Системы электрооборудование автомобилей. Состав, назначение функциональных устройств

Лекция 1

Чебоксары 2011

Электрооборудования автомобилей и тракторов

Кузин Н. П.

(конспект лекций)

Электрооборудование современного автомобиля и трактора можно подразделить на системы электроснабжения, электрического пуска, зажигания, освещения, контроля, комфорта и на системы, обеспечивающие безопасность движения и оптимизацию рабочих процессов. Система – группа взаимосвязанных устройств, выполняющих общую задачу.

Система электроснабжения, предназначена для снабжения электрической энергией потребителей и состоит:

1. генератора, который обеспечивает электроэнергией потребителей и заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе;

2. аккумуляторной батареи, которая обеспечивает электроэнергией потребителей при неработающем двигателе;

3. регулятора напряжения, который предназначен для поддержания постоянного напряжения генератора;

4. выпрямителя, который преобразует переменный ток в постоянный.

Система электростартерного пуска двигателя, предназначена для принудительного вращения коленчатого вала двигателя и состоит:

1. аккумуляторной батареи;

3. реле управления;

4. средств облекчения пуска.

Система зажигания, предназначена для обеспечения искрообразования в цилиндре в конце фазы сжатия и, воспламенять сжатый объем воздушно-топливной смеси, состоит:

1. датчика оборотов коленчатого вала;

2. датчика разряжения в коллекторе;

3. регулятора момента зажигания;

5. накопителя энергии (катушка зажигания),

7. свечей зажигания.

Система освещения, световой и звуковой сигнализациипредназначена для освещения дорги, определения габаритов автомобиля, сигнализации маневра, освещения номерного знака, кабины, комбинации приборов и т. д. и состоит:

1. фар головного освещения и противотуманных фонарей;

2. свтосигнальных приборов;

3. габаритных, стояночных, и т.д. фонарей;

4. указателей поворота;

5. звуковой сигнализации;

6. реле управления.

Система электронного управления двигателем автомобиля предназначена для точного определения момента зажигания, улучшения запуска, снижение потребления топлива и вредных выбросов и т. д. и состоит:

1. датчиков оборотов коленвала, нагрузки, детонации, температуры, воздушного потока, и т. д.;

2. блока управления, в котором установлена программа и значения установочных данных;

3. исполнительных устройств коммутатоа, топливного инжектора, топливного насоса, привода оборотами холостого хода и т. д.

Система информации и контроля технического состояния автомобиля,предназначена для сбора, обработки, хранения и отображения информации о режиме движения и техническом состоянии автомобиля и состоит:

1. датчиков состояния;

2. комбинация контрольно-измерительных приборов;

3. бортовой системы контроля (БСК) и т. д.

Система электропривода вспомогательного электрооборудования, предназначена для обеспечения отопления, вентиляцию кабины, очистку стекол, и т. д. и состоит:

2. передаточных механизмов;

3. реле управления.

Не все перечисленные системы окончательно сформировались. Одни достигли определенной степени совершенства, другие находятся в стадии формирования.

Условия эксплуатации автотракторного электрооборудования. Основные технические требования

Условия работы автотракторного электрооборудования определяются, прежде всего, условиями эксплуатации, а также местом установки отдельных агрегатов электрооборудования. Современное автотракторное электрооборудование эксплуатируется в разных климатических зонах. В зависимости от климатических условий эксплуатации изделия автотракторного электрооборудования и приборы выпу­скаются в следующих исполнениях:

1. для умеренного климата (У);

2. для холодного климата (ХЛ);

3. общеклиматического исполнения (О);

4. для тропического климата (Т).

Условия эксплуатации элементов электрооборудования испол­нений У, ХЛ и Т приведены в табл. 2.1.

Температура и атмосферные условия	У	ХЛ	Т
Макс. температура окруж. Среды С: подкапотное пространство; в кабине или снаружи.	100, 125
Мин. температура окруж. Среды С: подкапотное пространство; в кабине или снаружи.	-40 -50	-40 -60	-20 -45
Относительная влажность воздуха при t 40 С, %

Электрооборудование должно сохранять работоспособность после воздействия температуры -60 0 С для исполнения ХЛ и -45 0 С для исполнения У и Т во время хранения.

При низких температурах, например, сни­жается емкость аккумуляторных батарей и механическая проч­ность электрической изоляции; при высоких снижается надежность работы электронных систем, сокра­щается срок службы аккумуляторных батарей.

Электрооборудование во время эксплуатации подвергается воздействию вибрационных перегрузок. Например, вибрация приборов, установленных на двигателе, может дости­гать 10 — 15 дБ.

Децибел — это безразмерная единица, применяемая для измерения отношения некоторых величин — «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности и т. п.) или «силовых» (силы тока, напряжения и т. п.). Децибел — это относительная величина.

Динамические перегрузки, воздействующие на элементы электрооборудования, нарушают нормальный ре­жим их работы, снижают прочность, увеличивают износ, что может привести к их повреждению или разру­шению.

Элементы автотракторного электрооборудования должны выдерживать без повреждений, и поломок воздействия вибрационных и ударных нагру­зок, которые указаны в табл. 2.2

Место установки	Вид нагрузки	Частота, Гц	Макс. ускорение, м/с 2	Продолжи тельность
Подкапотное пространство	вибрация; удары.	50 -250	(10 g, g = 9,8 м/сек 2 )	8 ч 100 ударов
В кабине или снаружи.	вибрация; удары.	8 ч 1000 ударов

В процессе эксплуатации на элементы электрооборудования попадает грязь, масло, пыль, вода содержащая соли, топливо. Это вызывает снижение электрической прочности, старение изоляции и коррозию металлических поверхностей элементов электрооборудования. Защита от коррозии осуществляется лакокрасочными, химическими, гальваническими покрытиями. Выбор вида защитного покрытия производят в соответствии с назначением детали, узла или изделия с учетом четом их конструктивных особенностей. Изделия автотракторного электрооборудования должны быть защищены от попадания посторонних предметов, вредных отложений и воды.

