 |
Тема1. Система электроснабжения
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Предисловие................................................................................................3 |
| Глава 1. Система электроснабжения....................................................5 |
| 1.1. Общие сведения...............................................................................5 |
| 1.2. Автомобильные генераторы...........................................................6 |
| 1.3. Конструкция автомобильных генераторов переменного тока..................................................................................17 |
| 1.4. Регулирование напряжения в бортовой сети автомобиля...........................................................................................27 |
| 1.5. Аккумуляторные батареи.............................................................43 |
| 1.6. Выбор пределов регулируемого напряжения.............................74 |
| 1.7. Система электроснабжения на два уровня напряжения............75 |
| 1.8. Техническая эксплуатация системы электроснабжения. Методы диагностирования...............................77 |
| Глава 2. Система пуска.........................................................................83 |
| 2.1. Общие сведения.............................................................................83 |
| 2.2. Основные характеристики аккумуляторной батареи в режиме пуска......................................................................................85 |
| 2.3. Устройство и принцип действия стартера...................................91 |
| 2.4. Электромеханические характеристики стартерного электродвигателя..........................................................118 |
| 2.5. Анализ работы системы электростартерного пуска............... 123 |
| 2.6. Средства облегчения пуска двигателей....................................129 |
| 2.7. Техническое обслуживание и методы диагностирования системы пуска....................................................132 |
| Глава 3. Система зажигания..............................................................134 |
| 3.1. Общие сведения...........................................................................134 |
| 3.2. Классификация батарейных систем зажигания........................136 |
| 3.3. Требования к системам зажигания. Основные параметры.........................................................................139 |
| 3.4. Классическая система зажигания...............................................143 |
| 3.5. Рабочий процесс батарейной системы Зажигания...................155 |
| 3.6. Характеристики классической системы зажигания..................163 |
| 3.7. Электронные системы зажигания...............................................169 |
| 3.8. Искровые свечи зажигания.........................................................211 |
| 3.9. Диагностирование систем зажигания.........................................216 |
| Глава 4. Системы освещения и сигнализации................................220 |
| 4.1. Общие сведения............................................................................220 |
| 4.2. Основные принципы формирования светораспределения систем освещения и сигнализации..................221 |
| 4.3. Классификация систем освещения...............................................223 |
| 4.4. Нормирование светотехнических характеристик головных фар.........................................................................................226 |
| 4.5. Конструкция современных головных фар...................................231 |
| 4.6. Противотуманные фары...............................................................238 |
| 4.7. Классификация светосигнальных приборов. Нормирование основных характеристик...........................................240 |
| 4.8. Конструкция светосигнальных приборов...................................247 |
| 4.9. Источники света............................................................................250 |
| 4.10. Техническое обслуживание и диагностирование систем освещения и сигнализации в эксплуатации......................... 260 |
| Глава 5. Информационно-диагностическая система........................269 |
| 5.1. Общие сведения............................................................................269 |
| 5.2. Контрольно-измерительные приборы........................................275 |
| 5.3. Бортовая система контроля.........................................................291 |
| 5.4. Система встроенных датчиков...................................................298 |
| 5.5. Маршрутные компьютеры..........................................................299 |
| 5.6. Автомобильные навигационные системы.................................302 |
| 5.7. Панели приборов..........................................................................305 |
| Глава 6. Электронные системы автоматического управления агрегатами автомобиля.................................................313 |
| 6.1. Общие сведения...........................................................................313 |
| 6.2. Электронное управление двигателем........................................314 |
| 6.3. Электронное управление подвеской.........................................365 |
| 6.4. Электронные антиблокировочные системы............................367 |
| 6.5. Гидромеханическая передача с электронным управлением....................................................................................... 378 |
| 6.6. Электронное управление положением фар.............................. 380 |
| 6.7. Автоматическое управление стеклоочистителем.................... 381 |
| 6.8. Автоматическая блокировка дверей......................................... 383 |
| Глава 7. Вспомогательное электрооборудование...................... 388 |
| 7.1. Электропривод вспомогательного оборудования автомобиля......................................................................................... 388 |
| 7.2. Стеклоочистители, смыватели и фароочистители.................. 397 |
| 7.3. Звуковые сигналы....................................................................... 400 |
| 7.4. Электронные противоугонные системы................................... 402 |
| Глава 8. Схемы электрооборудования автомобилей. Коммутационная аппаратура........................................................ 415 |
| 8.1. Общие сведения.......................................................................... 415 |
| 8.2. Коммутационная аппаратура..................................................... 417 |
| 8.3. Провода и способы защиты от аварийных режимов............... 418 |
| 8.4. Потери напряжения в электрических сетях автомобиля........ 422 |
| 8.5. Принципы построения схем электрооборудования автомобилей....................................................................................... 425 |
| Список литературы............................................................................... 438 |
|
|
|
|
|
|
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Эксплуатационная надежность, экономичность, активная безопасность и экологичность автомобиля определяются работой его систем электрооборудования. Электрооборудование автомобиля представляет сложную систему, включающую более 100 изделий, а его стоимость составляет 30% стоимости автомобиля.
