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 взятия массы с кузова. Напряжение на датчике TPS меняется между массой этого датчика и его плюсом. Соответственно взяв сигнал с сигнального провода, а массу откуда попало что мы имеем — путь тока от «вашей точки массы на кузове» пойдет через сопротивление соединения, сопротивление кузова, сопротивление соединений и проводов этих же цепей на ЭБУ. То есть пути явно различаются. Если сравнить с походом в магазин то один путь прямой, а второй в обход, через соседнюю область. Ну по идее это ерунда, цепь слаботочная токи там ноль ноль дым и никто не заметит. Это верно. Но вот если на пути «вашей точки массы на кузове» окажется путь протекания тока от вентилятора (а еще лучше сабвуфера на 2 кВт), от ламп ближнего света, ламп задних стоп сигналов, форсунок и тд, а он обязательно окажется там, так как току просто негде протекать, путь у него известен, от источника к потребителю, через кузов. Так вот когда появится какой-то мощный ток, в этой точке будет уже совсем не масса. А если там окажется что то ШИМ регулируемое, то будет еще интереснее. В итоге в этой точке, в данном случае это точка Е на схеме, мы будем иметь постоянно изменяющееся напряжение( вспоминаем про закон Ома), зависящее от протекания токов от силовых, импульсных потребителей. То есть грубо говоря, если взять и затормозить мгновение, взять осциллограф и крокодил массы подключить к массе датчика положения дросселя, а щупом встать в псевдомассу в точке Е, мы там увидим какое то напряжение (тут конечно надо вспомнить про дядьку Кирхгофа, но чтобы не перегружать наукой просто будем знать что он в теме)), и напряжение в этой точке может быть вполне внушительным, таким что 1.25 вольт с дросселя просто потеряются. А через мгновение когда потребители отключаться — там будет масса. В итоге, на нужном нам сигнальном проводе — получаем ерунду.
Рассмотрим случай подключения массы, скажем, с толстенького провода от фары(Точка А), провод мощный. А значит и масса хорошая! Неверно . В принципе, взяв такую массу, получаем предыдущий пункт, плюс целенаправленно и явно будет ненастоящая масса при включении лампы фары. Тем сильнее, чем хуже там соединения и жиже провод. А если там ксенон…ухх. Толстый провод это хорошо только для того кому он предназначен — фаре, моторчику, вентилятору.
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.
Что такое «масса» в электротехнике? Например, в автомобиле «масса» — это корпус автомобиля.
В устройствах чтоб везде не тянуть двухпроводные линии и уменьшить взаимные наводки, роль второго провода питающих и сигнальных цепей выполняет токопролводящая масса. Обычно с ней соединяется минусовой питающий провод.
Вот тебе пример усилителя. Второй вариант с массой.
 |
корпус электроприбора работающего на постоянном токе. в электротехнике это минусовая шина, полоса, дорожка платы
Масса в автомобиле это то, что остаётся после того, как сгорели шины и бензин, то есть то, что можно сдать в металлолом по весу.
В электротехнике — то же самое, шины сгорели, но масса осталась. Разница лишь в том, что цветной металл дороже по весу.
Александр НикитинУченик (235) 7 лет назад
что за бред?
Минусовой провод соединенный к металлическому корпусу
Для понимания нужно всего лишь вернуться на 100 лет назад и вспомнить, что все радиоаппараты и электрооборудование собирались на металлических основаниях-на корпусах. Раньше не было другого выхода, Вот эти корпуса и использовались в качестве второго провода для питания-для «массы».Корпуса со временем исчезли, а вот термин остался-очень удобная штука оказалась.
Пропала «масса» на автомобиле: что это значит, и как это устранить?
«Пропала «масса!» – именно это заклинание мы чаще всего слышим при обращении к автоэлектрикам с какими-либо неисправностями в электрооборудовании машины. Что полезно знать о «массе» в автомобиле, и как своими руками поправить дело при ее исчезновении?
Два провода или один?
Д ля подключения полезной нагрузки к источнику электропитания требуются два провода – об этом знает даже школьник (хотя Никола Тесла считал иначе…). Самый очевидный пример, вполне возможно, находящийся сейчас прямо рядом с вами – настольная лампа, включенная в розетку. Примерно так же включались и немногочисленные потребители электроэнергии на первых автомобилях конца XIX – начала XX веков. Схема простая, надежная и вполне жизнеспособная.
