Подключение массы на авто
Масса, и с чем ее едят.
Всем привет. Как обычно сначала начнем издалека. Эта запись не претендует на руководство к действию, на какой то мануал или еще что то подобное. Возможно где то что то есть уже подобное и не одно, однако мне не встречалось, и данная запись основана на наблюдениях, пробах и ошибках из личного и чужого опыта.
Речь о массе. Ну вот как раз о тех случаях когда говорят — «проверь массу» или, «дак у тебя масса не там подключена», «почисти клемму массы» и тд. Все эти разговоры имеют под собой вполне полноценное основание. В записи будет описана не вся суть вопроса, но ее большая часть — об активных потерях и помехах на соединениях. (не будет о выбросах с индуктивных нагрузок, о «плюсовой» стороне вопроса и тд. Что тоже существенно, но в общем виде описанном ниже вполне согласуется).
Виной всему закон Ома, ну то есть не виной, а основной причиной описывающей все это дело будет закон Ома. Кто не помнит или не знает, — он гласит (опять же в одной из формулировок), что падение напряжения на участке цепи сопротивление которого R, и при токе I протекающем через это сопротивление ®, равно произведению тока I на сопротивление R. То есть U=IxR. Например, на сопротивлении 1 Ом при токе 12 Ампер, протекающем через это сопротивление, падение напряжения (его даже можно будет замерить вольтметром, если подключить один щуп вольтметра к одному контакту резистора и второй щуп к другому контакту резистора), падения напряжения будет 1×12= 12 Вольт. Все просто. R это может быть какой-то участок где протекает ток, какая-то нагрузка, например лампочка подключенная одним контактом к «+», а вторым к «-» это тоже R. И если в разрыв поставить амперметр, то измерив ток, и зная что АКБ к которому подключена лампочка это 12 вольт. То можно найти сопротивление лампочки)
Далее, следующая часть. Кто сталкивался с автоэлектрикой, знает и видел что у каждого потребителя в бортовой сети автомобиля своя масса, у ламп в фарах, у вентилятора, у стартера и тд. Что то подключено напрямую к аккумулятору, что то на кузов и тд и тд. Каждое из этих соединений (так как мы в реальном мире) имеет свое соединение, каждый провод имеет свое сопротивление (по этой же причине провода на стартер очень толстые, так как у них низкое сопротивление, чтобы при протекании огромных стартерных токов не тратить драгоценные вольты и энергию на нагрев и потери в проводах), сам кузов тоже имеет сопротивление, и все эти сопротивления, по пути следования всех токов сходятся в точке источника электричества в автомобиле — генераторе и(или) аккумуляторе.
Сложнее дело обстоит с слаботочными цепями, с цепями датчиков, сенсоров, поплавков, реостатов и тд. Например, датчик положения дроссельной заслонки. В общем случае имеет три вывода + питания, минус питания (или масса) и сигнальный выход, на котором меняются показания в зависимости от положения дросселя. Чаще всего все три эти провода идут в блок управления двигателем. Электроника внутри ЭБУ двигателя отслеживает сигнал между минусом и плюсом, которые сам ему и выдает, так сказать ворота, между которыми может быть сигнал. Примерно та же картина на датчиках температуры, воздушного потока (ДМРВ), вращения коленвала, и чаще всего массы этих датчиков отделены в отдельную группу. Наверняка все видели кучу масс на большинстве блоков управления двигателем. У некоторых производителей этих масс даже по 6-8 штук! Зачем? Тем более что тестером все это прозванивается как КЗ?
Вот тут и выходит на сцену важная часть. Некая эквивалентная схема электрики в бортовой сети. В этой схеме есть — лампа передней фары (Front light), Мотор вентилятора (FAN), Стартер (Starter), Генератор (Alternator), датчик температуры (THW), датчик положения дросселя (TPS), Блок Управления двигателем (ECU), форсунки (inj).
