Рекомендации при проектировании схем защиты цепей питания 12 и 24 В для автомобильных приложений

С помощью семейства интегральных схем MAX16126/7/8/9 компания Maxim Integrated обеспечивает защиту бортовой автомобильной электроники от бросков напряжения в диапазоне от -36 до 90 В без применения дополнительных внешних компонентов. В случае же применения таковых, защита простирается вплоть до 200 В, что авторы статьи доказали на практическом примере, собрав схему защиты на базе микросхемы MAX16127TC+.

Автомобильной электронике приходится работать при воздействии сильных импульсных помех. В современных автомобилях установлено большое количество электронного оборудования, для работы которого необходимо защищать цепи питания от бросков напряжения, электростатических разрядов и включения при обратной полярности аккумулятора. Согласно ГОСТ 28751-90 электронное устройство, работающее в автомобильной сети, должно выдерживать воздействие помех в диапазоне от минус 1100 В до плюс 300 В (для бортовой сети). Для решения этих проблем существует несколько традиционных вариантов защиты:

• установка дискретных компонентов (варисторы, защитные TVS-диоды, предохранители, индуктивные и емкостные фильтры);
• использование электронных компонентов со встроенной защитой от перегрузок по входу и выходу;
• применение специализированных микросхем с активной защитой.

Каждый из этих способов имеет преимущества и недостатки. Преимущество защиты на дискретных компонентах – низкая стоимость. К недостаткам этого варианта можно отнести зависимость напряжения ограничения от мощности помехи и большое время срабатывания у варистора и предохранителя. Последовательное включение диода на входе защищаемой схемы позволяет реализовать защиту от включения с обратной полярностью, но падение напряжения на диоде уменьшает диапазон допустимых входных напряжений. Кроме того, на последовательно включенном диоде теряется рассеиваемая мощность, так как весь ток протекает через этот диод. Плавкие предохранители необходимо заменять после перегорания. В большинстве случаев для этого требуется ехать на станцию технического обслуживания.

Использование микросхем со встроенной защитой ограничено их выбором и ценой. К тому же, такие микросхемы не справляются с мощными высоковольтными помехами.

Специализированные микросхемы для активной защиты от перенапряжений лишены многих недостатков схем на дискретных электронных компонентах. Основная идея специализированных микросхем защиты – замена дискретных компонентов мощными высоковольтными транзисторами, которые управляются интеллектуальными схемами. Это позволяет расширить функциональность схем защиты при высокой точности параметров ограничения.

Основные положения ГОСТ 28751-90

Электронные устройства, подключаемые к бортовым сетям автомобилей с напряжениями питания 12 или 24 В, должны обеспечивать электромагнитную совместимость и помехоустойчивость, удовлетворяя требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 28751-90. В этом документе описаны требования и методы испытаний для автомобильного оборудования. По устойчивости к воздействиям импульсных помех электронные приборы, устанавливаемые в автомобилях, делятся на функциональные классы, описание которых взято из упомянутого выше ГОСТа и приведено в таблице 1.

Таблица 1. Функциональные классы приборов по устойчивости к воздействию импульсных помех по цепям питания

Для конкретного электронного прибора, подключаемого к цепям питания автомобилей с напряжениями 12 или 24 В, должна быть обеспечена его работоспособность в соответствии с одним или несколькими классами, приведенными в таблице 1. Применение специализированных микросхем защиты с дополнением их высоковольтными MOSFET транзисторами позволяет обеспечить защиту от мощных импульсов помех, удовлетворяя условиям сразу нескольких классов из таблицы 1. Для проведения измерений на устойчивость к воздействию помех на вход исследуемой схемы подаются тестовые импульсы с конкретными параметрами.

Параметры тестовых импульсов также приводятся в ГОСТ 28751-90. Наиболее опасный и сложный из этих тестовых импульсов имеет номер 5. Его параметры для разных цепей напряжений питания бортовой сети автомобиля приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Параметры тестового импульса №5 для бортовых сетей 12 и 24 В

Этот импульс является самым жестким при проведении испытаний на соответствие, т.к. содержит в себе наибольшую энергию. Подача этого импульса при испытаниях, ввиду его сложности, даже не требует соответствия классу А, то есть, при подаче импульса 5 устройство не обязано выполнять все функции во время и после подачи импульса.