Однако как только выпуск автомобилей стал хоть сколько-либо массовым, коммерческая мысль промышленников тут же пошла в направлении экономии и оптимизации, и количество проводов в машине разом сократилось вдвое – в качестве одного из проводов стала использоваться металлическая масса кузова – в просторечии та самая «масса».
На донельзя упрощенной, но вполне наглядной вышеприведенной картинке справа изображена современная схема электрооборудования автомобилей – когда «массой» является минусовой провод бортовой сети. Однако так было не всегда… Приблизительно до 50-х годов ХХ века автопроизводители использовали в качестве «массы» как минус, так и плюс.
Стандарты в автопроме тогда еще не устоялись, а с электротехнической точки зрения не было совершенно никакой разницы, пускать по кузову плюс или минус. Однако к середине века наблюдения выявили более заметное коррозионное разрушение кузовов тех автомобилей, в которых «массой» был именно плюс! Выяснилось, что в этом случае интенсивнее развивается электрохимическая коррозия, обусловленная направлением движения электронов в электрической цепи — от плюса к минусу. В итоге от плюсовой «массы» повсеместно отказались в пользу минусовой – тем более что это не требовало ни малейших дополнительных вложений в производство.
Замена плюса на минус
Среди моделей отечественного автопрома плюс на «массе» встречался у Победы, у Москвичей 401-402 и более ранних, у первого выпуска «21-й» Волги (с 1960 года систему электрооборудования ГАЗ-21 поменяли на традиционную для наших дней). Автомобиль в СССР был товаром сверхдлительного использования, передаваясь из поколения в поколение десятилетиями, и после того как стало известно о вредоносном влиянии плюсовой «массы», изрядное количество владельцев старых Москвичей, Побед и Волг взялось самостоятельно переделывать полярность в электросистеме своих авто. Тем более что в литературе для автомобилистов того времени было немало советов и рекомендаций по такому апгрейду.
В принципе, рукастый автолюбитель справлялся с работой по переделке за один день. Помимо банальной смены клемм на аккумуляторе требовалось поменять полярность у амперметра указателя зарядки на приборной панели и немножко поковыряться с паяльником в радиоприемниках моделей А-8, А-9 и А-12, с плюсом на корпусе. Самым сложным была переполюсовка генератора, а вот моторчики печки и дворников и стартер, в которых не было постоянных магнитов, работали при изменении полярности точно так же и в доработках не нуждались.
Сегодня же, как ни странно, наблюдается обратная эволюция! Владельцы редких и восстановленных ГАЗ-21 первой серии и Побед в борьбе за полную аутентичность возвращают автомобилям изначальную конфигурацию электрооборудования, измененную когда-то прежними хозяевами. Усиливающаяся коррозия их уже не беспокоит, поскольку такие машины обычно не используются «на повседневку», 99% времени стоят с отключенной батареей и выезжают лишь несколько раз в год на автофестивали и ретропробеги.
«Аналог» и «цифра» – «масса» нужна всем!
Сегодня во многих авто применяется управление электрикой и электроникой по цифровой шине данных. Это дает огромную гибкость в управлении многочисленной электроникой, а также экономию меди – последнее, к слову, вторично.
На простейшем примере это выглядит так. В традиционной электросхеме к многочисленным лампочкам задних фонарей идет через весь кузов как минимум 5 плюсовых проводов — стоп-сигнал, два поворотника, габариты и задний ход (минусовым, разумеется, является кузовная «масса»). В цифровой же конфигурации плюсовой провод – всего один, и еще один тонкий – цифровая шина. По ней блок управления, расположенный непосредственно возле задних фонарей, получает команды и раздает «плюс» тем лампам, которым он в данный момент требуется.
Однако, несмотря на такое изменение концепции электрооборудования, роль «массы», разумеется, не исчезает – наоборот, она даже заметно возрастает! Ибо цифровые блоки управления гораздо чувствительнее к ухудшению контакта с «массой», нежели грубые и «неумные» лампочки и моторчики исполнительных устройств, которые раньше получали питание по простым «аналоговым» плюсовым проводам.