И сопротивления. Наверное можно их назвать паразитные, хотя наверное корректнее — реальные сопротивления, сопротивления реальности), короче это — сопротивления проводов (Wire) это может показаться ерундой, но кто ездит с сабвуфером на 1 кВт знает толк в толщине, ну или кто возит прикуривательные зимние провода тоже. Затем сопротивления соединений — скруток, клеммников, сережек, мамок, точек крепления к массе — все тут. И сопротивление кузова (Chasis) — ток бежит через кузов к источнику, от плюса к минусу, через нагрузку, бежит далеко если он в багажнике а источник под капотом или близко если капот рядом. Также есть сопротивления возле генератора, а возле ЭБУ двигателя их три в данном случае (а бывает и больше), под каждый сегмент потребителей — датчики, силовая часть ЭБу, форсунки и тд. Красными стрелками указаны падения напряжений на реальных сопротивлениях.
Вот такая длинная прелюдия. А теперь действие.
Ставим в багажник усилитель на 1, нет лучше на 2 кВт и сабвуфер. 2 килоВатта при 12 вольтах это 170 Ампер, естественно это в пике. Это много. И вот тут закон Ома. Если сопротивление проводов от усилителя до сабвуфера будет, например 0,1 Ом, что даже почти не в состоянии замерить обычный тестер, мы получим 0,1*170= 17 вольт. То есть в пике усилитель просто ляжет спать. И не спасет ни конденсатор ни провода из китайской меди с позолоченными наконечниками. Нужно увеличивать сечение проводов, кидать и плюс и минус медью, зачищать соединения, ставить дополнительный АКБ ближе к усилителю, уменьшать сопротивление потерь, и как следствие — уменьшать падение напряжение(бесполезное) на соединениях. Причем зачастую потери эти тестером не увидеть. В пике нагрузки, а это доли секунды, напряжение просаживается и тут же возвращается обратно, на глаз не заметно, на звук заметно — искажения звука гарантированны.
Но это только начало. Второй акт второго акта). Слаботочный. Скажем есть задача — подключиться к датчику TPS, и при напряжении на нем выше 1,25 вольт, включать пищалку и лампочку — «не жми на педаль бензинама очень нехватает». Ок. Один провод подключаем к TPS а второй куда? «- На массу. Что за глупый вопрос!» И подключаем прямо на кузов (точка Е на схеме), старательно при этом зачистив будущее место от краски, поставив «серьгу» (крепеж для провода с ушком) и пропаяв все эти дела. Неправильно (ровно также как и подключать к массе ДВС (точка С), на генератор, на АКБ (точка В), на массу фары (точка А), и даже на массу передней правой двери). Почему так, — смотрим схему.
Рассмотрим случай подключения массы с минуса АКБ. Точка В. Тоже неверный вариант. Правда на схеме еще нет внутреннего сопротивления АКБ и генератора, они тоже вносят свои 5 копеек когда есть нешуточные токи. Вообщем если взять массу с минуса АКБ, ну или корректнее сказать в точке соединения минусов АКБ и генератора, так как до запуска основной источник тока это АКБ, после запуска — генератор. Итого в точке В, получаем схождение всех токов от всех нагрузок и соответственно сборище всевозможных импульсных помех. Что примерно равносильно всем вышеописанным случаям.
Масса которая на датчике положения дросселя(точка D) или группа масс слаботочных сигнальных датчиков, ( и это единственно верное место подключения), лишь относительно этой точки массы и сигнального провода мы увидим реальное положение вещей. Реальное напряжение на датчике.
Итого. Единственно верное место подключения массы для наблюдения слаботочных датчиков — это масса именно этих датчиков.
Очень надеюсь что эта информация будет полезной. И поможет многим сделать свою работу быстрее и с первого раза. И еще раз повторюсь — эта запись не претендует на руководство к действию, на какой то мануал или еще что то подобное. Возможно где то что то есть уже подобное и не одно, однако мне не встречалось, и данная запись основана на наблюдениях, пробах и ошибках из личного и чужого опыта.
Установка выключателя массы и немного расминусовки
Результаты показали, что потери составляют от 0,3 до 0,9 вольт, что вроде и терпимо, но для низковольтной системы многовато. Максимальная потеря была между кузовом и генератором, минимальная до аккумулятора.
