Глава 8. Схемы электрооборудования автомобилей. Коммутационная аппаратура

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основные цели функционирования электрической цепи - передача и распределение электрической энергии заданного качества к потребителю.

Электрические сети автомобилей характеризуются родом тока, напряжением и способом распределения электроэнергии. Автомо­бильные электрические сети - сети постоянного тока с номинальным напряжением 12 или 24 В. С целью экономии расхода проводов и упрощения монтажа электрооборудования на автомобилях использу­ется однопроводная система передачи электроэнергии: общим токопроводом для всех изделий электрооборудования является корпус («масса») автомобиля. Двухпроводная система передачи электриче­ской энергии применяется на автомобилях в редких случаях, напри­мер: для фонарей огней стоянки, которые должны работать незави­симо от положения выключателя «массы»; звуковых сигналов, под­ключаемых без промежуточного электромагнитного реле, и др. Не­достатком однопроводной системы является повышенная вероят­ность возникновения короткого замыкания на «массу».

Распределение электроэнергии на автомобилях централизован­ное: провода от источников питания идут к центральному распре­делительному устройству, которое подключает потребители к источнику электроэнергии. В качестве распределительного устройст­ва на автомобилях служит щиток приборов, на котором расположе­на основная защитная и коммутационная аппаратура. На совре­менных автомобилях (последние модели ВАЗа) имеется централь­ный блок реле и предохранителей как отдельное устройство.

Можно выделить следующую цепочку прохождения электриче­ского тока от источника к потребителю: источники электроэнергии (генератор, аккумулятор) - магистральная сеть - распределитель­ное устройство - распределительная сеть - потребитель.

Магистральная сеть соединяет источники электроэнергии с распределительным устройством. На рис. 8.1 изображена централизованная система распределения электроэнергии на автомобилях. Она имеет небольшую длину (3-15 м) и не содержит коммутационных и защитных устройств (рис. 8.1, а - одноканальная).

Рис. 8.1. Централизованная система распределения электроэнергии на автомобилях:

а - одноканальная; б — двухканальная

На современных автомобилях применяются также двухканаль­ные магистральные сети (рис. 8.1, б - двухканальная). В этом случае питание потребителей электроэнергии на автомобилях осуществляется по двум каналам (например, на ВАЗ-2106). Первый канал питает аппараты системы зажигания, контрольные приборы, реле указателей пово­рота, второй - тяговое реле стартера, стеклоочиститель, отопитель, звуковые сигналы, плафоны кабины. За счет введения второго ка­нала питания увеличивается надежность системы электроснабже­ния и уменьшаются потери напряжения в цепи источники электро­энергии - распределительное устройство.

С целью облегчения нахождения неисправностей в электриче­ской сети, унификации жгутов проводов на различных моделях ав­томобилей, облегчения монтажа и замены жгутов в эксплуатации предохранители и реле в цепях управления на современных авто­мобилях конструктивно объединяют в один блок (например, на ВАЗ-2105). В этом случае блок является центральным распредели­тельным устройством (рис. 8.2), к которому при помощи штекерных колодок подключаются основные жгуты проводов, идущие в мотор­ное отделение, на щиток приборов, к задним фонарям.

В связи с большим потреблением меди остро стоит вопрос эко­номии проводов в электрических сетях автомобилей. Например, на автомобиль ЗИЛ-1300 в обычном исполнении требуется 160 м про­водов и 247 м - с модернизированным тормозным приводом. На новый дизельный грузовой автомобиль ЗИЛ-4331 расходуется 430 м медных проводов.

Общая длина проводов автомобилей МАЗ, КамАЗ достигает 700 м. Суммарная длина проводов легковых автомобилей составляет, на­пример, на ГАЗ-24 - 178 м, на ВАЗ-2107 - 250 м, на «Москвиче-2141» - 220 м. Для уменьшения расхода меди проводятся исследо­вательские работы по использованию на автомобилях принципи­ально новых систем распределения электрической энергии: с многоканальным уплотнением (муль­типлексированием) и примене­нием волоконной оптики. Одна­ко внедрение на автомобилях массового производства подоб­ных устройств на сегодняшний день ограничено их высокой стоимостью. Поэтому реальным путем уменьшения расхода про­водов в ближайшее время явля­ется применение проводов меньших сечении.

КОММУТАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

В систему электрооборудования транспортных средств, помимо источников электроэнергии и потребителей, входит также установоч­ная и коммутационная аппаратура. Указанные изделия могут быть разбиты на три группы: выключатели и переключатели; электромаг­нитные реле и контакторы; разъемы и соединительные панели.

Основным узлом коммутационных устройств является контакт­ная часть, имеющая в конструкции изделий первой группы механи­ческий (ручной, пневматический) привод, и в конструкции изделий второй группы - электромагнитный привод. По схеме коммутации выключатели и переключатели отличаются числом коммутацион­ных цепей, позиций и выводов. Кроме того, они отличаются по то­ковой нагрузке и исполнению привода (клавишные, кнопочные, по­вторные, вытяжные и т. д.).

Основными параметрами выключателей и переключателей яв­ляются номинальное напряжение, номинальный ток, схема коммутации, падение напряжения на контактах, ресурс по числу циклов включения-отключения.

По функциональному назначению можно выделить: главный вы­ключатель (выключатель зажигания, приборов и стартера); цен­тральный переключатель света; многофункциональный подрулевой переключатель; переключатель системы стеклоочистки; переключа­тель отопления; переключатель указателей поворота; выключатель стоп-сигнала; выключатель аварийной световой сигнализации; вы­ключатель различных управляющих и исполнительных устройств. Выключатели отопителей, стеклоочистителей, плафонов освещения и других приборов выполняются в виде тумблеров, клавишных вы­ключателей (ВАЗ) и, как более надежные, кнопочного типа.

В схемах электрооборудования автомобилей все большее рас­пространение получают реле. Они применяются для включения стартера, сигналов дальнего и ближнего света фар, электровенти­лятора в системе охлаждения двигателя, обогрева заднего стекла, отопителя, фароочистителей, отключения обмотки возбуждения генератора. Реле-прерыватели применяются в схемах контрольной лампы ручного тормоза, стеклоочистителя и т. д. Электромагнит­ные реле подразделяются на три группы по конструктивному ис­полнению: обычные; малогабаритные; специальные. Внутри каждой из этих групп реле подразделяются по напряжению - на 12 и 24 В с разными обмоточными характеристиками.

По схеме коммутации реле подразделяются на замыкающие, размыкающие и переключающие. Кроме того, реле обычного типа отличаются режимом работы: продолжительный и кратковремен­ный режим.

Срок службы реле в зависимости от напряжения составляет от 25 тыс. до 200 тыс. включений и от 100 тыс. до 300 тыс. км пробега автомобиля. Для удобства монтажа и смены на современных авто­мобилях реле имеют штекерные выводы и устанавливаются в еди­ном блоке вместе с предохранителями (ВАЗ-2105, ВАЗ-2108, МАЗ-64227).

В сильноточных цепях с токами свыше 50 А необходимо исполь­зовать контакторы, которые выпускаются трех типов: на 12 В и на 24 В с замыкающими контактами и на 24 В с переключающими кон­тактами.

Разъемы и соединительные панели служат для обеспечения монтажа жгутов и приборов электрооборудования, соединения тя­гача с прицепом, подключения внешнего питания, переносной лам­пы и т. д.