Электрооборудование автомобиля. Устройство и работа. Особенности

Электрооборудование автомобиля представляет весь перечень устройств, которые вырабатывают, передают, а также потребляют электрическую энергию в машине. В целом это сложный комплекс систем, устройств и приборов, которые обеспечивают функционирование всех частей автомобиля, автоматизацию процессов, а также создают уют, комфорт и безопасность для людей.

Все главные узлы и агрегаты электрического оборудования взаимосвязаны между собой с помощью проводов. Они выступают в качестве своеобразной нервной и кровеносной системы. В одном случае по ним передается сигнал для запуска того или иного устройства, в другом случае они передают электроэнергию для питания приборов. Обрывы проводов могут привести к воспламенению или невозможности работы конкретного устройства в машине. А поломка какого-либо электрооборудования может привести к аварии, невозможности запуска автомобиля или его эксплуатации.

Виды

В качестве источников электротока выступают устройства, которые преобразуют электроэнергию. Это генератор и аккумулятор, где генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а аккумулятор — химическую в электрическую. В качестве потребителей электрической электроэнергии выступает устройство, преобразует электроэнергию в другие виды, к примеру, движения, света, тепла. К ним можно отнести систему запуска движка, лампочки, измерительные устройства, электроприборы в виде стеклоочистителей, печки, прикуривателя, радио, кондиционера и тому подобное.

Аккумулятор используется для питания потребителей электротоком во время запуска движка, во время его низких оборотов, либо в момент, когда он отключен. Генератор питает электротоком все электрические устройства, в том числе заряжает аккумулятор. Мощность и емкость данных устройств должна отвечать аналогичным параметрам потребителей при различных режимах работы машины.

Электрооборудование автомобиля в виде потребителей энергии классифицируются на 3 составляющие:

1. Кратковременного действия.
2. Длительного действия.
3. Основного действия.

К устройствам основного действия относятся устройства, которые нужны для поддержки работоспособности машины. Это устройства впрыска, запуска, управления движком, система подачи топлива, АКП, электрический усилитель и так далее.

К устройствам длительного действия относятся устройства в виде кондиционеров, освещения, безопасности, навигационной аппаратуры, противоугонных устройств, печки и тому подобное.

К устройствам кратковременного действия относятся устройства в виде систем запуска, прикуривателя, подачи сигнала, свечей накаливания и так далее.

В качестве устройств управления выступают предохранительные щитки, блоки управления и реле. Они согласуют функционирование источников и потребителей энергии. При помощи блоков управления обеспечивается контролирование потребления электроэнергии, напряжения и нагрузок на устройствах, управление обогревателями, очистителями стекол, системой освещения и так далее. Кроме проводки в бортовой системе применяются шины данных, при помощи которых соединяются электронные блоки управления.

Устройство

Аккумулятор является одним из важнейших элементов электрооборудования автомобиля. Он представляет химический источник электротока, который работает при помощи накопления и последующей отдачи энергии. Накопление и передача заряда обеспечивается переходом ряда элементов из одного состояния в другое. Главными характеристиками аккумуляторной батареи является емкость и напряжение. Его корпус выполнен из пластика, стойкой к кислоте. В нем имеется 6 секций, в которых находятся элементы, выполненные из пластин и сепараторов. Эти элементы соединяются с помощью мостиков, а корпус закрывается пластмассовой крышкой. На батарее имеются два выхода, к которым подсоединяются клеммы проводов. Аккумулятор находится в подкапотном отсеке машины.

Электрический генератор — это устройство, которое смахивает на электрический двигатель, но имеет принципиальное от него отличие. Данный элемент создает электроэнергию благодаря вращению его якоря посредством ременной передачи, получающее вращательное движение от ДВС. Генератор имеет 2 обмотки, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения, которое он вырабатывает. Принцип его работы базируется на эффекте самоиндукции.

Далее необходимо выделить элементы, которые обеспечивают запуск и последующую работу ДВС, а значит и непосредственное перемещение машины.

Стартер – это своего рода электродвигатель, который совершает вращение благодаря энергии аккумуляторной батареи. Его главная цель кроется в начальном старте. Затем появляется электрическая икра, вследствие чего происходит воспламенение топлива. В результате двигатель начинает работать. Чтобы создать такую искру, используется повышающая катушка, свечи, а также распределитель искры.

