Потребители электроэнергии. Сведения об электронных системах

Электрооборудование предназначено для обеспечения функционирования большинства систем транспортного средства.

Потребителями электроэнергии в транспортном средстве являются системы:

• пуска двигателя (стартер)
• освещения (наружного — фары, внутреннего — плафоны)
• световой сигнализации (указатели поворота, стоп-сигнал)
• звуковой сигнализации, связи (у гусеничных машин)
• подогрева и электронные системы

Кроме того, электроэнергию потребляют контрольные приборы (амперметры, указатели температуры охлаждающей жидкости и др.), приводы управления механизмами и дополнительное оборудование (вентиляторы, стеклоочистители и т.д.).

Основным источником электроэнергии является генератор с приводом от двигателя ТС, а вспомогательном — аккумуляторная батарея. Источники энергии обеспечивают также зажигание рабочей смеси в цилиндрах карбюраторных и газовых двигателей, т.е. работу систем зажигания этих двигателей.

Источники электроэнергии связаны с потребителями проводами. На ТС (колесных и гусеничных) применяется однопров9дная система проводки, в которой положительные полюсы источников и потребителей, работающих только на постоянном токе, соединены друг с другом изолированными проводами. Отрицательные полюсы соединяются через металлические части ТС (корпус машины, рама и др.). Использование однопроводной системы обеспечивает экономию проводов и упрощает схему соединения электрооборудования. Приборы аварийного освещения некоторых ТС подключают к источникам электроэнергии с применением двухпроводной системы.

К электрооборудованию относятся также выключатели, отключатели «массы» (отсоединяющие отрицательный полюс источника электроэнергии от корпуса ТС), предохранители, приборы, обеспечивающие работу генератора и стартера. Выключатели, предохранители и соединительные панели, имеющиеся в электросхеме, составляют группу коммутационной аппаратуры. Приборы, кратковременно потребляющие ток большой силы, и приборы, работающие в аварийных случаях (например, стартер, сигнал, подкапотная лампа для подсветки и др.), подключены к линии «амперметр—аккумулятор», а остальные потребители электроэнергии — к линии «амперметр—генератор». Контрольные приборы, звуковой сигнал и подсветка включены в цепь через плавкие предохранители, защищающие их от перегрузки.

Рис. Схема автоматизации управления трансмиссией полноприводного автомобиля

Схема электрооборудования гусеничной машины мало отличается от электросхемы автомобиля. Потребителями электроэнергии в гусеничных машинах являются, например, электродвигатели насосов, вентиляторов и других вспомогательных механизмов, а основными контрольно-измерительными приборами, обеспечивающими контроль за состоянием и работой всех систем, служат вольтамперметр, тахометр, спидометр, счетчик моточасов, манометры, термометры и др.

Вольтамперметр (комбинированный прибор) служит для измерения напряжения и силы тока, тахометр — для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, а спидометр — для контроля скорости движения машины. Счетчик моточасов предназначен для измерения общей продолжительности работы двигателя.

Устройство и работу электрооборудования и приборов подробно изучают в специальных курсах по теории и эксплуатации ТС; схемы электрооборудования приводятся в техническом описании и инструкции по эксплуатации конкретной машины.

В настоящее время автотранспортная техника создается с применением электронных систем, заменяющих традиционные узлы электрооборудования: регуляторы напряжения, приборы подогрева ДВС, управления световой и звуковой сигнализацией, тахометры, спидометры и др. Электроника служит для контроля эксплуатационных параметров машин (расход топлива, режим работы ДВС, включения коробок передач и т.д.) и диагностики их технического состояния. Электронные устройства широко используются также для управления агрегатами трансмиссии, тормозными системами и т.д. Командная электромагнитная или электромеханическая аппаратура в электронных системах управляет исполнительными механизмами с гидро- или пневмоприводом. Широко внедряются различные микропроцессорные системы (ЭВМ), например, для автоматического управления переключением передач.

На рисунке представлена схема автоматизации управления трансмиссией автомобиля с межосевым фрикционным дифференциалом, задним активным дифференциалом и антиблокировочной системой (АБС). Эти устройства имеют общую гидравлическую систему и управляются одним компьютером, который в процессе движения автомобиля вычисляет оптимальный коэффициент блокировки и необходимую интенсивность перераспределения вращающего момента между колесами.

Схема электрооборудования автомобиля

Рассмотренные источники и потребители тока, соединяющие их провода, включатели и предохранители составляют систему электрооборудования.

Для экономии проводов и удобства монтажа соединения всех приборов система электрооборудования автомобилей выполнена по однопроводиой схеме: проводами соединены только положительные клеммы приборов. Отрицательные клеммы приборов соединены с рамой и другими металлическими частями, т. е. с массой автомобиля. Исключением является лишь звуковой сигнал, отрицательная клемма которого соединяется с массой не непосредственно, а при помощи включателя ((кнопки) сигнала.

Для удобства монтажа и быстрого устранения неисправностей провода имеют различную расцветку. Провода, идущие в одном направлении, обычно объединены в пучки.

Работа многих приборов системы электрооборудования, связанная с постоянным замыканием и размыканием электрической цени (контакты прерывателя и реле-регулятора, щетки и коллектор генератора и т. д.), вызывает появление сильных помех, ухудшающих действие радиостанций (как устанавливаемых на самом автомобиле, так и расположенных вблизи него).

Кроме основных источников радиопомех — системы зажигания и реле-регулятора, на автомобиле имеются приборы, также мешающие работе радиостанций, это стартер, термовибрационные датчики указателей давления масла и температуры охлаждающей жидкости, электрический сигнал, стеклоочистители, переключатель света и т. д. В момент включения этих приборов и во время их действия возникают помехи радиоприему.

Наконец, источниками радиопомех являются все ненадежные контакты.