Системы автомобиля - электроснабжения, пуска, зажигания, освещения и сигнализации, информации и диагностирования, автоматического управления двигателем и трансмиссией и др. Стеклоочиститель, электродвигатели отопления, вентиляции, звуковые сигналы, радиооборудование - называются вспомогательным электрооборудованием. Длина электропроводки автомобиля достигает 250...600 м. Определенную сложность представляют прокладка проводов, объединение их в жгуты, построение принципиальных и монтажных схем. Отдельно рассмотривается построение общей схемы, коммутационной и защитной аппаратуры.
|
|
|
Электрооборудование автомобилей существенно изменяется:
Ø бесконтактные электронные и микропроцессорные системы зажигания;
Ø автоматическое управление топливоподачей;
Ø необслуживаемые аккумуляторные батареи;
Ø система пуска ДВС использует- стартер с редуктором;
Ø изменились светооптические приборы системы освещения и сигнализации; -улучшилась информация водителя о режимах работы и состоянии узлов, агрегатов автомобиля, чему способствовало появление бортовой системы контроля и системы встроенной диагностики.
Ø расширяется применение электронных приборов и систем на автомобиле (реле, контроллеры, регуляторы, датчики и др).
Ø применение микропроцессорной техники способствовало разработке САУ двигателем и трансмиссией. Это системы управления зажиганием и впрыском топлива, антиблокировочные системы тормозов, электронного управления коробкой передач, разработки маршрутного компьютера, системы блокировки дверей и др.;
Ø внедряют интегрированные системы управления силовым агрегатом, электронные системы рулевого управления и управления четырьмя колесами;
Ø применяются активная подвеска, дисплеи на лобовом стекле, интегрированные информационно-диагностические системы.
Основной тенденцией развития электронных систем следует считать создание комплексных многофункциональных систем управления и контроля.
Внедрение электронных устройств связано с созданием специальной элементной базы, так как условия работы изделий электрооборудования автомобилей весьма специфичны. Это и широкий диапазон изменения температур (-60....+ 125°С), и вибрации, и подверженность агрессивному действию окружающей среды и др.
|
|
|
Усложнение электрооборудования автомобилей приводит к увеличению числа отказов, более 30% отказов приходится на электрооборудование. Поэтому остро стоит проблема своевременной разработки методов и средств диагностирования новых систем и узлов.
Тема1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Система электроснабжения предназначена для питания электрической энергией всех потребителей. Источниками электрической энергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, включенные параллельно.
При работающем двигателе генератор является основным источником электроэнергии и обеспечивает электроснабжение потребителей и заряд аккумуляторной батареи. При неработающем двигателе функции источника электроэнергии переходят к аккумуляторной батарее, которая также должна обеспечивать надежный пуск двигателя.
Для приведенной на рис. 1.1(где Iв – ток возбуждения) структурной схемы справедлива следующая взаимосвязь токов при различных соотношениях напряжений генератора и аккумуляторной батареи:
I г = Iбз + Iн при U г > Eб ;
I г = Iн при U г = Eб ;
I г + Iбр = Iн при U г < Eб ;
Iбр = Iн при U г = 0,
где I г – ток генератора; Iбз - ток, потребляемый батареей при заряде; Iн - ток, потребляемый потребителями; U г - напряжение генератора; Eб - ЭДС аккумуляторной батареи; Iбр - ток, отдаваемый батареей при разряде.
Рис. 1.1.
При вращении ротора 3 под каждым зубцом статора 10 проходит попеременно то положительный, то отрицательный полюс, т. е. магнитный поток, пересекающий обмотку статора 11, изменяется по величине и направлению (рис. 1.3). При этом в обмотках фазы будет индуцироваться переменная по величине и направлению ЭДС, действующее значение которой
(1.1)
где f - частота; w - число витков обмотки одной фазы; Ф - магнитный поток.
где р - число пар полюсов; n - частота вращения.
где z - число пазов; m - число фаз.
Рис. 1.3
Для отечественных генераторов характерны следующие параметры:
В фазах обмотки статора синхронного генератора индуцируется ЭДС, описываемая зависимостью (1.1), которую можно переписать в более простом виде:
(1.2)
где Се = 4,44 pwkоб /60 – постоянный коэффициент.
В автомобильных генераторах наибольшее применение нашли трехфазные мостовые двухполупериодные схемы выпрямления. В этих схемах наиболее благоприятные соотношение между выпрямленной мощностью Pd и мощностью генератора P г (теоретически P г =1,045 Pd). Трехфазная мостовая схема выпрямления обеспечивает относительно небольшие пульсации выпрямленного напряжения, что является одним из важных требований к автомобильным генераторам в связи с широким применением электроники на автомобиле.
|
|
|
Рис. 1.4.
Для соединения фазных обмоток по схеме «звезда» справедливы следующие соотношения:
где Uл и Uф – соответственно линейное и фазное напряжение; Iл, Iф – соответственно линейная и фазная сила тока.
К выпрямителю подается линейное напряжение генератора. Выпрямленное напряжение Ud пульсирует с частотой fn в 6 раз большей частоты переменного напряжения генератора, т. е.
Минимальное значение выпрямленного напряжения равно 1,5 Uфmax, а максимальное 1,73 Uфmax. Пульсация выпрямленного напряжения при соединении обмоток генератора по схеме «звезда»
где Uфmax – амплитудное значение фазного напряжения (рис. 1.4.б.)
Среднее значение выпрямленного напряжения (период пульсации Т/6)
где Т - период времени; ω- угловая частота.
Следовательно, пульсация выпрямленного напряжения
Например, при среднем значении выпрямленного напряжения 14 В пульсация равна 1,95 В. При этом максимальное значение выпрямленного напряжения 14,65 В, а минимальное 12,7 В.
Ток при подключении к выпрямителю активной нагрузки
где Rн - сопротивление нагрузки.
Форма выпрямленного тока имеет такой же вид, как и выпрямленного напряжения, т. е. выпрямленный ток будет пульсирующим с амплитудой
Среднее значение выпрямленноготока
Действующее значение фазного тока
|
|
|