Повышающая катушка выполнена из ферромагнитного сердечника с 2-мя обмотками. На одной из обмоток находится меньшее число витков, благодаря чему создается магнитное поле. Это поле создает магнитное поле на второй обмотке, но уже с более высоким напряжением. В результате при подаче напряжения на свечи создается искра.

Электрическая свеча представляет элемент, который создает искру непосредственно в цилиндре ДВС. У нее есть контакт, к которому подходит провод с высоким напряжением. На цилиндрах имеются электроды с наименьшим зазором, в которых и происходит создание искры. Между свечами и катушкой располагается распределитель, который и передает высокое напряжение непосредственно на свечу, которая должна в необходимый момент времени подать искру на цилиндр.

Система освещения используется при перемещении машины при недостаточной освещенности окружающей среды. В данную систему включены фары, задние фонари, лампочка освещения номера, лампочки освещения в салоне, отделения багажа, отсека мотора, зоны педалей и так далее.

Световая сигнализация используется с целью предупреждения других участников движения о маневрах, поворотах, заднем ходе, то есть о смене направления перемещения машины. Данная система имеет передние сигнальные лампочки, задние фонари, боковые повторители поворотов, лампы на панели приборов, выключатели, стоп-сигналы и другое электрооборудование автомобиля.

Фары необходимы для освещения окружающего пространства. В первую очередь они необходимы для освещения дороги, чтобы водитель имел представление об окружающей обстановке. Каждая машина имеет фары, которые расположены симметрично. Передние фары в большинстве случаев выполнены в одном корпусе. В нем могут находиться ряд элементов: дальний, а также ближний свет, ходовые и габаритные огни. Иногда в них даже размещаются поворотники.

Ближний свет необходим в случаях, когда наблюдается поток встречного транспорта. Его главная особенность заключается в том, что он не слепит водителей встречного транспорта, при этом хорошо освещает правую сторону дороги. Дальний свет также используется с целью освещения, но только в том случае, когда нет встречного потока. Его главная особенность в том, что этот свет выделяется своей мощностью и интенсивностью, благодаря чему он освещает пространство на довольно большое расстояние, которое находится впереди машины.

При помощи габаритных огней и поворотников водитель дает важную информацию всем участникам движения о габаритах своего автомобиля, а также планируемых остановках и изменениях направления движения. Также в машине имеется прикуриватель, могут быть розетки usb и так далее.

В зависимости от текущей комплектации машины в ней могут иметься или отсутствовать следующее электрооборудование автомобиля: системы безопасности, которые включают в себя электронатяжители ремней, автоматическую коробку с управляющей электроникой, электронные элементы помощи водителю, маршрутный компьютер, помощь при подъеме в гору, подушки безопасности и так далее.

Применение

Электрооборудование автомобиля включает множество элементов, включая различные системы, проводку, элементы питания и так далее. В первую очередь оно предназначено для производства электрической энергии и ее доставки потребителям электроэнергии. Сегодня количество элементов, которые потребляют электрическую энергию, в том числе проводов, которые необходимы для доставки, распределения и управления, возросло в разы. Общая длина проводов и их толщина могут иметь суммарную массу более 50 кг. Это очень много, учитывая то, что количество электрических устройств все время увеличивается. Имеется большая вероятность, что к 2025 году сеть проводов в машинах может достичь почти 100 кг.

Для снижения веса электрических проводов сегодня широко применяются шины, которые предают цифровые сигналы. С помощью такой архитектуры можно существенно снизить вес и количество применяемых проводов. Это приводит к тому, что удается избавиться от сотен метров проводки, в том числе снизить стоимость затрат, ведь применяемая в проводах медь стоит довольно дорого.

В будущем проводка и электрооборудование автомобиля станет еще меньше, ведь будет применяться схема с одним центральным процессором. Именно сюда будет стекаться вся информация, процессор будет контролировать все системы электрооборудования машины. Все функции будут выполняться операционной системой. Исчезнет порядка 75 управляющих блоков, которые сегодня имеют собственные программы и алгоритмы действия.

Естественно, что благодаря уменьшению управляющих блоков и числа проводов. Электрооборудование автомобиля станет на порядок легче и компактнее. Это прибавит стабильности, ведь меньшее число компонентов обеспечивает меньшее количество сбоев. Автомобиль станет подобен компьютерному устройству. К нему можно будет с легкостью подключать новые девайсы и изменять параметры существующих. В большей части случаев можно будет поменять программу, то есть загрузить обновление, чтобы убрать ошибку.

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.

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

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