Устройство автомобилей

Системы электрооборудования автомобилей

Как правило, на автомобилях применяется однопроводная схема электрооборудования с общим соединением на «массу» (кузов) автомобиля одного из проводов цепи питания. Обычно «массовый» участок электрической цепи подсоединяется к отрицательной клемме аккумуляторной батареи, при этом в качестве своеобразного провода используются металлические элементы кузова автомобиля, его двигателя и агрегатов.
По понятным причинам каждый потребитель электрической энергии, включаемый в схему электрооборудования автомобиля, должен каким-либо образом контактировать с «массой», т. е. с перечисленными выше металлическими элементами конструкции.
Плюсовая клемма аккумуляторной батареи соединяется с потребителями посредством специальных электрических проводов, защитных и коммутационных устройств, образуя положительный участок схемы.
Следует отметить, что некоторые потребители электроэнергии автомобиля используют двухпроводные схемы присоединения. К таким потребителям относятся, например, звуковые сигналы, стояночные фонари и некоторые другие.

Общая схема электрооборудования объединяет в единый комплекс источники и потребители электроэнергии, аппараты защиты и коммутации электрических цепей. Такая схема состоит из отдельных функциональных систем – источников электроснабжения, устройств зажигания, приборов внешнего освещения, сигнализации и т. д. При подключении потребителей в бортовую сеть автомобиля необходимо соблюдать некоторые правила:

Кратковременно работающие мощные потребители (стартер, прикуриватель), а также приборы, работа которых необходима в нештатных и аварийных случаях (звуковой сигнал, аварийная сигнализация, подкапотная лампа, розетка переносной лампы и т. п.), подключаются к линии аккумулятор-генератор или аккумулятор-амперметр.
Эти участки электрической цепи отличаются применением электропроводки с большим сечением жил, а также постоянным подключением к источникам электроснабжения даже при выключенном положении замка зажигания.

Потребители, включаемые при включенном зажигании и при работающем двигателе, подсоединяются в цепь питания через выводы выключателя зажигания. К ним относятся стеклоочиститель, отопитель кабины, контрольно-измерительные приборы, указатели поворотов, фонарь заднего хода, головные фары и некоторые другие потребители.
Подключение к схеме электрооборудования через замок зажигания исключает работу этих потребителей в случае, если водитель выключил зажигание и покинул автомобиль, забыв отключить коммутирующие устройства, управляющие данными потребителями.
Что касается головных фар и фонаря заднего хода, то эти приборы по требованиям правил дорожного движения не должны работать во время стоянки автомобиля, поскольку свет фар или фонаря сигнализирует участникам дорожного движения о том, что автомобиль движется. Во время стоянки на автомобиле должны быть включены габаритные огни.
Впрочем, некоторые фирмы пренебрегают отдельными положениями этих требований (например, на некоторых автомобилях фары могут оставаться включенными даже при выключенном зажигании).

Все приборы наружного освещения (кроме головных фар) подключаются через выключатель наружного освещения, который соединяется с источниками электроэнергии по самостоятельной ветке. Собственную питающую цепь имеет и включатель аварийной сигнализации.

Все электрические цепи кроме цепей зажигания и пуска двигателя защищены от коротких замыканий и перегрузок. Защита от коротких замыканий в цепях зажигания и пуска двигателя не устанавливается, чтобы не снижать их надежность и уменьшить потери энергии.
Следует отметить, что современные электронные системы зажигания имеют защиту от перегрузок. Введение предохранителей в цепь заряда аккумуляторной батареи не является обязательным, но многие зарубежные фирмы их устанавливают.
Возможна защита одним предохранителем нескольких электрических цепей, однако такая групповая защита не допускается для взаимозаменяемых устройств и аварийных цепей.

Техническое обслуживание бортовой сети автомобиля

Нарушение электропроводки на автомобиле чревато серьезными последствиями, вплоть до возникновения пожара. Поэтому при эксплуатации автомобиля следует соблюдать ряд правил, в том числе и противопожарной безопасности.

Нельзя допускать попадания воды, смазочного материала, топлива или электролита на жгуты, соединители и отдельные провода.

Следует периодически очищать изоляцию от грязи, проверять проводку на наличие разрушения изоляции и изолировать поврежденные места либо заменять поврежденный провод.

Необходимо следить, чтобы провода не контактировали с нагреваемыми деталями двигателя, проверять затяжку винтовых соединений, предотвращать коррозию в штекерных и других соединениях.

Неоднократное разъединение штекерных соединений может привести к падению напряжения в них. Все соединения проводов должны быть заключены в защитные чехлы из резины или пластиковых материалов.

При отказе потребителя прежде всего следует убедиться, нет ли нарушения его питающей линии. Для этого следует измерить напряжение на потребителе вольтметром. Если напряжение в норме, причину отказа следует искать в самом потребителе, при отсутствии или недостаточной величине напряжения необходимо выявить место обрыва цепи или падения напряжения методом шунтирования. Для этого конец дополнительного провода соединяют с выводом потребителя, а второй конец последовательно подсоединяют к выводам разъемов питающей цепи, двигаясь по направлению к источнику тока.
Включение потребителя фиксирует нарушение контакта или целостности провода цепи, шунтируемой дополнительным проводом. Следует проверить также соединение потребителя с «массой». Место обрыва можно определить контрольной лампой, вольтметром или измерив сопротивление тестером.