В поисках «массы»
«Пропала масса!» — едва ли не самая любимая мантра автомобильных электриков, поминаемая ими и по делу, и всуе… Слыша это многократно, многие автовладельцы, помнящие как минимум электротехнику по школьной физике, задумываются – кстати, а почему почти всегда теряется именно минусовая «масса», а не плюс? Ведь, казалось бы, они равнозначно необходимы для подвода тока к потребителю…
Ответ тут прост. В силу того, что общий массовый провод, коим является кузов, открыт атмосферной влаге и склонен к коррозии, элементы и модули электрики электроники автомобиля часто лишаются именно минуса или получают его через повышенное сопротивление ржавого и окислившегося контакта. Контакт в плюсовых проводах тоже порой теряется, но, поскольку в них почти не используется склонная к ржавлению сталь, происходит потеря контакта в разы реже, чем в случае с минусом…
В принципе, процедура поиска и восстановления плохого контакта в точках подключения к «массе» несложна и доступна большинству автовладельцев, практикующих самостоятельное обслуживание личного авто. Большинство контактных точек под капотом нетрудно обнаружить вдумчивым разглядыванием. В салоне и багажнике несколько сложнее – немало точек «массы» прячутся под торпедо и обшивками. Но и они конечном счете обнаружимы.
Обычно точки подключения электропроводки к «массе» представляют собой резьбовые шпильки, приваренные к кузову, или резьбовые закладные гайки. Так или иначе, ржавая и окисленная точка «массы» должна быть развинчена гаечным ключом, наконечники проводов, площадка вокруг шпильки, шайбы и гайка зачищены наждачкой, для предупреждения попадания влаги смазаны специальной аэрозольной смазкой для электроконтактов (или, в крайнем случае, консистентными смазками типа Литол-24 или графитки) и собраны в обратном порядке.
Особенно стоит отметить важность так называемых «корончатых» шайб, которые по науке именуются «шайбы стопорные с наружными зубьями» (они же иногда бывают интегрированы в кабельные наконечники). Эта мелкая и, на первый взгляд, не заслуживающая внимания ерундовина крайне важна для обеспечения качественного контакта в точках «массы»!
Дело в том, что кузов на заводе красится в полностью собранном виде – после окраски на нем уже ничего не сверлят и не варят. Соответственно, все резьбовые шпильки, являющиеся точками контакта с «массой», а также места вокруг них оказываются покрытыми краской, которая не проводит электрический ток. Поэтому под кабельный наконечник, надеваемый на шпильку, подкладывается специальная зубчатая шайба – она точечно нарушает изоляцию краски и обеспечивает суммарную большую площадь контакта без риска разрастания ржавого пятна вокруг шпильки со временем. Отсутствие таких шайб – недопустимо, замена их на обычные плоские или гроверные – тоже. Плюс нужно знать, что они, по-хорошему, одноразовые. Однако часто после кузовного ремонта сборщики эти шайбы забывают или игнорируют.
Бывают и курьезные случаи – к примеру, на продукции АвтоВАЗа лет несколько назад владельцы отмечали массовую (вот уж каламбур) проблему плохого контакта в точках массы из-за применения на заводском конвейере странных корончатых шайб, покрытых плохо проводящим ток черным анодированием.
К слову, применять эти шайбы бездумно и лепить их повсюду не стоит! К примеру, плюсовой контакт стартера в них совершенно не нуждается – там гораздо полезнее будут две обычные плоские шайбы и гровер.
Забавно, но порой в поисках «массы» доходят до изрядных крайностей. Отдельная история – так называемая «разминусовка». Сия процедура представляет собой ручное изготовление целого вороха толстенных проводов с клеммами под болт на концах и соединение ими с «массой» и непосредственно с минусовой клеммой аккумулятора под капотом всего того, что уже и так с ними соединено – двигателя, стартера, КПП и прочего.
На самом деле процедура это совершенно безобидная, невредная и даже порой полезная. Изначально она использовалась как метод ремонта и профилактики электрики в немолодых авто, где сложно диагностировать проблемы с «массой». Поэтому вместо замены всей проводки целиком просто пробрасывали качественную дублирующую «массу» везде, где только можно. В результате удавалось устранять трудные «плавающие» проблемы и глюки электрооборудования малой кровью.
Однако впоследствии «разминусовка» превратилась из метода упрощенного ремонта в странноватое «полутюнинговое» мероприятие… Немыслимой толщины провода упаковываются в красивую декоративную изоляцию «а-ля змеиная кожа» и используются фактически для украшения подкапотного пространства. Хотя и с изначальным посылом улучшения стабильности работы двигателя и прочей электроники.
Что такое масса и как ее проверить?