Семейство специализированных интегральных схем защиты MAX16126/7/8/9

Для защиты электронных устройств, предназначенных для работы в автомобильных сетях питания, компания Maxim Integrated выпускает семейство интегральных схем MAX16126/7/8/9 (таблица 2). Это семейство позволяет реализовать схему защиты в широком диапазоне напряжений. Сама микросхема защиты MAX16126/16127 рассчитана для работы в диапазоне -36…90 В без применения дополнительных внешних схем. Однако для расширения диапазона работы производитель рекомендует использование внешнего параметрического стабилизатора [2], что позволяет существенно расширить диапазон рабочих напряжений. При этом рабочий диапазон будет ограничен предельными характеристиками параметрического стабилизатора и внешних транзисторов.

Таблица 2. Микросхемы серии MAX16126/7/8/9 для защиты автомобильной электроники

Испытание схемы защиты на базе MAX16127 при подаче импульса номер 5

Амплитуда помехи при напряжении аккумулятора 24 В может достигать 200 В при длительности импульса до 350 мс. Именно параметры этого самого «страшного» импульса были использованы при тестировании защитных микросхем серии MAX16126/7/8/9 с дополнительными высоковольтными транзисторами. Для проведения испытаний на базе MAX16127TC+ была собрана схема защиты с допустимым рабочим диапазоном до +400 В (рисунок 2). В качестве ключей были выбраны транзисторы компании STMicroelectronics STP5N52K3, параметрический стабилизатор был выполнен на базе стабилитрона CMZ5946B компании ON Semiconductor. Настройка порога срабатывания от перенапряжения была произведена на уровень 32 В при помощи внешних резисторов R3 и R4 согласно технической документации.

Рис. 2. MAX16127TC с высоковольтными MOSFET-транзисторами

Транзистор Т1 используется для защиты при появлении отрицательного напряжения, например, при неправильном включении устройства в цепь («переполюсовка»). В применениях, где необходимы миниатюрные решения и не требуется защита от отрицательных импульсов, транзистор Т1 может не устанавливаться. Транзистор Т2 служит для реализации защиты при появлении повышенного напряжения. При появлении на входе схемы защиты повышенного напряжения, превышающего заданный порог срабатывания (Over Voltage threshold), MAX16127 закрывает транзистор Т2, тем самым препятствуя попаданию повышенного напряжения на выход схемы.

Для макетирования была выбрана микросхема MAX16127TC+, так как в этом случае используется режим ограничения помехи, при котором выходное напряжение практически не изменяется, и обеспечивается работоспособность питаемого прибора без нарушения его функциональности.

Рис. 3. Реакция схемы ограничения на пиковый входной импульс в отсутствие нагрузки

На рисунке 3 показана реакция схемы ограничения на входной импульс с пиковым значением 182 В при отсутствии нагрузки (желтая осциллограмма). Полное напряжение, поступающее на вход схемы ограничения, составляет (24 + 182 = 206) В, где 24 В – это напряжение аккумулятора. Ограниченное напряжение на выходе в этом режиме измерений не превышает (24 + 6 = 32) В, то есть при амплитуде импульса на входе 182 В, выходное напряжение увеличилось на 6 В.

Рис. 4. Нагрузка 100 Ом, ток 300 мА, выходное напряжение 32 В

На рисунке 4 изображена осциллограмма при нагрузке 100 Ом. Таким образом, выходное напряжение схемы защиты составило 32 В, а ток – 300 мА, при этой степень подавления входной помехи практически не изменяется. Это говорит о том, что при изменении тока нагрузки в широком диапазоне от нуля до 300 мА режим ограничения помехи практически не меняется, что является большим преимуществом активных схем ограничения по сравнению с решениями на пассивных компонентах.

Рис. 5. Реакция на фронт (скачок)

На рисунке 5 показан фронт ограничения при нарастании входного напряжения. При входном напряжении до 32 В уровень напряжения передается на выход без изменения. При достижении напряжения на входе около 32 В (этот порог срабатывания можно при необходимости изменить) происходит ограничение выходного напряжения при дальнейшем росте входного напряжения. Обратите внимание, что масштаб по оси времени составляет 2 мс на клетку (масштаб времени на предыдущих осциллограммах был 40 мс).