Решил соединить следующие точки: два места на двигателе: штатное и поближе к стартеру, кузов в штатном месте, аккумулятор и корпус генератора. Состояние штатных мест подключения было не очень — места соединения окисленные и грязные, думаю просто зачистив их я бы уже намного улучшил ситуацию.
Для выполнения доработки обзавелся следующим: выключатель массы — купил давно, сейчас стоит 170 рублей, 3 метра провода ПВ-3 25мм по 178 руб/метр, наконечники — 7 шт. цены не помню, клеммы для аккумулятора «японские» откуда такое название не понятно — 100 руб., медную пластинку и термоусадку нашел в старых запасах.
Рассверлил отверстия в выключателе и вырезал пластинку, кстати отверстия и в наконечниках 8 мм, и шпильки подключения на авто 8 мм, видимо оптимум для данного сечения провода.
Место установки, оно-же дополнительное место подключения выбрал около стартера, туда и доступ как-раз удобный, а в данной записи www.drive2.ru/l/7885806/ у человека часть проблем перенос массы в это место решило.
Наконечники решил припаять — лучший контакт обеспечит только сварка. Сначала пытался сделать 200Вт паяльником в гараже ничего не получилось может из-за холода, пришлось делать дома на плите.
Обесточить борт: зачем нужен выключатель массы и можно ли его поставить на современное авто
Дисклеймер. Автор отнюдь не является ретроградом и не пытается «приделать клавиатуру печатной машинки к планшету». Однако решения прежних десятилетий, оказывается, в определённых условиях вполне имеют право на жизнь.
Электрооборудование современных автомобилей насыщено различными «умными» блоками, на которые возложены десятки функций комфорта и безопасности. Однако кое в чем электрика нынешних машин недалеко ушла от автомобилей полувековой давности – к примеру, напряжение в бортсети по-прежнему составляет 12 Вольт, «хранительницей жизни» во многих случаях остаётся свинцово-кислотная батарея (не так давно мы объясняли, почему их не меняют ли литий-ионные), «минус» располагается на корпусе, а проблема утечек тока со значительным увеличением количества потребителей стала еще более актуальной. И сегодня мы будем выяснять, что такое выключатель «массы», нужен ли он вообще в современном автомобиле и в каких случаях его использование допустимо и даже желательно.
Немного истории
Еще в середине прошлого века своеобразным стандартом автомобильного электрооборудования стала однопроводная схема, при которой вторую часть цепи составлял кузов и соединенные с ним агрегаты (например, двигатель). При этом с кузовом напрямую соединялась минусовая клемма АКБ – без учета автомобилей вроде ГАЗ М-21 первых выпусков, где на корпусе был «плюс», а не «минус».
Электрооборудование тех лет было не очень совершенным: напряжение в бортсети откровенно «гуляло», что приводило к пере- или недозаряду аккумулятора, а нарушение целостности изоляции вызывало заметные утечки тока. И чем старше был автомобиль и в более сложных условиях эксплуатировался, тем более явно выраженными становились эти процессы. Именно по этой причине многие шофёры предпочитали при любой мало-мальски длительной стоянке «отключать массу».
Не мудрствуя лукаво, делали они это простым способом – отсоединением клеммы. Ведь быстрый разряд АКБ был не самой большой проблемой – из-за поврежденной изоляции проводка могла просто «коротнуть» – а там и до возгорания недалеко. Такие случаи в шестидесятые годы были не редкостью, поэтому «под напряжением» машину надолго старались не оставлять. Вдобавок и сами батареи были не слишком «продвинутыми», поэтому не редкостью было и такое явление, как саморазряд аккумулятора – особенно если он уже прослужил 2-3 года. Усугублять ситуацию дополнительным разрядом означало гарантированно вывести АКБ из строя уже через пару лет.
