Виды электрооборудования автомобиля, назначение, устройство

Неисправности электрооборудования автомобиля

В электрическом оборудовании автомашины могут возникать различные неисправности, причем, выйти из строя может любой элемент схемы. Говоря о неисправностях, следует начать с одного из самых важных элементов – аккумуляторной батареи (АКБ). Автомобильный аккумулятор состоит из шести банок, каждая по два вольта, со временем аккумулятор теряет емкость и перестает заряжаться. АКБ становится непригодной к эксплуатации в связи с осыпанием пластин в банках, неисправности в аккумуляторе возникают по нескольким причинам:

происходит естественное старение АКБ;
аккумулятор часто работает при повышенных нагрузках и поэтому постоянно «садится»;
в банках недостаточный уровень или не поддерживается необходимая плотность электролита;
в корпусе есть трещины, через которые электролит утекает.

Проблемы с электрооборудованием нередко возникают из-за неисправного генератора, который тоже является очень важным узлом в машине. В генераторе встречаются две основные неисправности;

шум подшипников;
пропадание зарядки.

Если зарядка пропадает или она слабая, автомобиль работает только за счет аккумулятора. Когда ресурс АКБ исчерпан, батарея разряжается, а так как она от генератора зарядку не получает, потребители остаются без необходимой им электроэнергии, в результате:

двигатель не запускается;
не работает освещение, моторчик печки, магнитола и проч.

В значительной степени на работу авто влияет и состояние стартера – со сломанным пусковым устройством автомобиль можно завести только с буксира или толкача, что крайне неудобно.

Еще из частых и очень неприятных проблем с оборудованием можно отметить:

замыкание электрических проводов на массу или между собой;
потеря контактов в штекерах;
обрыв проводов.

Безусловно, неисправности в работе любого потребителя приносят автовладельцам массу хлопот, но какое-то время с некоторыми неисправностями еще можно ездить, например, с нерабочим кондиционером или магнитолой. В дальнейшем все равно приходится производить ремонт, и от этого никуда не деться – неисправности в электрооборудовании автомобиля необходимо устранять.

Общий принцип электрической схемы

Электрическая система автомобиля является замкнутой цепью с независимым источником питания (батареей 12 В). Автомобиль функционирует на некоторой части мощности аккумулятора, остальную электроэнергию поставляет генератор. Аккумулятор создает стартовый импульс – раскручивает коленвал, генератор. Генератор продуцирует искру и двигатель запускается. Вращающийся вал создает на генераторе переменный ток, который выпрямляется и питает всю систему, в том числе аккумулятор.

Ток течет по проводникам от батареи к питаемым компонентам, после чего возвращается к батарее через корпус машины. К корпусу подключается заземление – толстый и наиболее важный участок кабеля. Такой тип схемы называется системой возврата земли, любая ее часть, соединенная с кузовом автомобиля, называется заземленной.

Сила тока измеряется в амперах (А); некий аналог «давления» тока называют напряжением и измеряется в вольтах (В). По сути напряжение – некая численная характеристика, которой можно измерить («пощупать») напряженность электрического поля. Современные автомобили имеют 12-вольтовую батарею. Его мощность измеряется в амперах/ часах. Аккумулятор емкостью 56 ампер / час должен обеспечивать ток 1 ампер в течение 56 часов или 2 ампера в течение 28 часов.

Если напряжение батареи падает, протекающий ток уменьшается, и, в конечном итоге, становится недостаточным, для работы некоторых электрических компонентов. Пример: не заводится мотор, фары горят тускло и пр.

Общая классификация

Само понятие подразумевает под собой комплекс условных обозначений, которые предназначены для определения каких-либо конструктивных элементов или частей. В соответствии с правилами и требованиями ГОСТ 2.701-84 выделяют несколько видов, отличающихся как сферой применения, так и типом устанавливаемых обозначений.

