10.1. Электрические цепи

Вывод «В» генератора.....5–7

Вывод «В» стартера......10–12

Клемма аккумуляторной батареи......4–6

Для защиты электрических цепей используются предохранители с контактами ножевого типа, цвет которых соответствует току защиты предохранителя. Исправность предохранителя определяют по наличию проволочного проводника, соединяющего контакты предохранителя. Для замены вышедшего из строя предохранителя предварительно выключите соответствующую электрическую цепь, извлеките предохранитель из гнезда пинцетом. Если вновь установленный предохранитель мгновенно выходит из строя при подаче напряжения, проверьте защищаемую им электрическую цепь. Если предохранитель защищает несколько цепей, подключайте их поочередно, чтобы по перегоранию предохранителя определить неисправную цепь.

Обычная электрическая цепь состоит из потребителя электрического тока, переключателей, реле, двигателей, предохранителей, автоматических выключателей, проводов и разъемов, которые соединяют потребитель с аккумуляторной батареей и кузовом. Для помощи в поиске неисправности системы электрооборудования в руководстве приведены схемы электрооборудования автомобиля.

Прежде чем пытаться определить источник неисправности, изучите соответствующую схему электрооборудования для получения представления об элементах этой цепи. Число возможных источников неисправности можно уменьшить, если проверить работу других элементов, входящих в данную цепь. Если несколько элементов или цепей выходят из строя одновременно, возможно, неисправен предохранитель, общий для этих цепей или элементов, или нарушено соединение с кузовом – «массой».

Причинами неисправности могут быть ослабленные или окисленные разъемы, нарушение контакта с кузовом, перегоревшие предохранители или неисправные реле. Визуально проверьте состояние всех предохранителей, проводов и разъемов в вышедшей из строя цепи, прежде чем приступать к проверке остальных элементов. Используйте схемы электрооборудования для определения концевых зажимов, которые необходимо проверить для обнаружения источника неисправности.

Основными приборами, необходимыми для обнаружения источника неисправности, являются тестер или вольтметр, контрольная лампа на 12 В, омметр, батарея и набор проводов со щупами, накидной прокол, желательно с автоматическим выключателем или предохранителем, который используется для обхода проверяемых проводов или элементов.

Кроме плохого соединения проводов, в системе электрооборудования возможны еще два основных типа неисправностей – разомкнутая цепь или короткое замыкание.

Цепь размыкается в результате обрыва в цепи электрооборудования, в результате ток прерывается, вызывая отключение элемента электрооборудования.

Для проверки целости цепи подсоедините прибор для проверки схем или вольтметр: один вывод к отрицательной клемме аккумуляторной батареи или заземленному элементу, другой – к контакту в проверяемой цепи, желательно ближайшему к аккумуляторной батарее или предохранителю. Проверяемый участок цепи должен находиться под напряжением от аккумуляторной батареи, за исключением случая, когда разъем подключения к батарее не проводит тока или перегорел предохранитель (не забывайте, что некоторые цепи электрооборудования включаются лишь при повороте ключа в замке зажигания в определенное положение).

Включите цепь, затем подсоедините щуп тестера к соединению, ближайшему к выключателю цепи на стороне проверяемого элемента.

Если есть напряжение (о чем свидетельствует контрольная лампа или показания вольтметра), значит, в участке цепи между соответствующим соединением и выключателем нет разрывов.

Если обнаружен участок, на котором нет напряжения, значит, обрыв цепи произошел между этой точкой и точкой предыдущей проверки, на которой было напряжение. Обрыв цепи обусловлен повреждением или ослаблением разъема.

Для обнаружения источника короткого замыкания выполните следующее.

Снимите соответствующий предохранитель и подсоедините выводы тестера или вольтметра к контактам предохранителя.

Включите питание в цепи, но не забывайте, что некоторые цепи электрооборудования включаются лишь при повороте ключа в замке зажигания в определенное положение.

Если в цепи есть напряжение (о чем свидетельствует контрольная лампа или показания вольтметра), значит, в цепи произошло короткое замыкание.

Если при проведении проверки напряжения нет, а предохранитель по-прежнему перегорает при подключении той же нагрузки – из строя вышел элемент нагрузки.

