Ты меня уважаешь?

ТЕХНИКА

/ТЕХНОЛОГИИ

ТЫ МЕНЯ УВАЖАЕШЬ?

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ КОМПОНЕНТОВ АВТОМОБИЛЯ

ТЕКСТ / ОЛЕГ МИХЕЕВ, СЕРГЕЙ МИШИН, АВТОВАЗ

Включая электробритву, пылесос или кофемолку, каждый наверняка обращал внимание, что по "картинке" на экране телевизора вдруг побежала рябь, сопровождаемая хрипом из динамиков. "Помехи", - обычно говорят в таких случаях. Действительно, любой электрический или электронный прибор при работе излучает электромагнитные волны. Их-то и ловит телевизионная антенна, а телеприемник делает видимыми и слышимыми. А сколько таких волн, генерируемых силами природы и человеческой деятельностью, остается за кадром! Грозовой разряд и магнитные бури, электростанции и линии электропередач, электромоторы и сотовые телефоны - список огромен. Чем больше таких устройств, тем сложнее им ужиться вместе. Ведь они воздействуют друг на друга, "засоряют" окружающую среду, а иногда к тому же небезвредны для нашего здоровья.

Особенно сложно приходится электронике. "Просим отключить сотовые телефоны на период взлета самолета и набора высоты!" - такой фразе стюардессы уже никто не удивляется. Ведь сигнал, излучаемый мобильником, может организовать сбой в электронной бортовой системе самолета. Аналогичная ситуация и в автомобиле, причем осложнения нарастают тем интенсивнее, чем больше в нем электроники.

Сбои в работе компьютера, управляющего впрыском, отопителем, подушкой безопасности, антиблокировочной системой тормозов и др., могут привести к отказу или, наоборот, к срабатыванию той или иной системы в самый неподходящий момент. А ведь спровоцировать этот сбой, как мы знаем, способен любой электромагнитный импульс - от звонка сотового телефона и радара инспектора ДПС до проезда под проводами ЛЭП и грозового разряда. Да что молния - порой хватит статического электричества, накопленного шерстяным свитером водителя или дубленкой пассажирки. Изучает и старается предотвратить подобные проблемы целая наука об электромагнитной совместимости (ЭМС).

Первые требования к ЭМС, касающиеся автомобилей, появились еще в середине 40-х годов прошлого столетия. Это нормы уровня радиопомех, излучаемых работающим двигателем. Специалистам они известны как Правило R10 ЕЭК ООН - по нему по сей день проводится омологация автомобилей в Европе. Давным-давно оценку уровня радиопомех проводили за городом, вдали от промышленных объектов и других источников электромагнитного излучения, чтобы исключить их влияние на результаты. С тех пор электроники в автомобиле значительно прибавилось, а в Правиле R10, несмотря на сохранившееся название, появилась проверка электронных систем на надежность под воздействием внешних электромагнитных излучений.

Для решения этих задач в 1995 году на ВАЗе был создан комплекс электромагнитной совместимости.

Работы по ЭМС начинаются с испытаний и доводки тех компонентов автомобиля, которые излучают электромагнитные импульсы или могут на таковые среагировать. Сначала в специальных камерах проводят стендовые испытания отдельных узлов.

Одна из них - малая безэховая, сделана из оцинкованной стали. Ее внутреннее пространство полностью изолировано (на языке специалистов - экранировано) от внешнего мира. Стены и потолок камеры покрыты пирамидами - "поглотителями" волн. Таким образом, исключается электромагнитное эхо - отсюда и ее название. Внутри созданы условия для имитации работы испытуемого узла, есть регистрирующие приборы для оценки уровня излучаемых им радиопомех. В камере можно создать электромагнитное поле с частотой от 100 до 18 000 МГц и напряженностью до 200 В/м и облучать этим полем испытуемый узел. Причем экранирующие свойства стен не позволяют электромагнитным полям "просочиться" наружу. Эта камера позволяет оценить излучение, исходящее от автомобильных компонентов, и проверить их работоспособность под воздействием внешних электромагнитных полей.

Есть еще так называемая малая ТЕМ-камера (с поперечными электромагнитными волнами). В ней проверяют электронику на способность противостоять электромагнитному полю с частотами от 50 Гц до 200 МГц и напряженностью до 5000 В/м.

Отметим, что не все системы автомобиля должны сохранять работоспособность при воздействии мощного электромагнитного импульса. Для некоторых допустимы небольшие перебои в работе, хотя главная задача второстепенных систем - просто не выйти из строя. Зато те, что отвечают за безопасность движения (подушка безопасности, электроусилитель руля, АБС), обязаны четко функционировать даже при самых жестких электромагнитных воздействиях.

Но окончательную проверку электроника проходит уже в составе автомобиля. Для этих испытаний создана большая безэховая камера размерами 30х20х10 метров.

Для имитации движения автомобиля в камере есть роликовый стенд: он позволяет воссоздать практически любые дорожные условия. На месте водителя - программируемый робот. Управление роликовым стендом, электронным шофером и наблюдение за контрольно-измерительными приборами ведут из операторской по оптическим кабелям (этим электромагнитные поля не страшны), используя автоматизированные системы. Визуальный контроль - видеокамерами.

Способность автомобиля противостоять грозовому разряду и без опаски проезжать под проводами мощной ЛЭП проверяют в большой ТЕМ-камере. Здесь ему приходится доказывать свою работоспособность в электромагнитном поле с частотой от 50 Гц до 20 МГц. Как и в предыдущей камере, есть роликовый стенд и "автопилот".

Но комплекс ЭМС занимается не только электромагнитной совместимостью автомобильных компонентов с внешним миром. Здесь решают проблему сосуществования узлов и систем внутри самого автомобиля. Например, на электронику заметно влияет работа электрооборудования. Все знают, что напряжение бортовой сети составляет 12 В. Знают также, что при пуске двигателя на морозе, да еще при подсевшем аккумуляторе оно может упасть до 5-6 В. Но гораздо меньше известно, что в бортовой сети бывают импульсные помехи напряженностью 100В и более (специалисты называют их кондуктивными). А причина их возникновения - не только включение-выключение мощных потребителей электроэнергии, работа электромагнитных клапанов и реле, но и просто плохо закрепленная, "дребезжащая" (в электрическом смысле) клемма на аккумуляторе. И такое перенапряжение все электронные узлы должны выдерживать, а те, что отвечают за безопасность движения, - еще и работать без малейших сбоев. Поэтому все электронные узлы должны быть устойчивы к "провалам" и "выбросам" напряжения, к импульсным перенапряжениям в несколько сотен вольт.

Остается проверить устойчивость электроники автомобиля к электростатическому разряду. В жизни его вызывает одежда водителя и пассажиров. При таких испытаниях изделия подвергают "электрошоку" с напряжением до 20 киловольт.

Теперь специалисты комплекса электромагнитной совместимости ДТР ВАЗа (департамент технического развития - бывший НТЦ ВАЗа) уверены в том, что электронные системы не боятся помех. Впрыск топлива и электроусилитель не откажут при проезде рядом с ЛЭП, а подушка безопасности не "выстрелит", даже если молния ударит совсем рядом...

Конечно, если только вы не оборудовали машину "левой" сигнализацией или каким-либо другим электронным устройством сомнительного производителя.