» проводку и другие электротехнические элементы заранее, старясь минимизировать вероятность внезапного нарушения контакта. Кроме того, некоторые практикуют установку различного дополнительного оборудования (музыкального, светотехнического, охранного и др.). Все эти операции требуют определенных навыков и подходящего электрооборудования.

Для тех, кто знает основы электротехники, но не совсем уверен в себе, дадим несколько полезных советов:

1. Обзаведитесь хотя бы простейшим индикатором напряжения (пробником) илимультиметром (так называемым «тестером»), которые позволят диагностировать и контролировать правильность ремонта практически всей электротехники авто. Стоят эти приборы недорого, но их полезность сложно переоценить.
2. Отложите изоленту в сторону. Сегодня эффективнее и надежнее изолировать проводку с помощью термоусадочной трубки. Используйте изоленту только там, где нет возможности применить «термоусадку».
3. В процессе ремонта, где задействовано много проводки, и ее необходимо отключить и подключить заново, помечайте провода маркером или стикерами. Это проще, чем впоследствии лихорадочно сводить перепутанные концы с концами (в прямом смысле этой фразы).
4. После ремонта автоэлектроники своими руками и перед подачей энергии на прибор всегда прозванивайте проводку и проверяйте правильность подключения. Особенно в том случае, если вы не профессиональный электрик. Известно немало случаев, когда в спешке люди жгли дорогие электротехнические узлы.
5. Если есть вероятность, что через установленное оборудование будет проходить ток, превышающий номинальный для контроллера, обязательно задействуйте реле.
6. Используйте подходящие инструменты для ремонта автоэлектрики.

Выбор запчастей для ремонта автоэлектроники

Ремонт проводки или установка дополнительного оборудования не обходится без клемм, контактов или колодок. Перед покупкой этих элементов необходимо предварительно выяснить несколько моментов:

• для контактов — диаметр проводки (лучше брать предизолированные контакты с простым креплением и возможностью обжима пассатижами, если нет специального обжимника);
• для колодок — диаметр проводки и количество контактов;
• для аккумуляторных клемм — размер контактов (существует по два типоразмера для плюса и минуса).

При замене кнопок управления стандартным оборудованием в приборной панели ищите точно такие же, какие и были установлены. Если нужных кнопок или контроллеров нет в наличии, подбирайте исходя из допустимого тока, на который рассчитано оборудование. При установке дополнительных электроприборов в авто обязательно убедитесь, что выбранный вами контроллер выдержит проходящую через него нагрузку.

В процессе самостоятельного ремонта будьте предельно внимательны! Неправильно собранная схема, случайное короткое замыкание или использование неподходящих запчастей для ремонта автоэлектроники может не только повредить электротехнические узлы вашего автомобиля, но и вызвать пожар.

Как самому сделать диагностику автомобиля — провести автодиагностику электрики авто своими руками

Все большее количество водителей приходят к выводу, что нужно уметь выполнять диагностику самостоятельно. Это дает возможность не пропускать сервисное обслуживание, держать автомобиль в исправном состоянии и сэкономить на посещении автосервиса. В статье рассказывается, как самому сделать диагностику автомобиля, зачем и каким способом ее нужно проводить, прилагаются фото и видео с демонстрацией процедуры.

Для чего нужна автодиагностика?

Если автомобиль начинает работать с перебоями, падает мощность, увеличивается расход горюче-смазочных материалов и т.д., необходимо найти причину неисправности и устранить ее. Современный автомобиль состоит из большого количества узлов и систем, поэтому без специальных знаний найти, в чем причина неисправности почти нереально. Приходит на помощь компьютерная диагностика, которая доступна любому автолюбителю при наличии необходимого оборудования.

Прежде чем проводить диагностику автомобиля своими руками, следует разобраться, в чем она заключается, и какие цели при этом преследуются. Во время проверки считываются коды ошибок, возникших в различных узлах и системах транспортного средства. Благодаря новейшему диагностическому оборудованию можно обнаружить даже незначительные неполадки в работе двигателя, особенно инжекторного, где задействовано много электроники.

Цель самостоятельной диагностики авто – выявление неисправностей и настройка блока управления для улучшения работы различных механизмов и систем автомобиля.

Используя диагностическое оборудование и специальное программное обеспечение, автолюбитель получает следующие возможности:

• регулировать подачу горючего, то есть менять лямбда-характеристики;
• если есть плагины, можно создать интерфейс электроники транспортного средства;
• с помощью настроек автоматизировать диагностику электрики автомобиля, если возникли отклонения в работе агрегатов и механизмов.