Отрицательная клемма аккумуляторной батареи подключается к «массе» –кузову, двигателю или коробке передач. Ненадежное или окисленное крепление может стать причиной отказа элемента или нарушения его работы. Не забывайте, что на многих автомобилях используются «массовые» провода между некоторыми элементами, такими как двигатель/трансмиссия и кузовом, то есть в тех местах, где нет непосредственного контакта между металлическими элементами из-за мягких резиновых креплений или слоя краски.

Для проверки надежности заземления элемента необходимо отключить аккумуляторную батарею и подключить один из выводов омметра к надежно заземленному элементу. Подсоедините другой вывод к проводу или соединению с кузовом, которое необходимо проверить. Показываемое омметром сопротивление должно быть равно нулю; если оно не равно нулю, проверьте соединение следующим образом.

Если вызывает сомнение надежность контакта с «массой», разберите соединение, удалите загрязнения и зачистите контакты. При сборке подтяните крепление разъема, предварительно нанесите слой технического вазелина или силиконовой смазки для предотвращения коррозии.

Большинство соединений в бортовой сети автомобиля выполнено многоконтактными разъемами в пластмассовом корпусе. Секции (половинки) разъемов после соединения обычно удерживаются фиксаторами, отлитыми в корпусе разъема.

Секции больших разъемов, например, устанавливаемых под панелью приборов, соединяются вместе винтом, проходящим через центр разъема.

Для того чтобы отсоединить разъем с фиксатором, маленькой отверткой отожмите фиксатор (фиксаторы), затем отсоедините требуемую секцию разъема. Внимательно осмотрите разъем, так как часто фиксаторы разъемов незаметны. Большое количество разъемов имеют несколько фиксаторов.

Разъемы системы впрыска дополнительно крепятся проволочной скобой, которую для отсоединения разъема необходимо отжать вниз.

Многие многоцелевые разъемы имеют боковые стопорные выступы, которые необходимо отжать вниз или приподнять вверх для отсоединения разъема.

При разъединении разъема не тяните секции разъема в разные стороны за провода – так можно повредить или вырвать провода из зажимов контактов разъема.

При проверке и ремонте автомобильного электрооборудования необходимо измерять различные параметры. Для получения правильных результатов необходим точный измерительный прибор.

Контрольная лампа. Представляет собой лампу с постоянно подсоединенными к ней проводами и соединительным контактом в виде иголки, которой просто прокалывают изоляцию проверяемого провода. Зажим типа «крокодил» второго провода лампы подсоединяется к непокрытому краской металлу кузова или силового агрегата автомобиля, так называемой «массе». В первую очередь, лампа информирует о том, подается ли вообще напряжение к проверяемому проводу. По яркости ее свечения можно примерно оценить величину напряжения.

Светодиодный пробник. Используется для проверки напряжения на электронных узлах, где его нельзя измерить контрольной лампой, так как она потребляет относительно большой ток и может повредить конструктивные элементы электронного прибора.

Вольтметр. Стрелочный или цифровой вольтметр используется для измерения напряжения практически во всех цепях, так как за счет своего высокого внутреннего сопротивления они потребляют очень малый ток и не могут повредить электронные элементы.

Для измерения напряжения аккумуляторной батареи щуп вольтметра с обозначением «–» подсоединяется к отрицательной клемме батареи, а щуп с обозначением «+» – к положительной клемме.

Если вольтметр показывает напряжение только 10,4 В, произошло короткое замыкание в одной из банок аккумуляторной батареи. Измерьте напряжение на клеммах аккумуляторной батареи при проворачивании стартером коленчатого вала двигателя. Если в этот момент вольтметр показывает напряжение около 6 В, значит, в результате старения значительно уменьшилась емкость аккумуляторной батареи.

Измерение падения напряжения на соединении с «массой»: подсоедините «положительный» щуп вольтметра к проводу, подсоединенному к «массе», а «отрицательный» щуп вольтметра – к непокрытому краской металлу кузова или силового агрегата, которые соединены проводом большого сечения с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи. Если провод надежно соединен с «массой», вольтметр не должен показывать даже незначительного напряжения.

При измерении напряжения между двумя определенными контактами (на каком-либо блоке управления) последовательность подсоединения измерительного прибора и напряжение обычно указаны в предписаниях, регламентирующих такие измерения.