При подаче импульсов с разной нагрузкой проводилось измерение температуры транзисторных ключей. Ввиду того, что ограничение производится в ключевом режиме, повышение температуры во время ограничения зафиксировано не было. То есть использование ограничивающей микросхемы MAX16127 не предъявляет специальных требований к рассеиваемой мощности транзисторных ключей, дополнительных теплоотводящих конструкций (радиаторов) и т.д. Также стоит отметить, что транзисторы и стабилитроны были выбраны, исходя из их наличия. При дополнительных требованиях к размерам схемы защиты разработчик может выбирать транзисторы в более миниатюрных корпусах.

Использование версии микросхемы с функцией ограничения (MAX16127) позволяет не просто защитить электронное устройство при появлении помехи или намеренном повышении напряжения питания на линии, а дает возможность сохранять работоспособность устройства. То есть в случае намеренных попыток выведения из строя по линиям питания, устройство может вести лог этого события или передавать сигнал тревоги, например по одному из беспроводных каналов (например, GSM). Таким образом, использование семейства MAX16126/16127 позволяет реализовать устройство, превышающее максимальные степени жесткости по ГОСТ 28751-90.

Устройство автомобилей

Защитная аппаратура автомобильных электроцепей

Для защиты электрических цепей автомобильного электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий в них устанавливают предохранители, автоматически прерывающие ток в аварийной ситуации.
Все автомобильные электрические цепи, кроме цепей систем пуска и зажигания, защищаются предохранителями. В системе пуска и зажигания предохранители не устанавливаются для уменьшения потерь энергии и повышения надежности работы этих систем. Не обязательной является установка предохранителей в цепь зарядки аккумуляторной батареи, хотя некоторые зарубежные фирмы применяют защиту и в этой цепи.
Как правило, на современных автомобилях применяется раздельная защита цепей внешних световых приборов правой и левой сторон.
Защита электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок может осуществляться плавкими, термобиметаллическими предохранителями и позисторами.

Плавкие предохранители

Плавкие предохранители рассчитывают на продолжительный ток номинальной величины. Обычно они имеют вставку из легкоплавкого металла или луженой медной проволоки небольшого сечения. Часто используют калибровочную ленточку, которая расплавляется, если ток в цепи достигает опасных значений. При увеличении силы тока на 50% выше номинального значения плавкая вставка расплавляется в течение 1 мин.
Для удобства эксплуатации плавкие предохранители объединяют в блоки, состоящие из трех и более предохранителей.
У малогабаритных предохранителей штекерного типа (рис. 1) калиброванная ленточка помещена в пластмассовую оболочку, увеличивающую скорость срабатывания предохранителя благодаря низкой теплопроводности.

Основным показателем предохранителя является зависимость времени срабатывания от силы тока нагрузки. Предохранитель обеспечивает надежную защиту цепи, если время его срабатывания меньше времени нагрева провода о предельной температуре от тока короткого замыкания.

На современных автомобилях широкое применение получили малогабаритные плавкие предохранители, которые объединяют в один блок вместе с реле.
Блок реле и предохранителей (монтажный блок) представляет собой центральное распределительное устройство, связанное через штекерные разъемы и жгуты проводов со всеми элементами бортовой сети автомобиля. Печатный монтаж осуществляет электрическое соединение в блоке.
Блок заключен в пластмассовый корпус, на крышке которого нанесены символы функционального назначения располагающихся под ней элементов.

Термобиметаллические предохранители

Основу термобиметаллического предохранителя составляет тонкая пластина, состоящая из металлов с сильно различающимися коэффициентами теплового расширения.
Превышение допустимого рабочего тока, протекающего через пластину, приводит к ее нагреву и к изгибу из-за различия в коэффициентах теплового расширения металлов, входящих в ее состав. В результате изгиба пластины, разрываются расположенные на ней электрические контакты, включенные в цепь последовательно с нагрузкой и самим предохранителем.
Ток в цепи прекращается и начинается остывание контактной пластины. Через некоторое время она возвращается в исходное состояние и снова замыкает цепь нагрузки.
Если причина замыкания или перегрузки не была устранена, то в цепи снова протекает ток, значительно превышающий нормальное значение, и весь цикл начинается с начала.

