Rynek samochodowy ciągle ewoluuje. Samochody, zwłaszcza osobowe, szybko nasycają się elektroniką, rośnie liczba rejestracji samochodów hybrydowych i elektrycznych. Producenci zapowiadają wstrzymanie prac nad kolejnymi generacjami silników spalinowych. Niektórzy idą krok dalej, wyznaczając termin zakończenia produkcji samochodów z napędem spalinowym. Nie są to odległe daty. Mówi się o roku 2035, czasami 2025. Nawet jeśli ostatecznie te zapowiedzi zostaną zweryfikowane, a terminy przesunięte, zmiany są nieuniknione.

Konsekwencje tych zmian odczują wszyscy, także warsztaty samochodowe. Mechanicy specjalizujący się w naprawach zawieszenia, układu hamulcowego czy nadwozia prawdopodobnie będą musieli przyzwyczaić się do używania w szerszym zakresie oprogramowania serwisowego. Natomiast zakłady specjalizujące się w układach napędowych, zwłaszcza w silnikach, systemach gromadzenia energii, rekuperacji itp., będą powstawały praktycznie od zera – jako osobne stanowiska w istniejących warsztatach albo wyspecjalizowane firmy obsługujące wyłącznie samochody elektryczne.

Nowe potrzeby

Już dziś warto przyglądać się nowym technologiom, aby móc w odpowiedniej chwili podjąć decyzję o zmianie specjalizacji lub rozszerzeniu zakresu usług. Potrzebna będzie solidna porcja nowej wiedzy i umiejętności oraz specjalistyczne narzędzia, przyrządy pomiarowe, oprogramowanie i interfejsy diagnostyczne. W tym zakresie wyposażenie warsztatu samochodowego będzie przypominało wyposażenie zakładów elektromechanicznych. Podobne będą również zasady bezpieczeństwa i środki ochrony osobistej.
Samochody z napędem hybrydowym i elektrycznym są wyposażane w baterie trakcyjne o napięciu znamionowym rzędu kilkuset woltów. Takie napięcie stwarza bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia i życia mechaników. Co więcej, energia zgromadzona w naładowanym akumulatorze może spowodować pożar lub wybuch, jeśli zostanie wyzwolona w niekontrolowany sposób (np. przez zwarcie w obwodzie, mechaniczne uszkodzenie obudowy, zalanie płynami). Stąd wynika konieczność posługiwania się narzędziami, które nie spowodują zagrożenia porażeniem ani nie wywołają zwarcia.
Napięcie może pojawić się nie tylko na zaciskach akumulatora trakcyjnego i silnika. Uszkodzenie izolacji czy zalanie przewodów zasilających mogą sprawić, że na innych elementach pojazdu także pojawi się napięcie – być może niższe, ale także potencjalnie niebezpieczne dla ludzi i urządzeń. Dlatego ważne jest wykształcenie nawyku sprawdzania przed rozpoczęciem pracy, czy na obsługiwanych podzespołach nie występuje napięcie. Służą temu wskaźniki i przyrządy pomiarowe, które zawsze powinny być pod ręką.

Narzędzia izolowane

Podstawowym wyposażeniem stanowiska przeznaczonego do pracy z układami elektrycznymi są izolowane narzędzia. Najczęściej używamy izolowanych wkrętaków i szczypiec. Wybierając odpowiedni rozmiar i kształt rękojeści, trzeba wziąć pod uwagę, że czasami trzeba będzie pracować w rękawicach izolujących.
W warsztacie powinny się znaleźć również inne narzędzia. Producenci wytwarzają niemal wszystkie podstawowe narzędzia ręczne w wersji izolowanej. Bez trudu można kupić klucze płaskie i oczkowe izolowane zanurzeniowo z atestem izolacji do 1000 V. W wersji izolowanej występują również grzechotki, nasadki, przedłużacze do nasadek oraz klucze dynamometryczne. Bezpieczna i ostrożna obsługa połączeń skręcanych ma duże znaczenie. Zbyt słabe skręcenie złącza może doprowadzić do powstania niepewnego połączenia, iskrzenia albo zapalenia łuku elektrycznego. W konsekwencji pojawia się ryzyko uszkodzenia podzespołów, które będą narażone na udary prądu, wypalenia styków, stopienia izolacji, uszkodzenia elementów znajdujących się w pobliżu złącza.
Izolowany klucz dynamometryczny jest bardzo wskazany ze względu na konsekwencje uszkodzenia połączenia. Wiadomo, że użycie zbyt dużego momentu obrotowego przy dokręcaniu grozi zerwaniem gwintu. W przypadku śrub wykonanych z materiałów dobrze przewodzących prąd, ale mniej wytrzymałych niż stal, ryzyko jest jeszcze większe. Naprawa gwintów pod napięciem (może się tak zdarzyć, jeśli jest to element zacisku akumulatora) byłaby trudna, a w niektórych przypadkach niemożliwa bez ingerencji w strukturę akumulatora.