Измерением напряжения можно определить состояние и надежность подсоединения провода, соединяющего отрицательную клемму аккумуляторной батареи с кузовом или силовым агрегатом автомобиля. Подсоедините «положительный» щуп вольтметра к проводу, подсоединенному к положительной клемме аккумуляторной батареи, а «отрицательный» щуп вольтметра – к концу провода, соединенного с кузовом или силовым агрегатом автомобиля. Если вольтметр показывает полное напряжение аккумуляторной батареи, значит, провод исправен.

Движущиеся заряды создают электрический ток, который характеризуется силой тока, измеряемой в амперах. Величина тока, протекающего в электрической цепи, измеряется амперметром или тестером, включенным в режиме измерения тока.

Для измерения тока электрическую цепь разъединяют (разрывают), и между отсоединенными проводами подсоединяется амперметр.

На практике это выглядит следующим образом. Отсоедините одноконтактный разъем от потребителя электрической энергии и подсоедините амперметр между контактом разъема и контактом потребителя.

Например, измерение тока необходимо провести, когда возникло подозрение, что в бортовой сети автомобиля есть «тайный» потребитель электрической энергии, который за ночь полностью разряжает аккумуляторную батарею. Для определения утечки тока отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи и подсоедините амперметр между клеммой аккумуляторной батареи и отсоединенным проводом. Если при всех отключенных потребителях амперметр показывает ток, необходимо по очереди исследовать все электрические цепи. Для этого в блоке предохранителей поочередно надо вынимать предохранители и вместо них подсоединять щупы амперметра. Таким образом, можно определить, в какой электрической цепи возникают утечки тока. По таблице предохранителей определите, какие потребители электрической энергии подсоединены к этой электрической цепи, и по очереди проверьте эти приборы и устройства.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ При измерении тока необходимо соблюдать полярность подсоединения амперметра, так как в противном случае стрелка будет отклоняться в обратную сторону, то есть практически будет оставаться в исходном положении. Измерительный прибор или предохранитель прибора перегорят, если измеряемый ток будет существенно выше, чем выбранный диапазон измерения. Лучше всего в начале измерения переключить амперметр на измерения больших токов и, если стрелка отклоняется на небольшой угол, переключить прибор на меньший диапазон измерения. Не подсоединяйте амперметр между клеммой аккумуляторной батареи и основным/главным проводом при включении стартера, так как в этом случае протекает большой ток (до 150 А), который обычные амперметры не могут измерить. Измерение больших токов необходимо выполнять с использованием измерительного сопротивления, которое включается в разрыв электрической цепи и параллельно которому подсоединяется амперметр.

Сопротивление можно определить измерением тока и напряжения, а также непосредственно омметром. Точное измерение сопротивления конструктивного элемента имеет смысл проводить только в том случае, когда имеется точный измерительный прибор, так как иначе останутся сомнения в правильности полученных результатов измерения.

Измерением сопротивления можно установить внутреннее сопротивление определенного конструктивного элемента.

Провода измерительного прибора (полюса не имеют значения) подсоединяются непосредственно к контактам конструктивного элемента или устройства.

Если измеряется сопротивление «соединения массы», один щуп прибора подсоединяется к устройству или прибору, другой – к блоку цилиндров двигателя или к кузову.

В дальнейшем измерением сопротивления можно проверить, имеет ли провод либо переключатель утечку тока (в этом случае результат измерения стремится к нулю), или путь тока где-то прерывается (в этом случае измеренное сопротивление стремится к бесконечности).

Способность отдельных материалов проводить электрический ток определяется количеством и подвижностью имеющихся в них свободных носителей зарядов, то есть электронов. В металлах большое число свободных носителей зарядов, которые, перемещаясь от атома к атому, обеспечивают крайне высокую проводимость металла. Число свободных носителей зарядов в изоляторах практически равно нулю, так как электроны очень сильно связаны с атомным ядром, они не могут отрываться от ядра и двигаться.