Неполадки в электропроводке чаще всего имеют место из-за нарушения контакта в штекерных соединениях, поэтому рекомендуется периодически их проверять.

В местах крепления проводов скобами, у острых металлических кромок, в местах оголения наконечников и повреждения защитных чехлов возможны замыкания проводов на «массу». Место короткого замыкания можно определить, измерив сопротивление тестером.

Проверку реле или контакторов можно произвести, подсоединив контрольную лампу через их контакты и подведя напряжение к обмотке. Отключение лампы у реле с нормально замкнутыми контактами свидетельствует о его исправном состоянии. При испытании реле с нормально разомкнутыми контактами лампа должна загореться.
Подгорание контактов реле или контакторов можно устранить, зачистив их мелкой шлифовальной шкуркой и промыв бензином или спиртом.

При перегорании плавкого предохранителя или отключении биметаллического необходимо выявить и устранить причину, и только после этого восстанавливать цепь, заменив однократный предохранитель или включив многократный предохранитель.

Система «Стоп-старт»

В современных автомобилях иногда устанавливают систему «Стоп-старта», выполняющую функции автоматического управления остановом и пуском двигателя. Большинство фирм, производящих автомобили, в настоящее время работают над разработкой и усовершенствованием таких систем, поскольку они позволяют существенно повысить топливную экономичность автомобиля, особенно при движении в городских условиях.
Данная система начинает автоматически функционировать в том случае, если первоначальный пуск двигателя был осуществлен пусковой системой с электростартером и двигатель прогреты до температуры охлаждающей жидкости 65…100 ˚С.

Система «Стоп-старта» (рис. 1) выключает зажигание и отключает подачу топлива, останавливая двигатель, если автомобиль движется со скоростью менее 5 км/ч при нейтральном положении рычага переключения передач и выключенном сцеплении. Для продолжения движения водителю требуется нажать на педаль управления дроссельной заслонкой, при этом автоматически осуществляется пуск двигателя.

Стартер и цепь зажигания включаются системой «Стоп-старт», если двигатель остановлен, и с момента его остановки прошло не менее 0,6 сек, педаль сцепления выжата, а также при скорости автомобиля менее 10 км/ч.

Функционирование этой системы обеспечивается датчиками, управляющими работой двигателя: датчиком температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчиком скорости движения автомобиля, датчиком положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), а также специальными датчиками – положения педали сцепления и положения рычага переключения передач.

Основным недостатком работы системы «Стоп-старта» является увеличение числа включений стартера и повышенное потребление электроэнергии от аккумуляторной батареи.
По этой причине конструкторы и разраобтчики автомобильной теники разработали несколько разновидностей этой системы. Подробнее об этом здесь.

Классификация электрооборудования автомобиля

Основное назначение электрооборудования автомобиля

В современных автомобилях количество электрической и электронной аппаратуры постоянно растет. Предполагается, что стоимость электрического и электронного обору­дования составит 25. 30% стоимости автомобиля.

Для питания всех электрических приборов и аппаратуры необ­ходимы мощные источники электрической энергии. В систему элек­трооборудования автомобиля входит весь комплекс электричес­ких приборов и аппаратуры, в том числе источники тока.

По назначению все электрооборудование автомобиля подраз­деляется на две группы:

1. источники тока, обеспечивающие электроэнергией всех потре­бителей;

2. потребители тока, к которым относятся системы и устройства (топливоподачи, зажигания, пуска, освещения, сигнализации, безопасности и комфорта), управляющие перечисленными про­цессами.

Как правило, на легковых и средних грузовых автомобилях для питания электрооборудования используется постоянный ток на­пряжением 12 В, на тяжелых грузовых автомобилях – 24 В. В пер­спективе предполагается использование напряжений 36 и 48 В, что позволит при увеличении числа и мощности потребителей экономить медь для электропроводки, поскольку при повышении напряжения не нужно увеличивать сечение проводов.

Все приборы автомобильного электрооборудования подключают­ся параллельно источникам тока и друг другу. На автомобилях приме­няют однопроводную схему системы электрооборудования. Второй провод образуют металлические детали – корпус («масса»). Как пра­вило, с корпусом соединены отрицательные полюсы источников тока.