Уже в то время в профильных изданиях вроде «досаафовского» журнала «За Рулём» можно было встретить описание такого устройства, как выключатель (или размыкатель, как тогда говорили) массы – к примеру, ВК-318, который в середине шестидесятых выпускал Старооскольский завод АТА.
Уже в 1967 году в «За Рулем» достаточно обстоятельно разобрались с темой, хоть и с оговорками, но не потерявшей актуальности и в наше время!
Он выполнял сразу несколько функций, ведь кроме сохранности батареи и «противопожарности», обесточивание бортсети позволяло относить выключатель к противоугонным устройствам. Конечно, опытный злоумышленник мог легко найти выключатель в капоте или вычислить по проводам его скрытую установку, но на всё требовалось время.
Впоследствии советская промышленность освоила производство нескольких разновидностей механических выключателей. Так, в восьмидесятые годы Киевский завод «Геофизприбор» выпускал выключатель ВМ-4 стоимостью 4 руб. 50 коп., в котором коммутация осуществлялась с помощью пластикового ключа флажкового типа. Такие выключатели выпускались десятками тысяч штук в год, и их можно было встретить под капотом многих Жигулей и Москвичей – устанавливали их, разумеется, сами владельцы, купив изделие в автомагазине.
Существовали и более продвинутые варианты электромагнитных выключателей с дистанционным управлением, где тумблер располагался в салоне и мог устанавливаться в любое удобное (и незаметное) место.
Подобные выключатели являются штатным оборудованием многих российских автобусов и грузовиков
Однако выключатель с реле потреблял ток, поэтому надолго оставлять машину на стоянке с включенной «массой» было нежелательно, в то время как простой механический выключатель с точки зрения энергопотребления был абсолютно пассивным.
К слову, на военной технике (в том числе и на легковых автомобилях вроде ГАЗ-69 и УАЗах) выключатель массы ВК-318Б был стандартным оборудованием, которое по требованию заказчика устанавливали еще на заводе.
Как это работает
Принцип действия любого выключателя прост и очевиден независимо от того, каким способом реализована коммутация. Он устанавливается в разрыв между минусовой клеммой аккумулятора и «массой» (или массами – например, кузова, силового агрегата и потребителей, подключенных к АКБ напрямую).
Коммутация на минусовой клемме Лады Самары: масса кузова (2), основной (силовой) минус (1) и прямой минусовый провод нештатной аудосистемы (3)
При нажатии на кнопку (включении тумблера, повороте флажкового ключа и т. д.) образуется обычная электрическая цепь – то есть, сам выключатель в этот момент бездействует и ток проходит напрямую. При выключении происходит размыкание контактов или разрыв цепи – соответственно, обесточивается и вся бортовая сеть автомобиля.
Почему же обесточивают именно «массу», то есть минусовую клемму? По соображениям безопасности – ведь в отличие от «плюса» она не находится под потенциалом. Иными словами, замыкание «массы на массу» ни к чему не приведёт, а вот «подвешенный» в воздухе плюс опасен тем, что при контакте с «минусом» произойдет короткое замыкание или даже пожар.
Невзирая на простоту конструкции и непритязательность внешнего вида, советские выключатели были достаточно надёжными. Пример из жизни: уже упомянутый выключатель ВМ-4 был установлен на Жигули тринадцатой модели в 1984 году, после чего успешно эксплуатировался вместе с машиной до 1995-го, когда был снят и переставлен на другой автомобиль (ВАЗ-2108), где и прослужил до 2007 года, а затем был продан вместе с «восьмеркой».
В наше время в продаже можно встретить «два в одном» – то есть выключатель массы, который при этом одновременно является и минусовой клеммой!
Клемма-выключатель (второе фото) устанавливается на место штатной, не требуя никаких вмешательств в проводку
При всей необычности концепции работает он по тому же принципу, что и любой механический выключатель, только для размыкания цепи нужно не нажимать кнопку или тумблер, а вращать против часовой стрелки специальный барашек, расположенный прямо на клемме. При этом резьбовая часть «барашка» разжимает две пластины, из-за чего контакт пропадает и цепь обесточивается.
Нужен или нет?