Разделение по видам приведено в таблице ниже:

Таблица: разновидности схема

№	Вид схемы	Буквенное обозначение
1	Электрические	Э
2	Гидравлические	Г
3	Пневматические	П
4	Газовые (кроме пневматических)	X
5	Кинематические	К
6	Вакуумные	В
7	Оптические	Л
8	Энергетические	Р
9	Деления	Е
10	Комбинированные	С

Так, для одного и того же устройства или объекта, при необходимости, могут разрабатываться сразу несколько схем, поясняющих принцип подключения, работы или реализации функций. Для электротехнического оборудования схемы подразделяются на несколько типов:

Принципиальные или полные – обозначаются цифрой 3;
Структурные – обозначаются цифрой 1;
Функциональные – обозначаются цифрой 2;
Общие – обозначаются цифрой 6;
Монтажные или схемы соединений – обозначаются цифрой 4;
Подключений – обозначаются цифрой 5;
Расположения и объединенные – обозначаются цифрой 7 и 0 соответственно.

При составлении конкретной схемы используется, как правило, буквенно-цифровые обозначения, к примеру, для электрической функциональной маркировка будет выглядеть как Э2, для газовой структурной Х1 и т.д.

Принципы графического обозначения каких-либо элементов на схемах определяются отраслевыми и государственными стандартами. Они же устанавливают требования к расположению составных частей, их размеры, нанесение шифров, наименований или маркировок.

Провода и печатные схемы

Размеры проводов и кабелей классифицируются по максимальному значению силы тока, который они способны безопасно через себя проводить. Безопасно – означает без лишнего нагрева.

Через автомобиль проходит сложная сеть проводов. Чтобы избежать путаницы, каждый провод маркируется своим цветом. Следует помнить, что это актуально только внутри конкретного автомобиля: нет национальной или международной системы цветовой маркировки проводников. Так, к примеру, провод от катушки зажигания в машине ВАЗ может быть помечен как желтый, однако в БМВ он чаще всего оранжевый с черной полосой. Есть определенные традиции, например, зеленый – это «минус», красный – это «плюс», черный – почти всегда «плюс». Однако, это именно традиции, а не правила и доверять при ремонте им не следует.

Большинство справочников и руководств по обслуживанию автомобилей включают в себя схему подключения, в которой разобраться очень непросто. Однако цветовое кодирование является полезным руководством для отслеживания проводки.

Там, где провода проходят бок о бок — они в связке (в пластмассовой или тканевой оболочке). Это позволяет содержать их аккуратными и упрощать процесс замены и установки. Этот пучок проводов растягивается по всей длине автомобиля, при необходимости прокладываются одиночные провода или небольшие группы.

Современным автомобилям часто требуется дополнительное место для большого количества проводов в ограниченном пространстве. Некоторые производители теперь используют печатные схемы вместо пучков, это особо удобно на задней приборной панели.

Зачем разбираться в электросхемах?

Уметь читать такие схемы довольно важно для всех, у кого есть автомобиль, ведь это поможет сэкономить очень много денег на услугах специалиста. Конечно, какие-то серьезные поломки починить самостоятельно без участия профессионалов сложно, да и чревато, ведь ток ошибок не терпит

Однако если речь идет о какой-либо элементарной неисправности либо же нужно подключить аккумуляторную батарею, ЭБУ, фары, габаритные огни и прочее, то сделать это самостоятельно вполне реально.

Кроме того, нередко мы хотим ввести в цепь и дополнительные электронные устройства, такие как сигнализация, магнитола, автомобильный кондиционер, которые значительно облегчают процесс вождения и наполняют нашу жизнь комфортом. И здесь не обойтись без умения разбираться в электрических схемах, ведь зачастую они прилагаются ко всем перечисленным приборам. Также это актуально и для владельцев машин с прицепом, так как иногда возникают проблемы с его подключением. И тогда понадобится электросхема прицепа легкового автомобиля и, естественно, навыки, позволяющие разобраться в ней.