Wtyczki i gniazda

Prawidłowa obsługa podzespołów zasilanych lub sterowanych elektrycznie jest związana z rozłączaniem i ponownym łączeniem przewodów. Nie jest to wyłączna domena pojazdów z napędem elektrycznym, ale w ich przypadku pojawiają się pewne wyzwania związane z połączeniami w obwodach wysokoprądowych.
Obsługa połączeń niskoprądowych najczęściej sprowadza się do rozłączania gniazd i wtyków. Czasami zachodzi konieczność wymiany któregoś z tych elementów albo pobrania sygnału z wyprowadzenia, które jest niedostępne z zewnątrz. Większość elementów połączeniowych ma styki osadzane na zatrzaskach, więc idealnym rozwiązaniem są specjalne przyrządy do wyjmowania styków. Idealnie pasują one do styku, a po włożeniu cofają zatrzaski, umożliwiając wyjęcie styku z obudowy. Styki najczęściej są łączone z przewodami przez lutowanie, rzadziej spotyka się połączenia zgrzewane.
W obwodach wysokoprądowych najczęściej używa się połączeń skręcanych. Elementy połączeniowe są zaciskane na końcówkach przewodów. Odtworzenie takiego połączenia jest możliwe tylko przy pomocy specjalnych narzędzi, zaciskarek (prasek) ręcznych (dla przewodów o mniejszym przekroju) lub hydraulicznych (dla większych przekrojów).

Znaczenie izolacji

Izolacja narzędzi odgrywa podwójną rolę – chroni mechanika przed porażeniem oraz zabezpiecza układ elektryczny przed zwarciem w razie upuszczenia narzędzia albo przypadkowego dotknięcia jednocześnie przewodu pod napięciem i na przykład masy pojazdu. Dlatego izolacją pokrywa się także te powierzchnie narzędzi specjalnych, które zasadniczo nie są przeznaczone do pracy pod napięciem (np. w samochodach z silnikiem spalinowym, w których filtr oleju jest zlokalizowany w pobliżu akumulatora, zalecane jest stosowanie izolowanych kluczy do obudowy filtra).
Narzędzia izolowane powinny być wykorzystywane wyłącznie do prac elektrycznych. Z reguły są one znacznie droższe niż ich nieizolowane odpowiedniki, dlatego opłaca się traktować je ze szczególną dbałością. Uszkodzenie izolacji wyklucza dalsze używanie narzędzia do prac elektrycznych, jeśli w obwodzie może pojawić się napięcie. Jeśli producent dopuszcza taką możliwość, należy skorzystać z usług autoryzowanego serwisu, który wymieni okładziny i sprawdzi jakość izolacji. W przeciwnym wypadku narzędzie może być używane wyłącznie w taki sposób, jakby nie miało izolacji. Dobrze jest przyjąć spójne zasady oznaczania narzędzi, które utraciły właściwości izolacyjne. Zapobiegnie to pomyłkom i potencjalnemu porażeniu mechanika.