Термобиметаллические предохранители автомобильных электросетей отключают цепь в тех случаях, когда нагрузка превысит номинальную на 150%. Время срабатывания предохранителя не превышает 20 с.
На автомобилях применяются термобиметаллические предохранители много- и однократного действия (рис. 2 и 3).

Предохранители многократного действия чаще всего устанавливаются в цепях освещения и стеклоочистителей.
Предохранители подключаются к цепям выводами 1, установленными в пластмассовом корпусе 4. Цепь от правого вывода 1 к левому выводу проходит через биметаллическую пластину 5, контакт 6, регулировочный винт 2 (регулирует задаваемую силу тока) и токоведущую пластину 3.

Работают предохранители многократного действия следующим образом. При силе тока меньше предельной, нагрев биметаллической пластины 5 мал, она деформируется незначительно, и контакты остаются замкнутыми.
При силе тока, равной предельному значению, биметаллическая пластина нагревается настолько, что, деформируясь, размыкает контакты. Ток по биметаллической пластине не проходит, она охлаждается и вновь замыкает контакты. Процесс размыкания и замыкания контактов будет повторяться до тех пор, пока не будет устранена причина, вызвавшая увеличение силы тока в цепи.

Работа термобиметаллических предохранителей основана на прогибе металлических пластин при прохождении по ним тока большой силы, вызывающего нагрев металла.

Термобиметаллические предохранители (рис. 4) более инерционны по сравнению с плавкими, их рекомендуется применять в цепях защиты электродвигателей. Они устанавливаются в цепях различных потребителей.

Предохранитель подключается выводами 1 к цепи. Ток протекает по пластинам 2, контактам 3, 4 и биметаллической пластине 5. Конструкция монтируется на пластмассовом корпусе 6.
При перегрузке или коротком замыкании пластина 5 нагревается и выгибается, размыкая контакты 3 и 4. После охлаждения пластина не возвращается в первоначальное положение.
Для замыкания цепи необходимо нажать на кнопку 7 и пластина примет первоначальную форму. Возврат кнопки осуществляется пружиной 8.
Сила тока размыкания регулируется винтом 10, снабженным контргайкой 9.

Эффективность действия предохранителей определяется их ампер-секундной характеристикой, т. е. зависимостью между силой тока, проходящего через предохранитель, и временем его срабатывания.

Термобиметаллиеские предохранители рассчитываются на следующие значения силы тока: 5, 10, 15 и 20 А.
В ампер-секундной характеристике величина номинального тока нагрузки I_н указывается относительно номинальной силы тока предохранителя I_пн .
Плавкая вставка не должна расплавляться в течение 30 мин при силе тока в полтора раза превышающего номинальную, и должна разрывать электрическую цепь за время не более 10 с при силе тока, в три раза превышающую номинальное значение.

Таблица 1. Номинальная сила тока для предохранителей, А

Зачем нужна и как работает катодная защита для автомобилей

Вряд ли стоит спорить с утверждением о том, что главной проблемой и самым распространённым заболеванием практически каждого автомобиля выступает именно коррозия или ржавчина.

Первые признаки процесса коррозии проявляются на всех автомобилях. Разница только во времени. Более дешёвые машины начинают ржаветь раньше, а качественные и дорогостоящие образцы способны выдержать несколько дольше. Эксперты считают наиболее защищёнными от воздействия коррозии современные японские модели.

Но всё равно они постепенно будут покрываться этими неприятными и опасными пятнами оранжевого цвета. Чтобы избавиться от рыжих участков, требуется потратить много времени и денег.

Против коррозии разработано достаточно большое количество различных средств, способом и методов. Одним из самых эффективных решений считается катодная защита. Только не все понимают, что это такое и как работает. Если вас беспокоит проблема коррозии, которая в ближайшее время может затронуть ваш автомобиль, в особенностях катодной защиты лучше начать разбираться уже сейчас, и в самые кротчайшие сроки установить её. Причём сделать это можно самостоятельно, не обращаясь за помощью в автосервисы.

