Электрооборудование автомобиля

Лекция

Электрооборудование автомобиля

План

1. Схема электрооборудования автомобиля. Генераторные установки

2. Аккумулятор и генератор.

3. Основные неисправности системы электроснабжения.

(1)

 

Эксплуатационные качества автомобиля во многом определяются работой электрооборудования, надежностью и эффективностью его составных частей и приборов. Его стоимость достигает 30 % стоимости всего автомобиля. В то же время на электрооборудование вместе с системой зажигания приходится до 30 % всех отказов автомобиля.

Электрооборудование предназначено для выработки электрической энергии (электроснабжения), обеспечения работы системы зажигания, пуска, освещения и сигнализации, диагностирования, а в современных автомобилях и для автоматического управления двигателем, трансмиссией и другими агрегатами, обеспечения безопасности движения, комфорта в салоне и т. д.

Электрооборудование может быть выполнено по двухпроводной и однопроводной системам.  В основном применяют последнюю, где в качестве второго провода использована «масса», т. е. металлические детали автомобиля. Это снижает расход меди, но одновременно и надежность, так как более вероятна опасность короткого замыкания. С «массой» соединен минусовый вывод источников электрической энергии. На всех автомобилях применяется постоянный ток, что определяется использованием аккумуляторных батарей. Напряжение сети 12 В. В последнее время появляются системы, где для питания мощных потребителей (кондиционеров и т. п.) применяется дополнительная система напряжением 24 В.

Все приборы электрооборудования делят на две группы: источники энергии, которые вместе с регулирующей аппаратурой составляют систему энергоснабжения, и потребители. Генераторы и аккумуляторные батареи относят к источникам энергии, остальные приборы (лампы, приборы звуковой сигнализации, системы зажигания, вентиляторы, кондиционеры, очистители стекол и др.) - к потребителям. К этой же группе можно отнести системы микропроцессорного управления двигателем, трансмиссией и всем автомобилем в целом.

 

Система электроснабжения предназначена для питания элект­рической энергией потребителей. Основным источником питания служит генератор, который обеспечивает питание при работающем двигателе. Другим источником является аккумуля­ торная батарея, которая обеспечивает работу потребителей при неработающем двигателе, а также при его пуске. Регулятор под­держивает заданное напряжение в сети при работе генератора, а также совместную работу последнего с аккумуляторной батареей (см. Рис.26.1)

 

 

 

При нормальной работе системы должны соблюдаться два ус­ловия:

 

Первое условие определяет режим питания потребителей и зарядку батареи при работающем генераторе, второе условие — при неработающем генераторе.

ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Общие сведения. Генератор служит для питания потребителей и заряда аккумуляторной батареи во время работы двигателя.

Требования, предъявляемые к автомобильным генераторам: обеспечение питанием всех потребителей при полной нагрузке; стабильное напряжение в широком диапазоне изменения частоты вращения двигателя (13,2...15,5 В); минимальные масса и стоимость; надежность при работе в условиях вибрации, запылен­ности и повышенной темпера­туры. Ранее на автомобилях ис­пользовали генераторы посто­янного тока. Это было обуслов­лено процессом зарядки акку­муляторных батарей. В совре­менные автомобили устанав­ливают генераторы переменно­го тока, которые обладают следующими преимуществами: работают в большем диапазоне частот вращения; имеют больший срок службы, так как в них отсутствует наиболее изнашивающийся щеточный коллектор; при той же мощности легче в 1,8...2,5 раза;  на их изготовление требуется в 3 раза меньше меди; обладают большей надежностью, меньшей трудоемкостью их технического обслуживания.

Регулятор напряжения

 

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут различатся, но принцип работы одинаков.

 

Различают регуляторы напряжения электромагнитного, электронного и смешанного типов.   Регуляторы электромагнитного типа (вибрационные электромеханические) применяли с генераторами постоянного тока. Поскольку во всех современных автомобилях применяют генераторы переменного тока, то с ними используют регуляторы электронного и смешанного типов. Это обусловлено тем, что ток возбуждения в таких генераторах выше, что приводит к подгоранию контактов реле. Срок службы электронных регуляторов в 2...3 раза выше из-за отсутствия подвижных частей. Их не надо систематически регулировать.

Бесконтактные регуляторы стали дальнейшим развитием регуляторов. Благодаря развитию электроники и применению так называемой толстопленочной технологии получения интегральных схем созданы интегральные регуляторы напряжения (ИРН). Размеры и масса их в 15...20 раз меньше, что позволило встраивать их непосредственно в корпус самого генератора.

 На рисунке 26.3, б изображена схема генераторной установки с ИРН типа Я112, рассчитанная на напряжение 12 В. ИРН типа Я120 применяют в системах, работающих при 24 В. Элементы схемы (резисторы и пр.), выполненные по толстопленочной технологии, подстраиваются лазерной подгонкой. Схема залита герметиком и закрыта крышкой (см. рис. 26.8).

ИРН имеет выходной транзистор VT5 (см. рис. 26.3, б), которым управляет транзистор VT2 через промежуточный транзистор VT4. Чувствительный элемент схемы — стабилитрон VD1. Резисторы R1 и R2 образуют на выходе делитель напряжения. Цепочка С1 и R4 повышает четкость переключения. Конденсатор С2 фильтрует колебания тока на входе в стабилитрон транзисторов.