Если не принять мер защиты, то работа радиостанций на автомобиле будет крайне затруднена, а в некоторых случаях и невозможна.

Для снижения уровня помех радиоприему на автомобилях применяется специальная экранированная система электрооборудования. Все основные источники радиопомех в такой системе заключаются в металлические кожухи (экраны), а провода, несущие токи помех,— в металлические трубы или в специальные гибкие металлические шланги. Экраны (металлические кожухи, трубы и шланги) приборов и проводов надежно соединяются с массой автомобиля. Поэтому радиопомехи замыкаются на массу и не выходят за пределы экранов.

Помимо экранировки, в электрические цепи реле-регулятора, катушки зажигания, термовибрационных датчиков, искровых зажигательных свечей включаются специальные фильтры, блокирующие конденсаторы и подавительные сопротивления, которые, свободно пропуская рабочий ток, задерживают и замыкают на массу автомобиля токи радиопомех.

Применение экранировки, фильтров, блокирующих конденсаторов и подавительных сопротивлений снижает уровень радиопомех, но не избавляет от них полностью, так как во время движения автомобиля вследствие трения его колес о дорогу и выпуска отработавших газов происходит наведение электростатических зарядов на некоторых деталях. Это приводит к проскакиванию незаметных на глаз искр между отдельными механизмами автомобиля, вызывающих радиопомехи (треск, щелчки, шум).

Для ликвидации такого рода помех на автомобилях проводят тщательную «металлизацию», т. е. надежное электрическое соединение металлических частей автомобиля между собой. Металлизация осуществляется применением медных перемычек (плетенка) и постановкой под болты, соединяющие сопрягаемые металлические детали (капот, крылья и т. д.), специальных шайб. Эти шайбы имеют по окружности слегка отогнутые зубцы, которые при затягивании болта врезаются в металл и обеспечивают надежный контакт.

В последнее время широкое распространение на армейских автомобилях получило экранированное электрооборудование в водостойком, герметизированном исполнении. Герметизированные приборы системы электрооборудования обеспечивают не только безотказную работу автомобиля на грязных разбитых дорогах, но и возможность преодоления вброд водных преград, непреодолимых обычными автомобилями.

Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106: 1 — передние фонари; 2 — боковые указатели поворота; 3 — аккумуляторная батарея (аккумулятор); 4 — реле контрольной лампы заряда аккумулятора; 5 — реле включения ближнего света фар; 6 — реле включения дальнего света фар; 7 — стартер; 8 — генератор; 9 — фары дальнего света; 10 — фары ближнего света; 11 — датчик включения электродвигателя вентилятора; 12 — электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя; 13 — звуковой сигнал (клаксон); 14 — катушка зажигания; 15 — распределитель зажигания; 16 — свечи зажигания; 17 — электромагнитный клапан карбюратора; 18 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 19 — подкапотная лампа; 20 — выключатель света заднего хода; 21 — датчик уровня давления масла; 22 — датчик контрольной лампы давления масла; 23 — датчик контрольной лампы уровня тормозной жидкости; 24 — электродвигатель очистителя ветрового стекла; 25 — коммутатор (устанавливается в случае применения на автомобиле бесконтактной системы зажигания); 26 — электродвигатель омывателя ветрового стекла; 27 — реле включения электродвигателя вентилятора; 28 — регулятор напряжения; 29 — реле-прерыватель очистителя ветрового стекла; 30 — дополнительный блок предохранителей; 31 — основной блок предохранителей; 32 — реле-прерыватель аварийной сигнализации и указателей поворота; 33 — реле включения обогревателя заднего стекла; 34 — выключатель стоп-сигнала; 35 — штепсельная розетка для персональной лампы (не устанавливается с 2000 г.); 36 — добавочный резистор электродвигателя отопителя; 37 — электродвигатель отопителя; 38 — переключатель электродвигателя отопителя; 39 — часы; 40 — лампа освещения вещевого ящика; 41 — прикуриватель; 42 — выключатель аварийной сигнализации; 43 — регулятор освещения приборов; 44 — контрольная лампа недостаточного уровня тормозной жидкости; 45 — переключатель света фар, указателей поворота и звуковых сигналов; 46 — выключатель зажигания; 47 — выключатель обогревателя заднего стекла; 48 — выключатель заднего противотуманного фонаря; 49 — выключатель наружного освещения; 50 — выключатели плафонов, расположенные в стойках передних дверей; 51 — электродвигатель электростеклоподъемника (устанавливается на части выпускаемых автомобилей ВАЗ 2106); 52 — выключатели плафонов, расположенные в стойках задних дверей; 53 — выключатель контрольной лампы стояночного тормоза; 54 — плафоны освещения салона; 55 — указатель уровня топлива с контрольной лампой резерва; 56 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 57 — указатель давления масла с контрольной лампой недостаточного давления; 58 — тахометр; 59 — контрольная лампа стояночного тормоза; 60 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи; 61 — контрольная лампа воздушной заслонки карбюратора; 62 — контрольная лампа габаритного света; 63 — контрольная лампа указателей поворота; 64 — контрольная лампа дальнего света фар; 65 — спидометр; 66 — выключатель контрольной лампы воздушной заслонки карбюратора; 67 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника левой двери; 68 — реле электростеклоподъемников; 69 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника правой двери; 70 — задние фонари; 71 — фонари освещения номерного знака; 72 — датчик указателя уровня и резерва топлива; 73 — обогреватель заднего стекла; 74 — лампа освещения багажника; 75 — задний противотуманный фонарь.

В данной схеме электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106 содержатся элементы (это 33, 47, 73), которые относятся к ВАЗ 21065, а так же к более новым моделям (ближе к 2006 г.в.) ВАЗ 2106.

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.