Как это работает

Первым делом необходимо разобраться в принципе действия катодной защиты для автомобилей от коррозии. Это позволит понять степень эффективности решения и ответит на главный вопрос, который касается того, стоит ли вообще пробовать нечто подобное на своей машине.

Рассматриваемый метод катодной защиты является активным. Он основывается на известных электрохимических законах. Изначально подобную работу по защите металла применяли в трубопроводах и различных массивных металлических конструкциях. Принцип работы катода дал наглядно понять, что метод работает. А потому его успешно переняли представители других сфер производства, и начали активно использовать в автомобилестроении.

Защита основывается на окислительно-восстановительных реакциях, которые протекают на кузове автотранспортного средства. Чтобы обезопасить металл машины, на металлическую поверхность устанавливается специальный элемент с отрицательно заряженным зарядом. Дополнительно применяется так называемый сдвиг потенциала. Его реализуют одним из 2 способов. А именно:

• за счёт применения внешнего тока,
• путём использования протекторного анода.

Во втором случае катод соединяют с защитным анодом. При этом его конструкция предусматривает применение металла, который отличается более высоким показателем электроотрицательности, нежели металл кузова самого автотранспортного средства.

Принцип работы базируется на слабом электрическом токе, проходящем через увлажнённый воздух от машины к окружающим её предметам. Это позволяет кузову, который имеет низкую электроотрицательность, восстанавливаться за счёт процесс окисления металла, имеющего более высокую электроотрицательность.

Отсюда становится понятным обозначение защитных пластин, которые автомобилисты часто называют жертвенными анодами. Процесс образования ржавчины перетекает с кузова на закреплённый защитный элемент. Это можно считать эффектом самопожертвования, когда пластина разрушается, принимая на себя коррозийный удар, изначально направленный на саму машину. Аноды разрушаются, что позволяет кузову автомобиля восстанавливаться.

Чтобы организовать подобную защиту и обеспечить высокий уровень эффективности, требуется внимательно подходить к этому вопросу, детально изучать теоретическую часть, а также в строгой последовательности выполнять работу по установке. Современному автомобилисту лезть в учебники по химии и физике вовсе не обязательно. Производители сделали основную часть работы. Потому автовладельцу остаётся только правильно установить элемент. Сделать это не так уж и сложно.

Но важно понимать, что создание слишком большого сдвига потенциала может привести к абсолютно обратному эффекту. То есть коррозия ускорится, и ситуация значительно усугубится. В итоге кузов быстро покроется ржавчиной, на удаление и восстановление которых потребуется внушительная сумма денег.

Если сдвиг потенциала оказывается выше необходимых значений, активизируется процесс выделения водорода. Параллельно меняется состав слоя электрода, начинается деградация покрытия транспортного средства и образуются столь нелюбимые всеми следы ржавчины. Они охватывают солидную площадь кузова, что ведёт в итоге к большим затратам.

Компоненты защиты

Далее следует рассказать о составных частях катодной защиты автомобильного кузова от коррозии. Это те элементы, без которых ничего работать попросту не будет.

Если детально понять устройство катодной защиты от коррозии, которая применяется для кузова автомобиля, это позволит автомобилистам правильно её использовать и устанавливать на собственное транспортное средство.

В итоге защита состоит из:

• катода,
• анода,
• тока.

Каждый из компонентов выполняет свою особенную роль.

Аноды и катоды

В действительности какого-то специального отдельного катода в составе схемы электрохимической защиты нет, поскольку его роль выполняет непосредственно сам кузов автотранспортного средства. Именно автомобиль является катодом и позиционируется в схеме как минус.

Что же касается анода, то тут применяют различные конструкции и элементы на основе металла. Что используются пластины, металлические изделия и прочие поверхности, главной отличительной чертой которых является способность проводить электроток. Теоретически сюда можно отнести даже промокший от дождя асфальт.

Если на автомобиле будет отсутствовать один из этих элементов электрохимической защиты, ничего не сможет функционировать. А потому предотвратить возникновение и распространение коррозии по кузову автомобиля не удастся.