Необходимость продиагностировать авто своими руками возникает в следующих случаях:

1. Если на панели приборов контрольные лампочки датчиков сигнализируют о возможных неполадках в системах.
2. Если возникает подозрение в некорректной работе агрегатов и узлов. Проверка выполняется, чтобы убедиться, что они действительно неисправны.
3. При покупке б/у автомобиля желательно проверить работу инжектора, трансмиссии, ходовой части и других систем.
4. Чтобы избежать затратного ремонта и держать авто в исправном техническом состоянии, выполняется профилактическая диагностика. Специалисты рекомендуют ее проводить не реже одного раза в год.

Существует ряд признаков, по которым можно сделать вывод, что следует проверить конкретную систему или узел машины:

1. Автодиагностика инжектора выполняется при повышенном расходе топлива, неустойчивой работе двигателя, если он заводится с трудом, долго прогревается. Силовой агрегат нуждается в проверке, если снизилась его приемистость, при работе слышаться посторонние звуки, холостые обороты либо слишком высокие, либо слишком низкие. В этом случае в проверке нуждается электрическая часть, система зажигания, кроме того, следует замерять компрессию в цилиндрах.
2. Необходимость в проверке подвески возникает при неравномерном износе резины, появлении гула или стука во время выполнения поворота, других посторонних звуков либо появление их при движении по неровной дороге. Кроме того, диагностику подвески следует выполнять, если при повороте обнаружен снос одной из осей, преждевременное срабатывание системы АБС, увеличенный свободный ход руля.
3. Трансмиссия требует проверки, если не включается одна из передач, появляется пробуксовки, рывки и вибрации при переключении передач. Тестирование трансмиссии следует проводить при повышенном расходе горючего, утечке жидкости из автоматической коробки передач.

С помощью специального оборудования считываются коды ошибок, блок управления обрабатывает сведения о работе регуляторов и датчиков, анализируя работу всей системы или узла.

Способы проведения самостоятельной проверки

Существует несколько способов, как провести тестирование автомобиля самому. В целом их можно разделить на компьютерную и механическую диагностику.

Так как машины напичканы всякой электроникой, поэтому время от времени необходима диагностика автоэлектрики автомобиля. Исходя из потребности тестирования, современные модели машин оснащены диагностическим разъемом. Обычно его располагают около рулевой колонки. На сегодняшний день приборов для проведения тестирования большое количество. Выбор конкретного устройства зависит от модели автомобиля и возможностей покупателя.

• считывает коды ошибок из памяти БУ;
• расшифровывает коды;
• квалифицирует коды на текущие и установленные;
• позволяет получать параметры проверки двигателя;
• осуществляет оперативный контроль систем;
• обнуляет ошибки, стирая их из памяти;
• позволяет делать перепрошивку (перепрограммирование) устройств.

Самый простой способ продиагнострировать транспортное средство — посредством специального сканера, который нужно подбирать согласно модели авто. Правда, есть универсальные устройства, при помощи которых можно осуществить автодиагностику своими руками. Данные приборы позволяет напрямую подключаться к блоку управления и считывать необходимую информацию.

С помощью сканера можно получить показания счетчиков, датчиков, проанализировать работу автомобильных систем и узлов. Чтобы эффективно использовать для диагностики автосканер, нужна схема электрооборудования, которую можно найти в руководстве по эксплуатации конкретной машины (автор видео — Андрей Тоскин).

Дополнительная диагностика необходима, так как блок управления не может нарисовать полную картину состояния автомобиля.

Что нужно, если отсутствует сканер?

1. Устройство для отображения и обработки полученных данных: ноутбук, нетбук, планшет, компьютер. Использовать домашний ПК для диагностики сложнее, ввиду недостаточной мобильности. Вместо компьютера можно воспользоваться телефоном.
2. Для подключения к диагностическому разъему нужен адаптер для диагностики авто. Можно приобрести адаптер, который предназначен для использования на конкретном авто, или воспользоваться универсальным устройством. Примером такого устройства является адаптер компании K-Line, который подходит для многих автомобилей как импортного, так и отечественного производства. Адаптер может подключаться к компьютеру (телефону) по Bluetooth или посредством Wi-Fi. Для подключения может еще использоваться специальный кабель для автодиагностики своими руками.
3. Специальное программное обеспечение. Существуют программы для диагностики как определенных марок транспортных средств, так и универсальные. Желательно использовать программу для определенной марки автомобиля, так как она изначально настроена для работы с конкретным бортовым компьютером.

Для диагностики машины через телефон на него нужно установить специальное приложение. На смартфоны популярным приложением является программа Torque Pro, работающая на платформе Андроид. С ее помощью можно получать информацию о работе авто в режиме онлайн, провести его полную диагностику.

Для устаревших моделей, работающих на операционной системе Windows Mobile с поддержкой Java, рекомендуется установка программы Check-Engine. Данная программа выдает в онлайн-режиме параметры работы мотора, считывает, расшифровывает и удаляет коды ошибок из блока управления, формирует СМС сообщения с кодами ошибок (автор видео — Сделано в Гараже).