Короткие замыкания и предохранители

Если используется провод неправильного размера, или если провод поврежден (отсоединен), это может привести к случайному короткому замыканию, которое буквально «пробивает» сопротивление компонента. Ток в проводе может стать опасно высоким, расплавить провод или даже вызвать пожар.

Блок предохранителей ВАЗ 2109

Чтобы предотвратить это, в цепях имеются предохранители. Наиболее распространенным типом предохранителя является короткий тонкий провод, помещенный в жаростойкий кожух, чаще всего – стеклянный маленький стакан.

Размер провода предохранителя является самым тонким во всей электрической системе, его сечение позволяет выдерживать минимальные токи без перегрева. Толщина провода предохранителя позволяет выдерживать только такие скачки напряжения, которые выдержит любой компонент, в том числе полупроводниковый.

Внезапный всплеск большого тока приводит к расплавлению плавкого предохранителя или (если предохранителя нет) к «удару», нарушающему электрическую цепь.

Когда это произойдет, проверьте, имеется ли короткое замыкание или отсоединение, затем установите новый предохранитель с правильным номинальным током. Существует много предохранителей, каждый из которых защищает небольшую группу компонентов, так что один сгоревший предохранитель не отключает всю систему. Многие из них сгруппированы вместе в блоке предохранителей.

Что такое «автоэлектрика»?

Электрика автомобиля — это его управляемость, безопасность, контроль над функционированием всех основных систем, а также небольшие приятные мелочи, которые делают использование машины особенно комфортным.

Электронное оснащение современных автомобилей достаточно сложное. Если снять главную панель в салоне – то под ней Вы обнаружите бесчисленное количество разноцветных проводков, которые соединяются друг с другом, с различными устройствами, уходят под капот и расходятся по всему салону. Для тех людей, кто никогда не имел дела с автомобилями, подобное зрелище не расскажет абсолютно ничего. А вот опытный водитель сможет сходу назвать, какой проводок соединяет те или иные устройства. Не менее хорошо в электронике разбираются и автомобильные воры, которые без ключей могут замкнуть необходимый круг и завести двигатель.

В целом же, электроника значительно облегчает и упрощает процесс вождения автомобиля. Благодаря электронному блоку управления, который практически независимо от водителя управляет работой практически всех систем и деталей, в разы уменьшается вероятность аварий. Ну и несомненное преимущество автоэлектрики – это комфорт, который она дарит внутри салона: освещение, кондиционирование, музыка и т.д.

Однако первоначальное предназначение любой автоэлектрики – запуск двигателя и дальнейшее поддержание его в работающем состоянии, иначе наш автомобиль не сдвинется с места и не сможет выполнять свою главную функцию. Если просто подать искру в цилиндры с горючим, машина вряд ли заведётся. Для нормального пуска двигателя внутреннего сгорания, нужна начальная имитация обычной работы. Следовательно, необходимо совершить вращение основной оси двигателя, одновременно подавая топливо в цилиндры и обеспечивая дальнейшее возгорание через электрическую искру. В результате произойдёт старт и подхват действия, с дальнейшей самостоятельной работой (при условии полной работоспособности механизмов).

Как проверить аккумулятор на утечку тока мультиметром

Принимая как норму, ток утечки на собственном авто, можно выполнить замер суммарных паразитных токов мультиметром. Превышение нормы может произойти при коротком замыкании в сети или слишком мощных дополнительных потребителях. Иногда причиной утечки тока с аккумулятора становится неисправность генератора или стартера. Только через последовательную проверку сети на утечку тока можно установить истинную причину просадки емкости аккумулятора автомобиля.

Как замерить ток утечки аккумулятора

Для диагностики утечки тока потребуется тестер-мультиметр – он может работать как вольтметр, омметр и амперметр с проводами и зажимами «крокодилами». Потребуется рожковый ключ, перчатки и блокнот для записей.

Автомобиль следует подготовить:

выключить всю электронику, включая видеорегистратор и усилители;
отсоединить скрытые потребители в бардачке и под капотом;
открыть капот, закрепить его и ослабить минусовую клемму на аккумуляторе;
закрыть двери, но окна открыть для возможности проникнуть в салон, если сработает центральный замок.