Не будем забывать, что мы живём в ХХI веке. Прошло уже два десятилетия, как из-под капота всех новых автомобилей, включая отечественные, исчез такой рудимент, как карбюратор в системе питания, который как раз и позволял безболезненное отключение массы. Ведь после того как вопросами искро- и смесеобразования стал заведовать электронный блок с микропроцессором, отключение АКБ хоть и осталось допустимым в «аварийных» случаях (например, для замены батареи), но стало крайне нежелательным. Ведь блоки с микросхемами и очень малыми рабочими токами очень чувствительны к броскам и перепадам напряжения, поэтому каждое такое «нештатное» отключение теоретически чревато выходом ЭБУ из строя. Вдобавок «обнуление» питания приводит к тому, что из перезаписываемой памяти блока стирается «адаптированная программа», а для записи новой требуется некоторое время. Поэтому в первые километры ЭБУ будет работать по «усредненной» программе, записанной в постоянную память. Именно поэтому подавляющее большинство производителей не рекомендует отключать питание батареи «просто так». Да и многие охранные сигнализации этого не любят, воспринимая падение напряжение как попытку взлома или угона автомобиля.
Для борьбы с утечками тока автопроизводители давно придумали своё решение – специальные электронные блоки (ВСМ), благодаря которым через некоторое время после отсутствия активности в бортсети штатная электроника просто «засыпает», а потребление энергии на борту становится минимальным. Чтобы машина «проснулась», нужно как минимум открыть дверь, а во многих случаях потребуется и ключ зажигания, без которого «музыка» и другие функции после длительной стоянки не заработают.
Однако мы как-то разбирались, что утечки тока на борту – не такое уж экзотичное явление, которое грозит как минимум разрядом аккумулятора в неподходящий момент. Ну а несколько глубоких «посадок» АКБ могут привести к заметному падению её фактической ёмкости, что чревато снижением срока службы аккумулятора в 2-3 раза. Особенно боятся этого кальциевые батареи (Са-Са), которые чувствительны к отклонениям напряжения в бортсети, а его падение на клеммах АКБ до 7-8В практически гарантированно приводит к клинической смерти аккумулятора.
На автомобилях с насыщенной сервисной электроникой постоянное потребление может достигать 70-100 мА, поэтому многие производители даже ставят специальный дополнительный аккумулятор малой ёмкости, а основную батарею используют в качестве стартерной. Но и на относительно простых машинах с минимум «наворотов» потребители могут «съедать» до 50 мА (обычно – 30-40 мА).
Такая цифра на дисплее мультиметра должна не пугать, а радовать!
И это не только (и не столько) ЭБУ, а дополнительные нештатные устройства – например, магнитола, сигнализация, навигатор, антирадар и т.д. Не секрет, что многие установщики пренебрегают рекомендациями производителей головных устройств и подключают оба их плюса напрямую, чтобы магнитола работала и без ключа зажигания. Однако потребление энергии при такой коммутации увеличивается на порядок, ведь производитель не зря предусмотрел дополнительный «плюс» для режима standby, при котором магнитола сохраняет в памяти настройки часов, тембров, эквалайзера и т. д., но при этом потребляет минимум энергии.
Есть и более прозаичная причина, по которой в бортсети может появиться «лев», пожирающий АКБ. Например, из-за сгнившей проводки или неисправности блока он «не уходит в спячку», а бодрствование электроники обойдется владельцу дорого во всех смыслах. Происходить это может, к примеру, из-за окислившихся дверных ручек бесключевого доступа, залитого водой одного из многочисленных блоков в салоне из-за нечищеных стоков и по многим другим причинам, приводящим к некорректной работе электроники. Это особенно характерно для «навороченных», но старых автомобилей вроде Mercedes S-класса (W220) или «авоськи» (Audi A8) того же периода. «Любят» своих владельцев и Туареги первых лет выпуска, да и многие другие совершеннолетние машины с развитой бортовой сетью. Теоретически опытный электрик может устранить такую неисправность, но замена блока или реставрация проводки нередко может вылиться в сумму, сравнимую со стоимостью самого автомобиля!