Особое внимание стоит уделить вопросу разности потенциалов. У различных специалистов есть своё мнение на этот счёт. Они говорят о разности потенциалов и степени защиты, которая непосредственно зависит и определяется этим параметров.

Металл кузова якобы защищается полноценно от ржавчины в тех ситуациях, когда величина потенциалов составляет порядка 0,1-0,2 В. Но это условное значение, которое нельзя считать абсолютно справедливым и единственно верным.

На практике расстояние между катодом и анодом может составлять от нескольких сантиметров вплоть до нескольких метров. Но чем больше указанное расстояние между двумя электродами, тем выше параметры разница потенциалов должны быть. Плюс воздух не сможет проводить ток с небольшим показателем напряжения, что требует иметь разницу потенциалов на уровне 1 киловольта.

А вот что действительно важно в этом вопросе влияния на эффективность антикоррозийной защиты автомобиля, так это площадь, которую имеет установленный анод. Чем большую площадь получит этот составной элемент схемы, тем активнее сможет проявлять себя в работе катодная защита. Потому эксперты рекомендуют выбирать более внушительные аноды, монтируемые на авто, чтобы реально обезопасить машину от образования ржавчины и её активного распространения по всему кузову.

Также в схеме защиты особую роль отводят электрическому току. Тут важно понимать, что для эффективной работы катодного протектора не требуется наличие тока непосредственно между электродами, то есть катодом и анодом. Даже когда определённая сила электротока будет возникать, её стоит воспринимать исключительно как побочный эффект.

Подобный ток между элементами защиты порой образуется в результате намокания анода, колёс автомобиля и пр. И проявляется электроток на аккумуляторе, что позволяет батарее разряжаться с большей скоростью, нежели это происходит обычно.

Чтобы монтаж катодной защиты на автотранспортное средство не наносил никакого вреда для самого авто, а только обеспечивалась надёжная протекция против коррозии, нужно в обязательном порядке соединить анод и бортовую систему. Делается это с помощью такого простого и дешёвого приспособления как добавочный резистор.

Используя этот резистор, удастся ограничить эффект быстрого разряжения аккумуляторной батареи в ситуациях, когда анод окажется замкнутым на катоде, то есть кузове машины. Обычно подобные ситуации возникают по причине того, что схему собрали неправильно. Это ведёт к быстрому износу анода и потере его эффективности. Вплоть до полного окисления с последующим разложением.

Если вы не уверены в собственных силах и возможностях, а также плохо разбираетесь в теории электрохимических процессов, вопрос установки лучше доверить квалифицированным специалистам. Или хотя бы проконсультируйтесь с ними, дабы не допустить ошибок.

Рекомендации по выбору анода

Поскольку катод выбирать нет необходимости, то основное внимание автомобилистов уделяют именно покупке подходящего анода.

Чтобы создать качественную, эффективную и безопасную электрохимическую защиту, требуется соответствующий анод. Всего есть несколько вариантов реализации схемы, каждый из которых обладает своими определёнными нюансами.

Потому стоит отдельно рассмотреть наиболее распространённые аноды и рекомендации по их использованию.

Гаражи из металла

Считается достаточно простым, доступным, из-за чего и очень распространённым вариантом для получения эффективного анода.

Суть заключается в использовании металлического бокса, где будет храниться транспортное средство. Не обязательно, чтобы пол был полностью железным. Порой достаточно наличия открытой металлической арматуры, которой хватает для создания условий качественной антикоррозийной защиты. Летом эффективность протекции повышается, что объясняется активно протекающим парниковым эффектом.

Чтобы организовать защиту с помощью подобного анода, автовладельцу потребуется металлическое сооружение. Его металл соединяют с плюсом аккумуляторной батареи. При этом батарею следует устанавливать на машину через резистор или монтажный провод. В качестве плюса также подойдёт прикуриватель. Но такое возможно лишь при условии, что после отключения зажигания в прикуривателе останется напряжение.

Контур для заземления

Также можно применять контур заземления. При его выборе действия со стороны автовладельца будут фактически аналогичными тем, которые применяются при использовании металлического корпуса гаража.