В комплекс автомобильного электрооборудования входят уст­ройства энергетического обеспечения, устройства обеспечения безопасности движения и облегчения труда водителя. Каждое уст­ройство содержит системы и группы элементов, органически свя­занные между собой рабочими процессами, а именно:

— систему электроснабжения – генератор, аккумуляторную ба­тарею и регулятор напряжения;

— систему пуска двигателя внутреннего сгорания – стартер, аккумуляторную батарею, реле автоматического управления процес­сом пуска, для специальных автомобилей – устройства предпус­кового подогрева для облегчения пуска двигателя в условиях низ­ких температур;

— систему зажигания – катушку зажигания, свечи, прерыватель распределитель, коммутатор, высоковольтные провода с наконечниками; для новых и перспективных систем – технические средства с использованием микропроцессорных цифровых эле­ментов, обеспечивающих снижение расхода топлива и токсично­сти отработавших газов;

— коммутационные устройства – выключатели, переключатели, реле, блоки предохранителей, разъемы, соединители и т.д.;

— систему информации и контроля режима движения, состояния автомобиля и его агрегатов – средства встроенной диагностики (датчики скорости, давления, температуры и датчики, обеспечи­вающие работу автоматических электромеханических исполнитель­ных элементов) и устройства отображения режимной информа­ции;

— систему освещения и сигнализации – фары, указатели поворо­тов, габаритные фонари, освещение номерного знака, щитки приборов салона автомобиля;

— систему электроприводов, отопитель, вентилятор, стеклоподъ­емники, стеклоочистители, опрыскиватели стекол, антенны, зер­кала заднего вида, блокировка дверей;

— систему обеспечения электромагнитной совместимости автомо­бильного электрооборудования с другими системами, в том числе системами связи;

— электронные системы управления агрегатами и механизмами – исполнительные механизмы приводов, топливоподачи, сцепления, тормозных механизмов, работающих в режиме антиблокировки или противобуксовки, локаторные системы предотвращения столкно­вений и развертывания средств пассивной защиты и др.

Классификация электрооборудования автомобиля

Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и уст­ройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.

Автомобильное электрооборудование включает в себя следующие системы и устройства:

— электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания; освещения, световой и звуковой сигнализации; электронные системы управления агрегатами автомобиля; информации и контроля технического состояния автомобиля и его аг­регатов;

— электропривода; подавления радиопомех;

— коммутационные, защитные устройства и электропроводку.

В систему электроснабжения входят генераторная установка и аккумуляторная батарея. К системе электростартерного пуска относят аккумуляторную батарею, электростартер, реле управления (дополнительные реле и реле блокировки) и электротехнические устройства для облегчения пуска двигателя. Система зажи­гания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в цилиндрах бензинового дви­гателя искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи за­жигания. Помимо свечей, к системе зажигания относятся катушка зажигания, прерыватель-распределитель, датчик-распределитель, транзисторный комму­татор, добавочный резистор, высоковольтные провода, наконечники и т.д. Сис­тема освещения и световой сигнализации объединяет осветительные приборы (фары головного освещения), светосигнальные фонари (габаритные огни, указа­тели поворота, стоп-сигналы, фонари заднего хода и др.) и различные реле уп­равления ими. Система информации и контроля включает в себя датчики и ука­затели давления, температуры, уровня топлива в баке, спидометр, тахометр, сигнальные (контрольные) лампы и пр. Электропривод (электродвигатели, мото­редукторы, мотонасосы) находит все большее применение в системах стекло- очистки, отопления, вентиляции, предпускового подогрева двигателя, подъема и опускания антенны, блокировки дверей и в стеклоподъемниках. Используется разнообразная коммутационная и защитная аппаратура: выключатели, пере­ключатели, реле различного назначения, контакторы, предохранители и блоки предохранителей, соединительные панели и разъемные соединения.

Автоэлектроника отечественных автомобилей и мотоциклов обозначается девяти- или десятизначными цифровыми номерами с точкой, проставляемой между вторым и третьим или третьим и четвертым знаками: 00.0000000 — полный номер базовой модели изделия в сборе, его узлов и де-талей;

000.0000000 — полный номер модификации изделия, его узлов и деталей, в которых:

· 00 — первые два знака обозначают порядковый номер модели агрегата или узла (первая модель начинается с 11);

· 0 — третий знак — модификацию изделия (при отсутствии модификации этот знак опускается);

· точка отделяет номер модели или модификации изделия от номера типовой группы или подгруппы и номера детали;

· 0000 — номер типовой группы или подгруппы (00 или 0000);

· 000 — порядковый номер детали в пределах типовой подгруппы, устанавливаемый в соответствии со спецификациями типовых деталей автомобилей и прицепов и номерными книгами по обозначению деталей на предприятиях.

Номера и наименование типовых деталей и узлов отдельных приборов электрооборудования устанавливает отраслевая нормаль ОН 025 215—69 — Спецификация типовых деталей электрооборудования.

Пример. Обозначение модели генератора мощностью 350 Вт, 12 В: 133.3701 — сокращенное обозначение третьей модели и третьей модификации генератора;

· 13 — порядковый номер третьей базовой модели генератора;

· 3 — третья модификация базовой модели;

· . — отделяет номер модели и ее модификации от номера типовой подгруппы;

· 3701 — типовая подгруппа «Генератор».

Полное обозначение деталей и узлов, составляющих данный генератор — 133.3701000, а его базовой комплектации — 133.3701010.