Для выхода из сложившейся ситуации многие «счастливые» обладатели подобного «некропремиума» поступают точно так же, как их отцы и деды со своими москвичами и «двадцать первыми» Волгами – снимают клемму АКБ.
Однако даже если откинуть негативные факторы, связанные с обнулением памяти в ЭБУ и остальных блоках, подобное отключение приводит к неизбежному расшатыванию клемм автомобиля и выводов батареи. А ведь на многих современных машинах клеммы выполнены не из латуни или свинца, а просто отштампованы из довольно тонкого металла.
Такую клемму нельзя постоянно снимать и ставить
После десятка-другого таких манипуляций клеммы деформируются и принимают довольно жалкий вид. Хуже другое: деформированная клемма не обеспечивает надёжного контакта, а значит, в этом месте возникает переходное сопротивление. По этой причине в случае, если возникает регулярная необходимость в обесточивании бортсети, нужно приобрести и установить выключатель массы. Кстати, необходимость в нём может возникнуть не только из-за технической неисправности или нештатных потребителей – к примеру, машина выходного дня эксплуатируется крайне нерегулярно или только в определённый сезон. Или просто батарея старая и её фактическая ёмкость куда меньше номинальной. Во всех этих случаях выключение массы позволит убрать такой фактор, как разряд батареи бортовыми потребителями. А вот внутреннего саморазряда батареи не стоит бояться – если она чистая, исправная и заряженная, то может храниться без внимания со стороны владельца до 6 месяцев.
Рекомендации по установке
Как говорит мэр Киева Виталий Кличко, перед тем, как установить выключатель массы, его нужно купить. Существует несколько вариантов – от «трушных» советских изделий, встречающихся в интернет-магазинах и онлайн торговых площадках как в виде «бэу», так и в состоянии «как вчера из магазина», до более современных конструкций, включая упоминавшиеся выше электромагнитные выключатели или клемму-размыкатель.
Нужно помнить, что любое вмешательство в бортовую сеть само по себе плохо, а здесь речь идёт о силовой цепи, где постоянно проходят большие токи – десятки, а то и сотни ампер. Отсюда и очень высокие требования к монтажу проводки и качеству самого выключателя. Необходимо также учитывать, что далеко не в каждом автомобиле в непосредственной близости от АКБ найдётся достаточно места, чтобы разместить размыкатель – особенно, если речь идёт о советских изделиях вроде ВМ-4. А тянуть проводку куда-то на моторный щит означает оставить незащищенным определённый её участок, что не очень хорошо.
И в любом случае нештатная проводка связана с самодельной заделкой клеммных наконечников и обжимом проводов. Для этого нужны не только навыки, но и специальное оборудование (к примеру, гидравлические клещи), которое есть далеко не у каждого электрика. Словом, с электрооборудованием и проводами шутки плохи, а некачественная установка может привести не только к пропаданию контакта, но и к короткому замыканию и даже возгоранию проводки. В связи с этим «клемма-выключатель» выглядит особенно привлекательной, ведь она просто надевается вместо штатной на минусовый вывод батареи, а уже к её коническому выводу на торце подсоединяется заводская клемма автомобиля. Единственный вопрос – качество материалов.
В случае, если к выводам батареи подходит несколько минусов, придется разрывать их все. Однако между выключателем и АКБ должен быть всего один минусовой провод, который и будет разрываться при нажатии на кнопку. А все остальные минусы нужно коммутировать уже после выключателя, а не подсоединять их к аккумулятору напрямую.
Ну и перед тем, как устанавливать «массу» на относительно современный автомобиль с ЭБУ, нужно еще раз тщательно взвесить все «за» и «против», прикинув, стоит ли овчинка выделки. Может, проще ездить почаще или просто починить электрооборудование?
А вот на старых карбюраторных автомобилях, использующихся от случая к случаю не в качестве утилитарных транспортных средств, а, что называется, для души, выключатель массы уместен, допустим и даже желателен.