Но тут важно понимать, что основная антикоррозийная протекция будет направлена именно на днище, в то время как остальные компоненты автомобиля окажутся менее защищёнными.

Чтобы это исправить, можно провести определённые доработки схему. В землю по периметру стоящего автомобиля вбивается 4 стержня из металла. Их объединяют между собой, используя обычную проволоку из металла. Далее выполняется аналогичный способ подключения, как и в случае с использованием металлического гаража.

Специальный хвост

Их вы можете довольно часто встретить на разных автомобилях. Причём применяются эти металлизированные хвосты на основе резины достаточно давно. Они отличаются наличием эффекта заземления, что и позволяет создавать соответствующую протекцию.

В плане организации катодной защиты установка хвоста считается наиболее простым вариантом. При этом эффективность метода ничуть не меньше, чем у альтернативных способов протекции от коррозии. Хвосты способствуют эффективной антикоррозийной защите в процессе эксплуатации транспортного средства.

Когда наблюдается повышенный уровень влажности воздуха, образуется разность потенциалов между самим транспортным средством и непосредственно дорожным покрытием. В теории при такой ситуации коррозия начинает ещё интенсивнее воздействовать на кузов, постепенно разрушая металлические элементы.

Но тут большую роль играет именно наличие металлизированного хвоста. С его помощью удаётся повысить эффективность воздействия катодной защиты, то есть наблюдается обратный результат, и машина оказывается под надёжной защитой во время движения.

При этом хвост обязательно монтируется только в задней части автотранспортного средства. Тут необходимо, чтобы на хвостовик из резины с металлическими вставками и эффектом заземления попадала влага от брызг, возникающих при вращении задних автомобильных колёс.

Не стоит забывать о дополнительных функциях металлизированного хвоста. Такое довольно простое приспособление также выполняет роль антистатического компонента.

Крайне важно правильно установить хвост на своём автомобиле. Если по переменному току, то хвост закорачивают на корпус, а если по постоянному, тогда в изолированном положении относительно автомобильного корпуса. Для подключения используют RC цепочку. Она служит как элементарный частотный фильтр.

Проекторы-электроды

В качестве отдельно рассматриваемого анода выступает специальный электрод с протекторными функциями. Фактически это обычные металлические пластины определённой формы и размеров, которые монтируются на автомобиль.

Чтобы установить такие пластины или электроды-протекторы, требуется выбирать наиболее уязвимые и подверженные возможному воздействию коррозии участки кузова автотранспортного средства. Потому чаще всего для таких целей применяются зоны крыльев, пороги и днище машины.

Если говорить про принцип действия, то никаких существенных отличий в этом плане от остальных рассмотренных ранее способов организации анода протекторы-электроды не имеют.

Но здесь есть один важный момент. Дело всё в том, что подобные протекторные металлические пластины осуществляют непрерывную работу, то есть они воздействуют на металл и защищают его от коррозии постоянно без каких-либо перерывов. Тут не имеет никакого значения, находится машина в движении или стоит на месте. Также не влияет на работоспособность текущие показатели влажности воздуха, что даёт электродам-протекторам неоспоримое преимущество перед всеми конкурирующими анодами.

Чтобы грамотно и правильно организовать качественную защиту кузова своего автомобиля от негативного и во многом пагубного воздействия коррозии с помощью электродов-протекторов, требуется затратить достаточно много времени и усилий. Действительно эффективная защита достигается путём установки минимум 15 пластин на разные участки. Но затраты по времени и силам себя оправдывают полностью. Это позволяет существенно продлить срок службы транспортного средства, и предотвратить сложные ремонтно-восстановительные работы, обусловленные разрушениями, которые были спровоцированы ржавчиной.

Планируя установку электродов-протекторов, стоит особое внимание уделить используемым материалам. В зависимости из сырья, на основе которого производятся элементы, их делят на 2 большие группы.