Ochrona przeciwporażeniowa

Porażenie prądem elektrycznym ma miejsce wtedy, kiedy prąd przepływa przez ciało. Oznacza to, że co najmniej dwa punkty ciała muszą mieć kontakt z otoczeniem, w tym z przedmiotami o różnym potencjale elektrycznym. Mogą to być: przewód pod napięciem oraz masa z urządzenia, ziemia, mokra podłoga itp. Dotknięcie źródła prądu jedną ręką, przy zachowaniu izolacji od podłoża i w ogóle od otoczenia, jest względnie bezpieczne.
Wynika stąd, że przygotowując się do pracy z urządzeniami pod napięciem albo takimi, w których napięcie może się pojawić w wyniku awarii, trzeba zadbać o odizolowanie się nie tylko od źródła (używając narzędzi z izolacją), ale także od otoczenia. Do tego służą maty, rękawice, trzewiki i kalosze wykonane z materiałów, które nie przewodzą prądu elektrycznego.

Mata izolacyjna

Mata izolacyjna zdecydowanie nie powinna być traktowana jak „zwyczajna” mata, która tylko chroni przed zabrudzeniem odzieży lub poprawia komfort przy dłuższej pracy w pozycji klęczącej. Przed rozłożeniem maty izolacyjnej należy starannie oczyścić podłoże ze wszystkich przedmiotów, które mogłyby ją uszkodzić, nakłuć, przetrzeć. Po użyciu musi być ona oczyszczona przy pomocy środków zalecanych przez producenta. Brud zgromadzony na powierzchni maty może maskować poważne uszkodzenia grożące porażeniem albo zmieniać właściwości izolacyjne materiału poniżej gwarantowanych przez wytwórcę i wymaganych przez organ wydający świadectwo zgodności z normą. Maty izolacyjnej nie wolno zginać w przypadkowy sposób; musi być ona przechowywana zgodnie z instrukcją użytkowania, a uszkodzenia mechaniczne dyskwalifikują ją jako środek ochrony przeciwporażeniowej.

Osłona na twarz

Przyłbice poznaliśmy dobrze w czasie pandemii COVID-19. Powinny być one używane także podczas pracy z urządzeniami pod napięciem, ponieważ chronią skórę twarzy i oczy przed uszkodzeniem przez odpryski roztopionego metalu, które powstają podczas zwarcia obwodu elektrycznego. Duża ilość energii zgromadzonej w ogniwach trakcyjnych może zostać błyskawicznie wyzwolona, jeśli bieguny zostaną zwarte (np. przewodem elektrycznym), a wówczas roztopiona miedź, fragmenty izolacji lub inne drobiny mogą bez trudu dosięgnąć głowy mechanika, powodując poważne urazy.

Rękawice i obuwie elektroizolacyjne

Rękawice izolacyjne, podobnie jak mata izolacyjna, wymagają specjalnego traktowania. Występują w dwóch odmianach. Pierwsza to rękawice, które chronią wyłącznie przed porażeniem, ale nie zabezpieczają przed brudem, ciepłem czy ostrymi krawędziami. Na takie rękawice należy nałożyć drugą parę, która stanowi barierę mechaniczną. Odmiana druga to rękawice hybrydowe o wzmocnionej konstrukcji, których można używać bez dodatkowej ochrony, ale tylko w zakresie dopuszczonym przez producenta.

Rękawice elektroizolacyjne muszą być przechowywane zgodnie z zaleceniami producenta w suchym miejscu, z dala od bezpośredniego wpływu promieni słonecznych. Przed użyciem powinny być one oczyszczone i wysuszone. Ślady uszkodzeń, przetarć czy przebicia wykluczają użycie rękawic pod napięciem. Podobną funkcję spełniają półbuty i kalosze dielektryczne, zazwyczaj nakładane na zwykłe obuwie robocze. Należy je przeglądać i sprawdzać w podobny sposób jak rękawice, pamiętając, że obuwie jest bardziej narażone na przebicie i przetarcie. Wszystkie środki ochrony przeciwporażeniowej powinny być okresowo testowane w akredytowanych laboratoriach – nie rzadziej niż co 6 miesięcy albo w odstępach czasu wyznaczonych przez producenta.

Piotr Kołaczek