Изделия электрооборудования должны быть совместимы между собой и внешней средой и сохранять работоспособность в условиях электромагнитного воздействия.

Основные технические требования, предъявляемые к автотракторному электрооборудованию

Потребители электроэнергии на автомобилях или тракторах должны функционировать при изменении подводимого напряже­ния от 0,9 до 1,25 от установленного для них номинального на­пряжения.

Номинальные данные изделий электрооборудования измеряют при номинальном напряжении. Номинальная мощность, номи­нальный ток и другие величины соответствуют работе электро­оборудования при температуре 25 ± 10°С, относительной влажности 45 — 80% и атмосферном давлении (8,7 — 10,6) 10 4 Па.

Все элементы автотракторного электрооборудования должны без повреждения изоляции выдерживать испытание на электриче­скую прочность изоляции обмоток и токоведущих деталей относи­ло корпуса. Изоляция обмоток и токоведущих элементов относительно корпуса должна выдерживать без повреждений в течение 1 мин воздействие испытательного напряжения 550 В частотой 50 Гц.

Многие элементы электрооборудования, например аппараты системы зажигания, генераторы, регуляторы и др., в процессе работы на автомобиле излучают электромагнитные волны, т. е. являются источниками интенсивных радиопомех. Радиопомехи ухудшают работу телевизионных и радиоприемных устройств, расположенных на автомобиле или вблизи него. Уровень радиопомех от излучаемых электрооборудованием не должен превышать величины, предусмотренной общесоюзными кормами допустимых индустриальных радиопомех. Передача электромагнитной энергии от источника к приемнику происходит, одним из следующих способов:

1. через проводимость (электрический ток);

2. через индуктивность (магнитное поле);

3. через емкостную связь (электрическое поле);

4. через излучение (электромагнитное поле).

Съемные детали и узлы, поставляемые в запасные части, должны быть взаимозаменяемы. С точки зрения технологичности конструк­ция изделий и приборов электрооборудования должна удовлетво­рять требованиям крупносерийного и массового производства при минимальной затрате труда и материалов.

Изделия и приборы должны иметь минимальную себестоимость и трудоемкость в экс­плуатации.

Срок службы изделий и приборов электрооборудования уста­навливается в стандартах на отдельные виды электрооборудова­ния. Срок службы изделий электрооборудования измеряется про­бегом автомобиля в километрах или числом моточасов работы двигателя. Например, по техническим требованиям на генераторы переменного тока и транзисторные регуляторы напряжения уста­новлен срок службы не менее 300 тыс. км пробега автомобиля.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Система электрооборудования автомобиля

Система электрооборудования

Э лектрооборудование автомобиля — предназначено для выработки и передачи электрической энергии потребителям различных систем и устройств автомобиля.

Устройство электрооборудования автомобиля:

• И сточники тока;
• П отребители тока;
• Э лементы управления;
• Э лектрическая проводка.

В се перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

Э лектрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Ц епь низкого напряжения обеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации, а также работу системы пуска.

Система пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска.

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Ц епь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси и применяется на бензиновых двигателях. Воспламенение горючей смеси происходит по мере подачи искры зажигания в цилиндры, от сюда и название система искрового зажигания . Другими словами система зажигания служит для создания тока высокого напряжения, распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты. На современных автомобилях используют контактно-транзисторную и бесконтактную системы зажигания. Для более подробного изучения — устройство системы зажигания автомобиля .

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Г енератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

К элементам управления относятся щитки предохранителей, блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Б лок управления служит для:

• контроль потребителей;
• контроль напряжения;
• регулирование нагрузки;
• управление системой комфорта;

П отребители энергии бывают : Основные, длительные, кратковременные.

О сновные:

— электроусилитель рулевого привода;

Д ополнительные:

— система активной безопасности;

— система пассивной безопасности;

К ратковременные:

— системы комфорта;

Подкатегории

Устройство контактной системы батарейного зажигания 1

Контактная система батарейного зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.

При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.

Устройство контактной системы батарейного зажигания :

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания :

а) схема ; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера ; 1 – рычажок прерывателя ; 2 – подвижный контакт ; 3 – неподвижный контакт ; 4 — кулачок ; 5 – прерыватель низкого напряжения ; 6 — конденсатор ; 7, 14, 23 – провода ; 8 – выключатель зажигания ; 9 – добавочный резистор ; 10 – первичная обмотка ; 11 – вторичная обмотка ; 12 – катушка зажигания ; 13 — магнитопровод ; 15 – выключатель добавочного резистора ; 16 — амперметр ; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ) ; 18 – выключатель электродом ; 19 – ротор с электродом ; 20 — распределитель ; 21, 24 – подавительные резисторы ; 25 – свеча зажигания ; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из : аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта : неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая : положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения : вторичная обмотка 11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения : 0 – зажигания выключено ; 1 – зажигание включено ; 2 – включены зажигание и стартер ; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания :

• Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя ;
• Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания ;
• Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения ;
• Частые перебои с воспламенением рабочей смеси ;
• Затрудненный пуск двигателя ;
• Снижение экономичности и мощности двигателя.