Полупроводники по электрической проводимости занимают промежуточное положение между металлами и изоляторами. Благодаря особой чувствительности к различным воздействиям и наличию присадок их проводимость меняется от уровня проводников до состояния диэлектрика. Легирование, то есть когда дозированная добавка к основному материалу электрически активной примеси добавляется в локальной области, обеспечивает полупроводнику определенную величину проводимости.

Транзистор. Два смежных p-n-перехода создают транзисторный эффект, который используется в компонентах, предназначенных для усиления и переключения электрических сигналов. Транзистор пропускает ток только в том случае, когда к его третьему электроду подается напряжение.

Диод. Представляет собой полупроводниковое устройство, содержащее один p-n-переход, проводит ток только в одном направлении.

Практически во всех электрических цепях встречаются конструктивные элементы, которые не относятся к классу полупроводников, но без которых электрическая цепь была бы неработоспособной. Наиболее часто встречаются следующие конструктивные элементы:

– сопротивление, или резистор, задачей которого является уменьшение тока, протекающего по определенной цепи;

– конденсатор – устройство, состоящее из двух электродов, разделенных диэлектриком. При прикладывании напряжения электроды одинаково сильно, но разноименно заряжаются и аккумулируют на определенное время электрический заряд. Конденсатор применяется для сглаживания колебания напряжения и поглощения импульсов напряжения. Если необходима задержка по времени в переключателе (например, реле поворота), конденсатор вместе с сопротивлением образуют блок, замедляющий передачу сигнала по времени.

Интегрированные микросхемы (IC). Множество конструктивных электронных элементов расположено в маленьком корпусе микросхемы (IC), которая имеет 14 и более выводов и предназначена для выполнения огромного количества различных функций.

Микропроцессоры. Их роль в технике все более возрастает. Микропроцессоры представляют собой дальнейшую степень развития микросхем, но они более «умные». В зависимости от вида электрического сигнала они могут выполнять заранее запрограммированные процессы.

EPROM. Этот электронный элемент предназначен для хранения, например, программы системы впрыска и жестко заданных характеристик.

Высокие напряжения и температуры очень опасны для электронных элементов. Для того чтобы случайно либо по недосмотру не повредить микросхему или блок управления, необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

– перед отсоединением контактного разъема всегда выключайте зажигание или, что еще лучше, отсоединяйте провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи. При отсоединении разъема могут возникнуть импульсы напряжения, которые могут вывести из строя расположенные рядом чувствительные электронные приборы и устройства;

– если на автомобиле проводятся электросварочные работы, отсоедините провод от отрицательной клеммы аккумуляторной батареи и соответствующие разъемы от всех электронных блоков управления;

– если после ремонта кузова автомобиль помещен в сушильную камеру, то кратковременная температура, воздействующая на автомобиль, не должна превышать 95 °С. Если необходимо длительное пребывание автомобиля в камере (но не более 2 ч), температура не должна превышать 85 °С. Двигатель можно пускать только после остывания автомобиля.

С «плюсовым» источником питания потребители соединяются проводами, с «минусовым» – через кузов автомобиля («массу»). Подача тока к потребителю электроэнергии в автомобиле происходит через провод, который так или иначе, непосредственно или через более сложную схему соединяется с положительной клеммой аккумуляторной батареи. Обратную подачу тока обеспечивают проводящие электричество металлические детали кузова или двигателя («масса»). Такой метод позволяет уменьшить число проводов и упростить монтаж. Однако во многих случаях используются короткие провода для обратной подачи тока, а именно в том случае, когда потребитель не расположен непосредственно на металлической детали кузова или двигателя.

Обычная электрическая цепь состоит из потребителя электроэнергии, переключателей, реле, двигателей, предохранителей, автоматических выключателей, проводов и разъемов, которые соединяют электрический элемент с аккумуляторной батареей и кузовом.

Основным параметром провода является площадь поперечного сечения, которую выбирают в зависимости от мощности (потребления тока) конкретного потребителя электроэнергии. Для контрольной лампы достаточно провода сечением 0,5 мм² , а для соединения стартера с аккумуляторной батареей используется провод сечением 16 мм² . Тонкий провод, используемый в цепи с большими токами, нагревается, и на нем увеличивается падение напряжения, в результате чего вместо требуемых 12 В на фары будет подаваться только 10 или 9,5 В – в результате лампы горят вполнакала.