Порядок измерения утечки тока аккумулятора

мультиметр поставить на измерение ампер в положение 10 А;
сделать разрыв цепи, подключить в разрыв амперметр только на отрицательном полюсе;
снять показания утечки.

При показателях, соответствующих норме – 20-80 мА, диагностика считается законченной.

Найти и устранить утечку

В поисках нарушения, сопровождающегося утечкой тока, придется обследовать цепи всех потребителей. Начинать нужно с установленного внештатного оборудования. Именно там часто находят проблемы. Причины – дополнительный монтаж проводов выполнен в неподходящем и неудобном месте. Они могут нагреваться, перетираться.

Проблемным местом считают сигнализацию и двери. Неисправными могут быть концевики на схеме замыкания и размыкания двери. Сигнализация после включения через 5 минут должна уменьшить потребление тока. Нет – повод к обследованию.

Если причины утечки не установлены – проверять нужно генератор. Если силовой агрегат не подзаряжает аккумулятор, это определяется так:

Замерить напряжение на клеммах АКБ при отсутствии потребителей – при полной зарядке 12,6- 12,9 В.
Завести двигатель, включить потребителей – обогрев, фары, печку, произвести замер на клеммах АКБ – от 12,8 до 14,3 В.

Напряжение на клеммах меньше – генератор не подзаряжает аккумулятор.

Посмотрите видео, как проверить аккумулятор на утечку тока.

С какими неполадками приходиться иметь дело?

Часто встречающиеся проблемы

По аналитике, следующие неисправности встречаются чаще всего.

Автомобилисты считают настоящим врагом нормальной работы электроприборов скрутки, клеммы и спайке. Скрутки требуются обжимать качественно или вовсе избегать их наличия в автомашине. Тряска и вибрация доводят эти элементы до поломок. Лучше всего избегать нежелательных спаек, поскольку они окисляются при попадании влаги даже в минимальном количестве, вызывая короткие замыкания

Важно, чтобы клеммы были представлены качественного производства.
Приходится думать о неисправности генератора. В этом случае диагностика электрики авто – лучший выход. Аппаратура диагноста укажет на места поломки и пути их исправления

Генератор является источником питания, потому его обездвиживание приводит к дисфункции. В случае наличия неисправностей ток, идущий от генератора, увеличивается в разы, приводя к перезарядке батареи. Электролит выкипает и вскоре разрушается.
Неизбежны проблемы с аккумулятором. Работники сервиса отмечают распространенные случаи с коротким замыканием пластин батареи, нарушение герметичности аккумуляторных банок, химическое окисление клемм. Такие причины появляются из-за грубого нарушения эксплуатационных правил, несоблюдения сроков ТО и агрессивного вождения.

Аппаратура диагноста укажет на места поломки и пути их исправления. Генератор является источником питания, потому его обездвиживание приводит к дисфункции. В случае наличия неисправностей ток, идущий от генератора, увеличивается в разы, приводя к перезарядке батареи. Электролит выкипает и вскоре разрушается.
Неизбежны проблемы с аккумулятором. Работники сервиса отмечают распространенные случаи с коротким замыканием пластин батареи, нарушение герметичности аккумуляторных банок, химическое окисление клемм. Такие причины появляются из-за грубого нарушения эксплуатационных правил, несоблюдения сроков ТО и агрессивного вождения.

Постоянный ток

Вторым способом передачи электрического тока потребителю, является постоянный ток. Подобный ток является выпрямленным. Он встречается в аккумуляторах, батарейках, зарядных устройствах. Такой ток и сейчас подается потребителям некоторых стран, но в очень малых количествах. Его вырабатывают солнечные батареи. Постоянный ток можно подавать по действующим ЛЭП и подземным кабелям. Плюсы такой передачи, следующие:

С расстоянием нет потери мощности. Не придется завышать напряжение на электростанции.
Статическая устойчивость не оказывает влияния на передачу и распределение.
Не требуется настраивать частотную синхронизацию.
Напряжение можно передать всего по одной линии с одним контактным проводом.
Нет влияния электромагнитного излучения.
Минимальная реактивная мощность.