При напряжении меньше нормы транзисторы VT5 и VT4 открыты. Ток на их базы идет по цепочке клемма «В» — R5 — диод VD3— база и эмиттер транзистора VT4— база и эмиттер транзистора VT5— клемма «-» — «масса». Цепь тока возбуждения: клемма «В» генератора — клемма «» регулятора — ОВ — клемма «Ж» — коллектор и эмиттер транзистора VT5 — клемма «-» — «масса». Так как транзисторы открыты, то в обмотке возбуждения нарастает ток и соответственно напряжение.

При напряжении больше заданного «пробивается» стабилитрон VD1, который открывает транзистор VT2. Ток через его переход «коллектор—эмиттер» шунтирует ток базы транзистора VT4, а последний — VT5. Обмотка возбуждения оказывается обесточенной. Напряжение в сети падает. При достижении напряжения менее заданного, стабилитрон запирается, и процессы повторяются.

 

В дальнейшем предусматривается повышение надежности ИРН (13.3702, 17.3702, 21.3702). Новые транзисторы в их составе могут выдерживать импульсы напряжения 150...200 В,  возникающие например, при отключении во время работы аккумулятора.  Их интегральным схемам характерна высокая точность сохранения параметров за весь срок службы.

 

 

(2)

Аккумуляторная батарея

АКБ в обычном автомобиле предназначен для работы стартера при запуске двигателя и для устойчивого снабжения заданного вольтажа электроэнергией, многочисленного электрооборудования.  При этом роль автомобильного аккумулятора, как «энергетического буфера», при недостаточном поступлении энергии от генератора не менее важна. Типичный пример подобного режима – при работе двигателя на холостых оборотах во время стоянии в пробке. В такие моменты весь электропакет  и дополнительное  сервисборудование  запитаны только от аккумулятора. Критически важна роль кислотного аккумулятора при аварийных форс-мажорах: поломка генератора, регулятора напряжения, выпрямителя тока, при обрыве ремня генератора.

Лекция

Электрооборудование автомобиля

План

1. Схема электрооборудования автомобиля. Генераторные установки

2. Аккумулятор и генератор.

3. Основные неисправности системы электроснабжения.

(1)

 

Эксплуатационные качества автомобиля во многом определяются работой электрооборудования, надежностью и эффективностью его составных частей и приборов. Его стоимость достигает 30 % стоимости всего автомобиля. В то же время на электрооборудование вместе с системой зажигания приходится до 30 % всех отказов автомобиля.

Электрооборудование предназначено для выработки электрической энергии (электроснабжения), обеспечения работы системы зажигания, пуска, освещения и сигнализации, диагностирования, а в современных автомобилях и для автоматического управления двигателем, трансмиссией и другими агрегатами, обеспечения безопасности движения, комфорта в салоне и т. д.

Электрооборудование может быть выполнено по двухпроводной и однопроводной системам.  В основном применяют последнюю, где в качестве второго провода использована «масса», т. е. металлические детали автомобиля. Это снижает расход меди, но одновременно и надежность, так как более вероятна опасность короткого замыкания. С «массой» соединен минусовый вывод источников электрической энергии. На всех автомобилях применяется постоянный ток, что определяется использованием аккумуляторных батарей. Напряжение сети 12 В. В последнее время появляются системы, где для питания мощных потребителей (кондиционеров и т. п.) применяется дополнительная система напряжением 24 В.

Все приборы электрооборудования делят на две группы: источники энергии, которые вместе с регулирующей аппаратурой составляют систему энергоснабжения, и потребители. Генераторы и аккумуляторные батареи относят к источникам энергии, остальные приборы (лампы, приборы звуковой сигнализации, системы зажигания, вентиляторы, кондиционеры, очистители стекол и др.) - к потребителям. К этой же группе можно отнести системы микропроцессорного управления двигателем, трансмиссией и всем автомобилем в целом.

 

Система электроснабжения предназначена для питания элект­рической энергией потребителей. Основным источником питания служит генератор, который обеспечивает питание при работающем двигателе. Другим источником является аккумуля­ торная батарея, которая обеспечивает работу потребителей при неработающем двигателе, а также при его пуске. Регулятор под­держивает заданное напряжение в сети при работе генератора, а также совместную работу последнего с аккумуляторной батареей (см. Рис.26.1)

 

 

 

При нормальной работе системы должны соблюдаться два ус­ловия:

 

Первое условие определяет режим питания потребителей и зарядку батареи при работающем генераторе, второе условие — при неработающем генераторе.

ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Общие сведения. Генератор служит для питания потребителей и заряда аккумуляторной батареи во время работы двигателя.

Требования, предъявляемые к автомобильным генераторам: обеспечение питанием всех потребителей при полной нагрузке; стабильное напряжение в широком диапазоне изменения частоты вращения двигателя (13,2...15,5 В); минимальные масса и стоимость; надежность при работе в условиях вибрации, запылен­ности и повышенной темпера­туры. Ранее на автомобилях ис­пользовали генераторы посто­янного тока. Это было обуслов­лено процессом зарядки акку­муляторных батарей. В совре­менные автомобили устанав­ливают генераторы переменно­го тока, которые обладают следующими преимуществами: работают в большем диапазоне частот вращения; имеют больший срок службы, так как в них отсутствует наиболее изнашивающийся щеточный коллектор; при той же мощности легче в 1,8...2,5 раза;  на их изготовление требуется в 3 раза меньше меди; обладают большей надежностью, меньшей трудоемкостью их технического обслуживания.