1. Разрушающиеся. Это электроды, выполненные в виде металлических пластин, и предназначенные для временного использования. С течением времени материал будет разрушаться, что потребует от автовладельца замены протекторов. Достаточно качественные разрушающиеся электроды могут прослужить 4-5 лет. В качестве сырья для их изготовления обычно используется нержавеющая сталь или металл. Их характеристики и ограниченный срок службы позволяет сделать такие электроды-протекторы финансово более доступными. Если не смотреть на срок службы, элементы работают качественно и справляются с поставленными задачами.
2. Неразрушающиеся. Подобные протекторы служат значительно дольше. Но за увеличенный интервал эксплуатации приходится платить. По цене они превосходят разрушающиеся аналоги электродов-протекторов в несколько раз. Объяснить это можно не только сроком службы, но и используемыми материалами. Тут сырьём для производства протекторов не разрушающегося типа применяют платину, графит, карбоксил, магнетит и прочие дорогостоящие материалы.

Стоит ли переплачивать за материал и срок службы, каждый решает сам. Но поскольку сама процедура достаточно длительная и сложная в плане исполнения, порой действительно есть смысл переплатить, но установить на весь срок службы автомобиля именно не разрушающиеся протекторы.

Рекомендации по установке

Поскольку теперь схема работы катодной антикоррозийной защиты для автомобиля вам понятна, и все прекрасно понимают её функции и задачи, стоит задуматься над вопросом установки.

Чтобы эффективно и своевременно бороться со ржавчиной или против коррозии, образующейся на машинах, требуется качественная катодная защита для вашего автомобиля. При этом её вполне реально установить своими руками.

Для реализации поставленной задачи нужно придерживаться нескольких простых правил.

1. Для установки выбирают наиболее слабые места автомобиля, которые начинают первыми страдать от образования коррозии. Вне зависимости от модели и марки транспортного средства, эти уязвимые участки у всех машин примерно одинаковые. К ним относят крылья, колёсные арки, днище, пороги и пр. То есть концентрировать основное внимание нужно на слабо защищённых местах, но при этом не забывать устанавливать протекторы на другие элементы кузова.
2. Выбирайте пластины круглой или прямоугольной формы. При этом рекомендуется придерживаться определённых ограничений в плане размеров. Площадь пластины не должна быть меньше 4 квадратных сантиметров. Но и покупать элементы размером более 10 квадратных сантиметров также не имеет особого смысла. Для них сложнее будет отыскать подходящее место при монтаже.
3. Приобретайте необходимое количество защитных пластин. Тут важно учитывать, что один протектор указанных размеров защищает площадь около 35 квадратных сантиметров. Это объясняет, почему на автомобили устанавливается не менее 15 протекторов.
4. Устанавливать элементы следует на лакокрасочное покрытие, используя специальный эпоксидный клей. При этом допускать прямого контакта между лакокрасочным слоем и пластиной нельзя. Эпоксидная смола должна как бы разделять их между собой.
5. Пластины монтируются таким образом, чтобы они были направлены лицевой часть навстречу водяным брызгам и агрессивной среде, которая способствует возникновению коррозии.

В остальном же никаких особых трудностей с установкой определённого количества протекторов возникать не должно.

Не лишним будет изучить рекомендации специалистов, проконсультироваться с экспертами в области антикоррозийной защиты и даже немного полистать учебники, где описываются электрохимические процессы.

Если вы сомневаетесь в выборе подходящих протекторов и не уверены в возможности самостоятельно установить пластины, обратитесь к профессионалам. Услуга не самая дорогая, но сохранивший свою целостность кузов полностью оправдывает вложенные средства.

Как утверждают опытные автомобилисты, потраченные силы, время и деньги со временем компенсируются длительным сроком службы автомобиля. Кто-то применяет только один метод протекции, другие используют одновременно несколько мер по защите от ржавчины. Действуйте на своё усмотрение. Зачастую лучше установить нужное число качественных электродов-протекторов в правильные места, нежели вместе применять альтернативные методы.

Практика показывает, что в настоящее время именно протекторы в виде пластин из специальных материалов эффективнее всего справляются с антикоррозийной защитой. Вопрос лишь в правильной установке элементов.

Источник http://www.compel.ru/lib/63571
Источник Источник http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/63_zashita/index.shtml
Источник http://dorpex.ru/avtomobilnyie-sovetyi/osnovyi-i-znaniya/zachem-nuzhna-i-kak-rabotaet-katodnaya-zashhita-dlya-avtomobiley