Постоянный ток для потребителя не подается только по причине огромной себестоимости оборудования для электростанций.

Проводимость электрического тока и процент завышения в начале передачи, во многом зависят от сопротивления самой ЛЭП. Снизить сопротивление, — а тем самым нагрузку — можно при помощи охлаждения до сверхнизкой температуры. Это помогло бы увеличить расстояние для передачи энергии и существенно снизить потери. Сегодня нет технологии занижения температуры линии электропередачи. Такая технология является крайне дорогой и требует больших изменений в конструкции. Но в регионах крайнего севера этот способ вполне работает и намного занижает процент передачи мощностей и потери от расстояния.

Электропровода

Электрические провода должны иметь сечения, соответствующие току, потребляемому подключенными приборами, причем падение напряжения, происходящее вследствие сопротивления электропроводов, должно быть минимальным.

В общем случае используют электропровода с медными жилами, площадь поперечного сечения которых равна 1—2,5 мм2. Провода с площадью сечения менее 1 мм2 применять не рекомендуется, так как они имеют недостаточную механическую прочность.

Большое количество электропроводов, большая разветвленность электросети автомобиля, а также требование простоты монтажа приводят к необходимости объединять отдельные электропровода определенных групп потребителей электроэнергии в пучки, например, для передней части автомобиля (фары, освещение отсека двигателя, звуковые сигналы), для электроснабжения салона (приборы, выключатели, замок зажигания) и для задней части автомобиля (габаритный огонь, стоп-сигнал, указатель поворота и фонари заднего хода или задние фары), которые соединяются между собой с помощью многоклеммовых штекеров. Это облегчает поиск неисправности. Полезным новшеством является введение в электросеть системы диагностики, разъем которой располагают в блоке реле и предохранителей, что позволяет проверить работоспособность важнейших агрегатов.

С недавнего времени прикладываются огромные усилия по упрощению бортовой электросети путем исключения отдельных электропроводов и введения центрального провода, используемого для мультиплексной (однопроводной) системы управления распределенными потребителями, аналогично тому, как это осуществляется в телефонной связи. Хотя эти разработки еще находятся в начальной стадии, однако они представляют определенный интерес, поскольку с их внедрением повысится надежность работы и, возможно, уменьшатся затраты. Это существенно упростило бы бортовую сеть автомобиля и привело бы к улучшению контроля и диагностики отказов отдельных приборов. В будущем это упрощение тем более необходимо, поскольку электронные приборы управления и контроля требуют развитой электрической сети, не зависимой от силовых цепей автомобиля.

ЛЭП

Тут стоит рассказать о том, какие сети используются для передачи электроэнергии. От электростанции до конечного потребителя электричество проходит не только через повышающий трансформатор и высоковольтные линии. Если посмотреть на современный город с высоты, можно заметить целый клубок проводов, образующий единую сеть.

Чтобы попасть к потребителю, с высоковольтных линий ток заново поступает в трансформатор, но на этот раз напряжение понижается. После чего он подается на распределительную сеть и расходится на промышленные предприятия, которые имеют свою подстанцию для получения нужного им напряжения, на городские подстанции, которые расформировывают электричество по магистральным кабелям и на районные подстанции.

Вам это будет интересно Щупы для мультиметра

Городская подстанция

От районных подстанций через линии электропередач электричество подается в частные, многоквартирные дома и объекты инфраструктуры. В спальных микрорайонах кабеля от подстанций в основном прокладывают под землей, откуда они выходят уже на щиток подъезда, который дальше распределяет ток на каждую розетку и лампочку в доме.

Силовой ящик многоэтажки

Электросхемы? – разберется даже школьник!