Современные устройства позволяют делать самостоятельно диагностику автомобилей через адаптер, но не стоит забывать о том, как делают механическую проверку, которая применялась на автомобилях с карбюраторным двигателем.

Она состояла из следующих операций:

• визуального осмотра двигателя и рабочих систем;
• проверки фильтров;
• осмотра состояния приводных ремней;
• измерения компрессии, давления масла, топлива, уровня рабочих жидкостей;
• проверке состояния свечей зажигания.

Для проверки необходимо приготовить свечной ключ, компрессометр. При первичном осмотре нужно внимательно осмотреть двигатель и все магистрали, обеспечивающие его работу. О качестве работы топливной системы можно судить по выхлопным газам. Выполняя проверку работы мотора, необходимо прислушаться к звукам при его работе. Если двигатель исправен, не должно быть слышно посторонних шумов или стуков.

По акустическому шуму можно оценить состояние сопряжений при работающем моторе. При этом нужно учитывать, что валы силового агрегата вращаются с разными скоростями. Распредвал вращается в два раза медленнее коленвала.

Диагностика по акустическому шуму может выявить два вида неисправностей:

• в цилиндро-поршневой группе;
• в газораспределительном механизме.

Сначала выполняется общая проверка состояния двигателя, навесного оборудования, креплений и др. Чтобы качественно прослушать все шумы, автомобиль нужно разделить на зоны. Для прослушивания можно использовать автомобильный стетоскоп или деревянную трубку.

В первую очередь следует прослушать навеску. Для этого отключается насос гидроусилителя руля, генератор или помпа, снимаются все ремни. Особое внимание при прослушивании следует уделить местам трения.

Прослушивать двигатель следует в полностью охлажденном состоянии или прогретом до рабочей температуры, на различных оборотах, чтобы дать ему поработать в разных режимах. Анализируя характер и место звуков, делают выводы о наличии неисправностей. Таким образом, путем прослушивания можно выявить некоторые неисправности.

Как происходит проверка?

Порядок проведения самостоятельной диагностики двигателя автомобиля с помощью компьютера и смартфона одинаков. Отличие только в сопряжении используемых устройств.

Подключение ноутбука выполняется в диагностический разъем OBD-II, который находится рядом с рулевой колонкой или в зоне доступной для водителя. На старых моделях он может быть расположен под капотом. Причем может отличаться от OBD-II, поэтому, возможно, придется покупать специальный переходник.

Подключение к разъему диагностического оборудования выполняется через специальный адаптер и провод для диагностики автомобиля. Можно купить готовый сканер для конкретного автомобиля либо универсальный. Возможен вариант изготовления самодельного адаптера, пользуясь схемами, размещенными на разных ресурсах. При выборе автосканера нужно обращать внимание на порт подключения. Порт USB универсален, так как к нему можно подключить любой девайс.

После подключения к ноутбуку либо другому устройству, нужно запустить программу для диагностики. За исключением ELM327, у каждого диагностического устройства есть программное обеспечение, но принцип работы у них похож. Разобраться с интерфейсом просто. Запускается сканирование ошибок и выполняется их анализ. Расшифровка кодов обычно высвечивается вместе со списком ошибок.

Диагностика при помощи телефона или смартфона отличается способом подключения. Для связи используется Bluetooth или Wi-Fi. Чтобы подключиться к устройству тестирования, нужно на телефоне активировать канал связи.

После расшифровки ошибок их следует устранить. Пока не будут ликвидированы все неполадки, не стоит стирать коды ошибок из памяти блока управления. Неисправленные ошибки появятся при следующей диагностике.

Заключение

Зная, как произвести диагностику автомобиля самостоятельно, можно следить за техническим состоянием транспортного средства. Заранее определив, какие проблемы появились в работе узлов, можно вовремя делать ремонт механизмов, что продлит срок эксплуатации всего автомобиля. Современные приборы для диагностики автомобилей своими силами позволяют проверить электрооборудование, системы и узлы, что важно, так как неисправности в электронике сказываются на эффективности эксплуатации транспортного средства.

Имея все необходимое для диагностики электрооборудования автомобилей, можно при покупке новой машины, провести диагностику с помощью телефона. Это дает возможность защитить себя от обмана.

Фотогалерея

Видео «Самостоятельная диагностика автомобиля»

Данный ролик о том, как выполнять проверку автомобиля самому (автор видео — ale handro).

Источник https://www.drive2.ru/b/468453252279566409/

Источник https://topdetal.ru/stati/remont_avtoelektroniki_svoimi_rukami_kak_podobrat_zapchasti_dlya_remonta_avtoelektroniki/

Источник https://autocentrum.ru/articles/diagnostika/18873-kak-samomu-sdelat-diagnostiku-avtomobilya-provesti-avtodiagnostiku-elektriki-avto-svoimi-rukami.html