О том, что для работы любого электрического прибора нужно одновременно подать на него как плюсовой, так и минусовой заряд, мы узнаем еще в школе, на уроках физики. Эти знания пригождаются и во взрослой жизни, при покупке машины, ведь электрооборудование в автомобиле ничем не отличается. Получается, что к каждому потребителю от аккумулятора должно тянуться два провода? До середины XX века машины так и делали, а потом додумались до того, чтобы в качестве проводника использовать кузов. Так появилось понятие «масса», а именно ток, заряженный отрицательными частицами и передающийся через металлический кузов.
Наверное, сразу стоит сказать, почему по кузову «идет» именно «минус», а не «плюс». К такой идее пришли не сразу, многие машины в середине прошлого века имели «плюс» на кузове, а приборы управлялись минусовыми проводами. Для окружающих это было безопасно, ведь ток в автомобильной системе очень небольшой и не может причинить вред, но оказалось, что положительно заряженный кузов существенно быстрее подвергается коррозии, кроме того, из-за него быстро разряжается аккумулятор (ток уходит в землю через резиновые колеса), поэтому на кузов в современных машинах подается именно «минус».
Как работает «минус»
Как это выглядит? От минусовой клеммы аккумулятора идет довольно толстый провод, который прикручивается к кузову. Около потребителей к металлическим частям тоже прикручен небольшой провод, который питает прибор. Особенно наглядно экономия такой системы видна на примере задних фонарей, к ним не нужно тянуть отдельный провод из-под капота, а можно просто подцепиться к любому участку заднего крыла. Кузов настолько хорошо проводит ток, что стоит подключить аккумулятор, так «минус» сразу распространится по всем металлическим частям, соединенным друг с другом.
Простота устройства дает ложное чувство, что с «массой» ничего не может случиться, но на самом деле проблем с ней даже больше чем с плюсовыми проводами. Ведь провода обычно хорошо защищены, да и прокладывают их в наиболее безопасных местах, а минусовая часть ничем не прикрыта от атмосферы, кроме того у нее есть слабые места, а именно точки крепления проводов к кузову.
У разных моделей реализация может немного отличаться, но обычно в кузов вкручивается болт или приваривается шпилька, на которую гайкой крепится минусовой провод. В подавляющем большинстве случаев такое соединение ничем не защищено, со временем оно начинает подвергаться коррозии или забивается грязью. Тогда и появляются проблемы. «Минус» на электроприборе может совсем пропасть (тогда прибор, конечно, работать не будет), но куда чаще проблема проявляется в плохом контакте, что приводит к неправильной работе потребителей. Задние фонари могут включаться невпопад (в народе эту популярную неисправность прозвали светомузыкой), стартер вроде и работать, но не развивать достаточную мощность для пуска мотора, а аккумулятор плохо заряжаться даже при полностью исправном генераторе. И так далее, это самые типовые примеры проблем из-за плохого «минуса», но сюрпризы могут быть самые разнообразные.
Как проверить и «лечить» «массу»
Логично, что при проблемах с электрикой, проверка «массы» обязательный этап поиска неисправности. Сделать это можно с помощью мультиметра. Прибор устанавливается в режим вольтметра, один щуп идет к минусовой клемме аккумулятора, второй можно прикладывать к корпусу двигателя, коробки, стартера, генератора, кузов, в общем, куда хватит длины провода. Единственное, для второго щупа нужно выбирать чистую и неокрашенную поверхность. Замер нужно делать на заведенном авто или хотя бы при включенном зажигании и горящих фарах. Допустимым считается падение напряжение максимум 0,1 В. Если значение выше, то нужно искать причину.
Поиск плохого контакта это самое неприятное в проблемах с «массой» — необходимо руками проверить все провода и соединения. Откручивать болты, чистить, смазывать. Бывают проблемы и с минусовыми проводами, в них потери случаются от коррозии или старости, но все-таки обычно плохая «масса» — это слабый физический контакт, который нужно найти и восстановить.
Когда нет времени или желания заниматься поиском, есть и альтернативный вариант ремонта – пробросить дополнительный минусовой провод от аккумулятора до конкретного потребителя. Решение, конечно, «колхозное», но рабочее, особенно когда нет времени долго искать место утечки или проблема настигла в пути.
В целом, минусовая часть электрической системы автомобиля — вещь очень простая и понятная. Формально она даже не требует никакого обслуживания, но многие водители со стажем предпочитают периодически откручивать, зачищать и смазывать наиболее важные места подключения к «массе». Лишним точно не будет, особенно на пожилых автомобилях.