Встретив впервые принципиальную электрическую схему автомобиля, я понял, что принципы ее построения и обозначение на ней элементов – стандартизированы, и те элементы, которые присутствуют во всех автомобилях – обозначаются одинаково, независимо от производителя автомобиля. Достаточно один раз разобраться, как читать такие электросхемы, и вы с легкостью сможете понимать, что на ней изображено, даже если вы впервые видите конкретную схему от конкретного автомобиля и даже ни разу не лазили к нему под капот.

Графические обозначения элементов схемы могут слегка отличаться, к тому же бывают черно-белые варианты исполнения и цветные. Но буквенное обозначение везде одинаково. Помимо принципиальных электрических схем полезно иметь схемы, на которых обозначено физическое расположение (в пространстве) на кузове различных жгутов, разъемов и точек заземления – это поможет вам быстро отыскать их. Итак, давайте взглянем на примеры таких схем, а потом приступим к описанию их элементов.

Пример принципиальной электрической схемы автомобиля

На принципиальной схеме не указано физическое взаимное расположение элементов, а лишь показано, как эти элементы связаны друг с другом. Важно понимать, что если два элемента на такой схеме изображены рядом друг с другом – на самом кузове они могут быть совершенно в разных местах

Схематическое расположение электрических компонентов на кузове

Такая схема несет другой тип информации: трассировка кабельных кос и приблизительное расположение разъемов на кузове.

Трехмерная точная схема расположения электрических компонентов автомобиля

Встречаются и такие схемы, на которых уже точно показано, как и куда проходят кабельные трассы в кузове автомобиля, а также точки заземления.

Полярность

Электричество течет от батареи только в одном направлении, а некоторые компоненты работают, если «плюс» подключен к «плюсу», а «минус» к «минусу». Это касается всех полупроводниковых и индукционных элементов – катушки, стартер, генератор, диоды, транзисторы и пр.

Принятие такого одностороннего потока называется полярностью . На большинстве автомобилей отрицательная клемма аккумулятора заземлена, а положительная (+) отправляется в электрическую схему.

Это называется отрицательной заземленной системой, и при покупке электрического аксессуара (магнитола, например) всегда следует проверять подходит ли он для системы вашего автомобиля. Установка радио с неправильной полярностью повредит устройство, но большинство автомобильных радиоприемников имеют внешний переключатель для установки полярности в соответствии с характеристиками автомобиля. Перед установкой выберете правильную настройку.

Звуковые сигналы

Во всех странах предписана обязательная установка звукового сигнала, в большинстве стран действуют предписания по силе звука. Применение сигнальных устройств с различным чередованием тона для личных автомобилей в ФРГ запрещено. При размещении звуковых сигналов следует добиваться того, чтобы детали кузова не мешали распространению звука. Звуковые сигналы можно разместить за решеткой радиатора, где они в некоторой степени защищены от загрязнения и атмосферных осадков. Слышимость сигналов сильно зависит от скорости автомобиля. Существует два типа звуковых сигналов, которые отличаются по характеру звучания.

Мембрана рожкового сигнала имеет определенную основную частоту звука (примерно 400 Гц) и излучает в области высокого тона (примерно 1800—3500 Гц). Поэтому тон рожкового сигнала жесткий и одновременно пронизывающий. Для улучшения звучания рожки применяют гармонически согласованными (терция) парами. С помощью эластичной подвески следует предотвращать влияние, оказываемое на звук колебаниями кузовных деталей и их дребезжанием (исключение акустического и механического замыкания), в связи с этим свободное распространение звука имеет особое значение.

Фанфара (электропневматический рожок) имеет широкий частотный диапазон, так как в этом случае столб воздуха колеблется в трубе (спиралеобразно свернутой). Благодаря этому тон мягче и приятнее, но в противоположность общему мнению менее пронизывающий. Кроме того, фанфары не так чувствительны к виброзамыканию. Все звуковые сигналы (Приводятся в действие с помощью выключателя через реле, так как сильно зависят от напряжения и очень восприимчивы к плохому контакту.